초록
철근콘크리트 부재 저항능력의 변동성은 콘크리트 및 철근 강도의 변동성, 부재 치수 및 철근 위치의 불확실성 등과 같은 요소로부터 기인한다. 이 불확실성 중에서 콘크리트의 압축강도, 인장강도 및 탄성계수 등과 같은 요소가 많은 영향을 주며 다른 요소에 비하여 상대적으로 통계적 분산정도도 크다. 그러나 국내의 경우 콘크리트의 재료의 변동성에 대한 실험 및 분석연구가 활발하지 못한 편이며, 현재 설계기준 등의 작성에 필요한 내용은 외국의 실험 결과 및 연구 성과를 주로 이용하고 있는 실정이다. 이 논문은 우리나라 콘크리트의 역학적 특성, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 탄성계수에 대한 우리나라 고유의 확률모델을 개발하기 위하여 다양한 설계기준강도별로 기존의 문헌자료 및 추가적인 실험 자료를 수집, 분석하고 그 결과를 정리한 것이다. 연구결과에 따르면 콘크리트의 압축강도 및 쪼갬인장강도의 확률특성은 정규분포로 모델링하는 것이 타당한 것으로 나타났으며, 외국의 자료와 비교할 때 분산의 정도는 그리 크지 않은 것으로 판단된다. 또한, 콘크리트 구조설계기준에 규정되어 있는 압축강도와 쪼갬인장강도 및 압축강도와 탄성계수에 대한 관계식을 검증하고 새로운 관계식을 제안하였다. 이 연구 결과는 추후 새로운 설계기준의 작성 및 관련 연구에 유용한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
The randomness in the strength of a RC member is caused mainly by the variability of the mechanical properties of concrete and steel, the dimensions of concrete cross sections, and the placement of reinforcing bars and so on . Among those variations, the randomness and uncertainty of mechanical properties of concrete, such as compressive strength, tensile strength, and elastic modulus give the most significant influences and show relatively large statistical variations. In Korea, there has been little effort for the construction of its own statistical models for mechanical properties of concrete and steel, thus the foreign data have been utilized till now. In this paper, variability of compressive strength, tensile strength and elastic modulus of normal-weight structural concrete with various specified design compressive strength levels are examined based on the data obtained from a number of published and unpublished sources in this country and additional laboratory tests done by the authors. The inherent probabilistic models for compressive and tensile strength of normal-weight concrete are proposed as Gaussian distribution. Also, the relationships between compressive and splitting tensile strength and between compressive strength and elastic modulus in current KCI Code are verified and new ones are suggested based on local data.
