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비정질 마이크로 강섬유 복합체 적용 콘크리트 보의 거동 및 설계

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Author(s)
박창환
Issued Date
2012
Abstract
Concrete in tension has many shortcomings such as in brittleness, low tensile strength, and crack localization. Many researchers have studied about mixed fibers with concrete in order to improve the cracking and brittle characteristics in the properties of concrete. In this research, as an high-performance fiber cementitious composites, Amorphous Micro Steel Fiber (AMSF) cementitious composites is newly developed. By applying the AMSF composites, concrete members can be improve in bending and shear capacities. The amorphous micro steel fiber is more light and flexible than the general steel fibers such as the bundrex steel fiber. The AMSFs were good when mixing with concrete or mortar in the quality of dispersibility.
The direct tensile and shear tests of the AMSF composites were conducted to evaluate the high-ductile tensile strain, tensile strength, and shear strength varying with the fiber volume fraction. From the test results, design tensile and shear strengths of the AMSF composites were newly proposed varying with the fiber volume fraction. By applying AMSF composites, a series of bending and shear tests of AMSF and reinforced concrete composite beams were conducted to compare with a general reinforced concrete beam in order to evaluate bending and shear performances of the AMSF composites in the beams. The beam specimens were manufactured as two types by the failure mechanism of bending and shear, and as four types by fiber types such as Bundrex steel fibers, 15 mm AMSF, and 30 mm AMSF. From experiment of beams, it was shown that AMSF and reinforced concrete composite beams gave good performances not only in improving bending and shear strength of the beams but also in minimizing failures by crack localization from bending and shear. The proposed design bending and shear strengths of AMSF and reinforced concrete composite beams were well matched with the measured strength of the tested beams.
Alternative Title
Behavior and Design of Concrete Beams using Amorphous Steel Fiber-Reinforced Composites
Alternative Author(s)
Park, Chang Hwan
Department
일반대학원 건축공학과
Advisor
조창근
Awarded Date
2013-02
Table Of Contents
1. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 2
1.3 섬유 보강 콘크리트의 국내․외 연구 동향 3
1.3.1 국내 연구 동향 3
1.3.2 국외 연구 동향 5
2. 섬유를 혼입한 콘크리트 및 복합체 7
2.1 섬유 혼입 콘크리트 및 복합체 7
2.2 강섬유 보강 콘크리트 9
2.2.1 강섬유 특성 9
2.2.2 강섬유 보강 콘크리트 10
2.3 비정질 마이크로 강섬유 복합체 13
2.3.1 비정질 마이크로 강섬유 특성 13
2.3.2 비정질 마이크로 강섬유 혼입 콘크리트 및 복합체의 역학적 성능 14
3. 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 개발 16
3.1 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 배합 설계 제시 16
3.1.1 개요 16
3.1.2 재료 특성 16
3.1.3 최적 배합 설계의 개발 19
3.2 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 재료 및 역학실험 22
3.2.1 실험개요 22
3.2.2 슬럼프 플로우 시험 22
3.2.3 압축강도 시험 23
3.2.4 직접인장 실험 24
3.2.5 1면 전단강도 실험 26
3.3 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 재료 및 역학실험 결과 27
3.3.1 슬럼프 플로우 시험 결과 27
3.3.2 압축강도 시험 결과 29
3.3.3 직접인장 실험 결과 30
3.3.4 1면 전단강도 실험 결과 36
4. 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 설계 강도 식의 제안 38
4.1 강섬유 보강 콘크리트의 기존 설계 강도 식의 고찰 39
4.1.1 Sharma의 제안식 39
4.1.2 Narayanan의 제안식 40
4.1.3 Ashour의 제안식 42
4.1.4 De Hanai의 제안식 44
4.2 비정질 마이크로 강섬유 복합체의 설계 강도 식의 제안 46
4.2.1 설계 인장강도 제안식 46
4.2.2 설계 전단강도 제안식 49
4.3 실험 결과와 설계 강도의 비교 51
5. 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 실험 54
5.1 보 실험체의 개요 및 제작 54
5.1.1 보의 실험 계획 54
5.1.2 보 실험체의 제작 55
5.1.3 보의 재하실험 방법 61
5.2 휨 파괴형 보 실험체의 실험 결과 63
5.2.1 균열 및 파괴 양상 63
5.2.2 실험체의 하중-변위 관계 67
5.3 전단 파괴형 보 실험체의 실험 결과 69
5.3.1 균열 및 파괴 양상 69
5.3.2 실험체의 하중-변위 관계 73
5.4 소 결 74
6. 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 설계 강도 제안 76
6.1 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 설계 휨강도 76
6.1.1 일반 콘크리트 보의 휨강도 76
6.1.2 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 설계 휨강도 제안 81
6.1.3 추정 설계 휨강도에 의한 보의 극한모멘트 추정 85
6.2 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 설계 전단강도 86
6.2.1 일반 콘크리트 보의 전단강도 87
6.2.2 비정질 마이크로 강섬유 복합체를 적용한 콘크리트 보의 설계 전단강도 제안 88
6.2.3 추정 설계 전단강도에 의한 보의 설계 전단강도 추정 90
7. 결 론 91
참 고 문 헌 94
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
박창환. (2012). 비정질 마이크로 강섬유 복합체 적용 콘크리트 보의 거동 및 설계.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/9726
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000263676
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2012-12-21
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