Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Influence of Strain-Hardening Cement Composite's Tensile Properties on the Seismic Performance of Infill Walls

변형경화형 시멘트 복합체의 인장성능에 따른 끼움벽의 내진성능

  • Cha, Jun-Ho (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University) ;
  • Yun, Hyun-Do (Dept. of Architectural Engineering, Chungnam National University)
  • Received : 2011.06.01
  • Accepted : 2011.12.02
  • Published : 2012.02.29
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Abstract

This paper describes experimental results on the seismic performance of SHCC (strain-hardening cement composite) infill wall for improving damage tolerance capacity of non-ductile frame. To investigate the effect of tensile strain capacity and cracking behavior of SHCC materials on the shear behavior of SHCC infill wall, three infill walls were fabricated and tested under cyclic loading. The test parameter in this study is a type of cement composites; concrete and SHCCs. The two types of SHCC materials were prepared for infill walls. In order to induce crack damages into the mid-span of the infill wall, each infill wall had two 100-mm-deep-notches on both sides. Test results indicated that SHCC infill walls showed superior crack control capacities and much larger drift ratios at the peak loads than RC (reinforced concrete) infill wall, as expected. In particular, due to the bridging actions of the reinforcing fibers, SHCC matrix used in this study would delay the stiffness degradation of infill wall after the first inclined cracking. Moreover, from the damage classes based on the cracks' maximum width in the infill walls, it was observed that PIW-SHD specimen possessed nearly threefold seismic capacities compared to PIW-SLD specimen. Also, from the results on the strain of diagonal reinforcements, it can be concluded that the SHCC matrix would resist a part of tensile stresses transferred along steel rebar in the infill wall.

이 논문에서는 비내진상세 골조의 손상완화능력 향상을 위한 연구의 일환으로 변형경화형 시멘트 복합체 끼움벽의 내진성능을 실험적으로 평가하였다. SHCC의 인장변형능력 및 균열거동 특성이 끼움벽의 전단 거동에 미치는 영향을 구명하기위해 총 3개의 끼움벽 실험체를 제작하여 반복하중 하에서 실험을 실시하였다. 이 연구에서 사용된 시멘트 복합체의 종류는 콘크리트와 SHCC로 하였다. SHCC는 인장 특성에 따른 영향을 검토하기위해 PVA1.3%+PE0.2% 및 PVA0.75%+PE0.75%로 두 종류의 배합조건을 갖도록 계획하였다. 끼움벽의 균열손상 발생 부위를 중앙부로 유도하기위해 모든 끼움벽 실험체의 좌 우측면에 100 mm 깊이의 노치를 설치하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽의 경우 철근 콘크리트 끼움벽에 비해 우수한 균열제어성능을 나타냈으며, 최대하중 도달 시점에서의 층간변위 또한 높게 나타났다. 특히, 초기 경사균열 발생 이후에도 SHCC 내의 보강 섬유간 섬유가교작용에 기인하여 완만한 강성 저하 양상을 나타냈다. 게다가 끼움벽의 균열폭을 기준으로 손상 식별 단계를 분석한 결과, PIW-SHD 실험체가 PIW-SLD 실험체에 비해 약 3배에 해당하는 우수한 내진성능을 나타냈다. 또한 대각 보강근의 변형률 진전 양상을 비교한 결과, 우수한 균열분산 특성에 기인하여 철근에 집중되는 인장응력을 SHCC 매트릭스가 일정 부분 부담하는 것으로 나타났다.

Keywords

References

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