SFRC 중공 부재의 실험 및 유한요소 해석에 의한 전단강도 평가
Evaluation of Shear Strength by Experiment and Finite Element Analysis of SFRC Hollow Members
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초록
본 연구는 전단력과 휨을 받는 춤이 작은 중공 SFRC 부재를 대상으로 중공에 따른 웨브폭이 부재의 전단강도에 미치는 영향을 평가하고자 실험 및 해석을 실시하고 기존식과 비교⋅분석하였다. 전체폭에 비하여 웨브폭은 1/2배, 2/3배로 선정하였으며, 전단경간비는 1.5로계획하였다. 전단실험 결과, 웨브폭이 33% 증가함에 따라 최대전단강도는 10.3~28.0% 증가하였다. 실험체의 전체춤이 1.5배 증가함에 웨브폭이 100mm인 실험체는 전단강도가 29.2% 증가한 반면, 150mm인 실험체는 11.3% 증가에 그쳐, 웨브폭이 적을수록 춤의 증가에 따른 전단강도증가율이 큰 것으로 나타났다. 이를 볼 때, 웨브폭이 적을수록 강섬유의 기여도가 큰 것으로 사료된다. KCI 기준식이 중공 슬래브의 전단강도를 매우 안전측으로 평가하고 있으며, Shin et al.의 제안식이 실험강도를 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 비선형 유한요소 해석으로부터웨브폭이 2, 3, 6배 증가함에 따라 해석부재의 평균 전단강도는 각각 1.18배, 1.80배, 2.19배로 나타나, 웨브폭의 증가에 비례하여 전단강도가 증가하지 않는 것으로 나타났다.
Abstract
This study targets SFRC hollow members with small depth under shear force and bending. To evaluate the effect of web width on shearstrength of SFRC members, experiment and finite element analysis were conducted and compared with existing equations. The web width was plannedto be 1/2 times and 2/3 times, and the shear span ratio was planned to be 1.5 times. In the shear test results, the maximum shear strength increasedby 10.3 to 28.0% with the web width increased by 33%. When the overall depth of specimens was increased by 1.5 times, the shear strength of thespecimen with a web width of 100mm was increased by 29.2%. On the other hand, specimen with the 150mm only increased by 11.3%. These resultsindicate that the smaller the web width, the greater the shear strength increase with the increase of depth. Also, the smaller the web width, the greaterthe contribution of steel fiber. It has been shown that the KCI code evaluates the shear strength of experiments as very safe side, and that the proposedformula of Shin et al. predicts the experimental strength relatively well. As the web width increases by 2, 3, and 6 times, the mean shear strengthby FEA appears to be 1.18, 1.80, and 2.19 times respectively. This indicates that the shear strength does not increase in proportion to the increasein web width.
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