대만 신형 고강도 철근콘크리트(New RC)란 무엇인가

1배경

대만에서 고층 건축물이 늘면서, 기존 강도의 콘크리트와 철근으로는 하층부 기둥 단면이 점점 커지고 철근이 점점 조밀해져 사용 공간과 시공 품질에 영향을 줍니다. 2010년대부터 대만 국가지진공학연구센터와 학계는 더 높은 강도의 재료로 이 문제를 해결하기 위해 「대만 신형 고강도 철근콘크리트(New RC)」 연구를 추진해 왔습니다 [9].

2재료

New RC는 고강도 콘크리트에 고강도 철근을 조합합니다. 주철근에는 SD685 등급, 횡방향 철근에는 SD785 등급을 사용하며, 콘크리트 강도는 기존 설계에서 흔히 쓰던 범위를 크게 웃돕니다 [9, 10]. 재료 강도가 높아지면 같은 하중을 더 작은 단면과 더 적은 철근으로 지지할 수 있습니다.

3설계상의 차이

고강도 콘크리트는 압축 거동이 더 취성적이므로, 보통 강도 콘크리트를 기준으로 보정한 기존 설계 변수를 그대로 쓸 수 없습니다. 횡구속 철근의 소요량과 높은 축력 아래에서 기둥의 연성도 다시 검토해야 합니다 [15, 16]. 따라서 New RC에는 고유한 설계 제안과 보정 변수가 있으며 [10], 단면 해석 도구도 이에 따라 계산해야 합니다.

4연구 자료

대만 국가지진공학연구센터는 New RC 전용 코너를 운영하며 설계 지침, 시험 및 연구 성과를 모아 두었습니다 [9]. 관련 연구는 국제 학술지에도 계속 발표되고 있습니다 [15, 16].

5StructFlow의 지원

StructFlow의 계산 엔진은 New RC 연구 성과에서 출발했으며 교수 검증을 거쳤습니다. 기둥, 벽, 원형 기둥의 강도 계산은 모두 New RC의 보정 변수를 따르며, 철근 등급도 New RC 고강도 철근을 바로 선택할 수 있습니다.

참고문헌

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2. Popovics, S. (1973). A numerical approach to the complete stress-strain curve of concrete. Cement and Concrete Research, 3(5), 583–599. doi:10.1016/0008-8846(73)90096-3
3. Whitney, C. S. (1937). Design of reinforced concrete members under flexure or combined flexure and direct compression. ACI Journal Proceedings, 33(3), 483–498. doi:10.14359/8429
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6. 內政部（Ministry of the Interior, Taiwan）. (2023). 建築物基礎構造設計規範（Design Specifications for Foundations of Buildings），112 年 6 月 20 日修正發布，113 年 1 月 1 日生效. nlma.gov.tw
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12. Hung, C.-C., El-Tawil, S., & Chao, S.-H. (2021). A review of developments and challenges for UHPC in structural engineering: Behavior, analysis, and design. Journal of Structural Engineering, 147(9), 03121001. doi:10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003073
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14. Hung, C.-C., Kuo, C.-W., & Shao, Y. (2021). Cast-in-place and prefabricated UHPC jackets for retrofitting shear-deficient RC columns with different axial load levels. Journal of Building Engineering, 44, 103305. doi:10.1016/j.jobe.2021.103305
15. Ou, Y.-C., Alrasyid, H., Haber, Z. B., & Lee, H.-J. (2015). Cyclic behavior of precast high-strength reinforced concrete columns. ACI Structural Journal, 112(6), 839–850. doi:10.14359/51687911
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