700MPa 철근을 활용한 벽체 성능 검증
Evaluation of load carrying capacity of wall with 700 MPa reinforcing bar
연구 개요
지진 하중에 의한 요구 강도가 증가함에 따라, 경제적인 벽체 설계를 위하여 고강도 철근이 활용 될 수 있다.
이 연구에서는 700 MPa 철근을 사용한 벽체에 대하여 휨 및 전단 하중 전달 성능을 평가하였다.
또한 변형률 기반 강도 예측 모델을 바탕으로 700 MPa 철근을 사용한 벽체의 강도를 정확히 평가하는 방법을 제안하였다.
연구 방법
8개 벽체 실험체에 대한 반복 주기 하중 실험이 수행되었다. 실험 변수로서 파괴모드, 철근 강도, 형상비, 축력비 등이 고려되었다.
실험 결과
벽체에 700 MPa 철근을 사용하여도 기존 강도 설계식을 사용하여 예측된 강도 이상의 실험 강도가 나타났다. 또한 일반강도 철근과 비교하였을 때, 유사한 파괴모드 및 변형능력을 나타냈다.
변형률 기반 강도 예측 모델
변형률 기반 강도 예측 모델에서는 벽체 단면의 특정 변형 상태에서 Rankine failure criteria를 적용하여 콘크리트의 전단 저항능력을 계산한다. 이 모델을 사용하여 실험체의 강도 뿐만 아니라 변형 거동을 정확히 예측하였다.
Introduction
As the demand force is increased by earthquake load, high-strength reinforcing bars can be used for economic design of the wall. In the preset study, load carrying capacity of wall with 700 MPa rebars was investigated. Further, on the basis of the strain-based strength prediction model, evaluation method to accurately predict the strength of wall with 700 MPa bars was suggested.
(picture 1)
Eight wall test specimens were prepared to carry out the cyclic lateral loading tests. For test parameters, failure mode, rebar yield strength, aspect ratio, and axial load ratio were addressed.
(picture 2)
When using 700 MPa bars in the wall, the tested strengths were safely evaluated by the conventional design method. Further, when compared to normal strength rebars, the wall with 700 MPa bar showed similar failure mode and deformation capacity.
(picture 3)
Strain-based strength prediction model
In the strain-based strength prediction model, the concrete shear resistance is determined by applying the Rankine failure criteria at a deformed state of wall cross-section. By using this model, the actual deformation behavior of tested specimens were accurately predicted, as well as strength.