본 논문은 고강도 콘크리트기둥에 대한 설계방법을 검증하는 연구의 일부로서, 보통강도 및 고강도 콘크리트기둥시편에 대하여 편심하중의 재하실험을 수행하여 파괴거동을 관찰하고 기둥강도를 측정하였다. 기둥시편은 모두 32개로 콘크리트 압축강도, 종방향 철근비, 세장비, 재하편심을 실험의 주요변수로 선정하였다. 콘크리트 압축강도는 356~951 kg/$cm^$ 이며, 종방향철근비는 1.13~5.51 %, 세장비는 19, 40, 61의 3 종류로 하였다. ACI의 직사각형 응력블럭, Ibrahim과 MacGregor의 수정된 직사각형 응력블럭, 사다리꼴 응력 블럭을 이용한 기둥강도해석과 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석을 수행하였으며, 실험결과와 비교분석하였다. 현시방서에서 적용하고 있는 직사각형 응력블럭은 철근비가 낮은 고강도 콘크리트기둥에 대하여 비안전측의 축력-모멘트강도를 제공한다. 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석시에는 콘크리트 응력-변형률곡선의 최대응력을 결정하는 $k_3$ 값에 따라 정확성 및 안전성이 좌우된다. 또한, 본 논문에서는 재하실험을 통한 기둥의 파괴거동, 압축연단 극한변형률, 응력블럭변수 등을 비교분석하였다.
This paper is a part of a research aimed at the verification of basic design rules of high-strength concrete columns. A total of 32 column specimens were tested to investigate structural behavior and strength of eccentrically loaded reinforced concrete tied columns. Main variables included in this test program were concrete compressive strength. steel amount, eccentricity, and slenderness ratio. The concrete compressive strength varied from 356 kg/$cm^2$ to 951 kg/$cm^2$ and the longitudinal steel ratios were between 1.13 % and 5.51 %. Test results of column sectional strength are compared with the results of analyses by ACI rectangular stress block, trapezoidal stress block, and modified rectangular stress block. Axial force-moment-curvature analysis is also performed for predicting axial load-moment strength and compared with the test results. The ACI rectangular stress block provides over-estimated column strengths for the lightly reinforced high strength column specimens. The calculated strengths by moment-curvature analyses are highly affected by $k_3$ values of the concrete stress-strain curve. Observed failure mode. concrete ultimate strain, and stress block parameters are discussed.
