Structural Performance of the RC Boundary Beam-Wall System Subjected to Axial Loads

축하중이 작용하는 철근 콘크리트 경계보-벽체 시스템의 압축성능 평가

This study investigated the structural performance of the RC boundary beam-wall system subjected to axial loads that required lesser construction quantity and smaller floor height in comparison with the conventional RC transfer girder system. Four specimens of 1/2 scale were constructed, and their peak strengths under axial loads and failure characteristics were compared and analyzed. Test parameters included the ratio of the lower to the upper wall length, lower wall thickness, and stirrup details of the lower wall. In addition, three-dimensional nonlinear finite element analysis was performed to verify the effectiveness of the boundary beam-wall system. The peak strength of each specimen was similar to the nominal axial strength of the lower wall, indicating that the axial load was transferred smoothly from the upper to the lower wall. The contribution of the lower wall cross-section was high if the ratio of the lower to the upper wall length was small; the contribution was low if the out-of-plane eccentricity existed in the lower wall. The specimen with smaller stirrup distance and cross-ties in the lower wall showed higher initial stiffness and peak load than other specimens.

본 논문에서는 전이보 시스템이 지닌 층고 및 공사물량 증가의 단점을 보완할 수 있는 경계보-벽체 시스템의 압축성능을 평가하였다. 1/2 축소실험체에 대한 압축실험을 수행하고 그 결과를 3차원 비선형 유한요소해석 결과와 비교 및 분석하였다. 실험체 변수로 상하부벽체의 수평길이 상대비, 하부벽체의 두께, 하부벽체 전단보강근의 상세를 고려하였다. 실험의 최대하중은 하부벽체의 공칭축강도와 유사하게 나타났으며, 이로부터 상부벽체로부터의 수직 하중이 하부벽체로 원활하게 전달되며, 편심으로 인한 모멘트 중 상당량을 경계보가 가져감을 알 수 있다. 상하부벽체 수평길이의 상대비가 40%일 경우 50%일 때보다 단면의 기여도가 증가하였으며, 하부벽체에 면외방향 편심이 존재할 경우 단면의 기여도가 감소하였다. 하부벽체의 전단보강근 간격을 줄이고 크로스 타이를 배근할 경우 초기강성 및 최대하중이 증가하며 국부적인 응력집중이 감소하였다.