직접전단 시험을 통한 분리타설된 강섬유 보강 콘크리트의 전단마찰강도 분석

Abstract

프리캐스트 콘크리트 부재와 현장 타설 콘크리트가 분리타설됨에 따라 계면에 전단마찰 거동이 발생하며, 이때 일체거동을 위해 전단마찰철근을 배근하거나 전단키와 같은 계면처리를 한다. 강섬유는 철근의 다월작용에 의한 전단강도의 기여분을 증가시킨다고 알려져 있으며, 강섬유를 국부적으로 사용함으로써 전단마찰 성능을 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 강섬유를 혼입함으로써 콘크리트가 전단마찰강도에 미치는 기여분을 평가하고자 12개의 분리타설된 실험체를 제작하여 직접 전단 시험을 수행하였으며 실험 결과는 현행 설계기준의 예측값과 비교되었다. 강섬유를 혼입한 실험체는 혼입률이 증가할수록 최대강도 시점의 균열폭이 증가하였으며, 콘크리트의 기여분을 증가시켰다. 또한 AASHTO보다 EC2가 콘크리트의 기여분을 더 높게 평가하고 있는 것으로 나타났으며, 콘크리트의 인장강도를 고려하는 EC2가 가장 정확한 값을 나타내었다. 이는 전단마찰강도 설계 시 콘크리트의 영향을 고려해야 할 것으로 사료된다.

When precast concrete elements and cast-in-place concrete are formed separately, they create shear friction at their interface. Ensuring structural integrity is vital, and this involves placing shear friction reinforcement at this interface. Steel fibers are recognized for enhancing shear strength by leveraging the dowel action of shear friction reinforcements, and shear friction capacity can be improved by using steel fibers locally. In this study, 12 push-off tests were conducted to assess how steel fiber reinforced concrete (SFRC) contributes to shear friction strength in direct shear. The experimental findings were also compared with the predicted values from current code provisions. These experiments revealed that the crack width at maximum shear friction strength increased as the volume of steel fibers increased, and the contribution of concrete also increased with higher steel fiber volume. Notably, Eurocode 2 yielded higher contributions compared to AASHTO LRFD. Eurocode 2, which takes into account concrete's tensile strength, provided the most accurate results. Therefore, future studies should consider the influence of concrete when designing for shear friction strength.