재료계수를 이용한 철근콘크리트 휨부재의 최대철근비 산정

최승원; 이민희; 이기열

doi:10.4334/JKCI.2020.32.2.127

주제분류

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저널정보

한국콘크리트학회
콘크리트학회 논문집 학술저널
콘크리트학회 논문집 제32권 제2호(통권 제176호)
2020.4 127 - 136 (10page)
DOI : 10.4334/JKCI.2020.32.2.127

저자정보

최승원 (조선이공대학교)
이민희 (호원대학교)
이기열 (전남대학교)

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이 연구는 재료계수와 콘크리트의 비선형 재료모델을 이용하여 철근콘크리트 휨부재의 최대철근비를 제안한 것이다. 이를 위하여 현행 콘크리트구조 학회기준에서 규정하는 철근과 콘크리트의 재료계수와 포물선-사각형 형상의 응력-변형률 관계로 정의되는 콘크리트의 재료모델을 기반으로 하여 휨부재 단면의 변형 적합조건에 의한 최대 중립축 깊이와 힘의 평형관계를 이용하여 최대철근비를 유도하였다. 이와 함께 설계 실무의 편의성 확보를 위하여 인장철근의 항복강도별로 해당 균형철근비에 대한 비율로 최대철근비를 함께 제시하였다. 이 연구에서 제안한 최대철근비는 다른 설계기준의 규정과 비교하여 휨부재의 연성파괴를 충분히 보장할 수 있으며, 시공성 및 경제성을 동시에 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

This study proposes the maximum reinforcing steel ratio of reinforced concrete flexural member using the material factors and the nonlinear material model of concrete. For this purpose, the concrete material model defined by parabolic-rectangle stress-strain relationship defined by the current KCI model code 2017 and the material factors of reinforcing steel and concrete were adopted. and also, the maximum reinforcing steel ratio was induced by using the force equilibrium relationship between the maximum neutral axis depth and the strain compatibility condition of the flexural member cross section. In addition, the maximum reinforcing steel ratio was presented as a ratio for the corresponding balanced reinforcing steel ratio according to the yield strength of the tensile reinforcing steel to provide convenience of design practice. The maximum reinforcing steel ratio proposed in this study can guarantee the ductile failure of the reinforced concrete flexural member and secure the constructability and economical efficiency at the same time compared to the specifications of other design codes.

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