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반복하중을 받는 대각보강된 철근콘크리트 연결보의 강섬유 형상비와 혼입률에 따른 이력거동 (Hysteretic Behavior of Diagonally Reinforced Concrete Coupling Beams According to Aspect Ratio and Volume Fraction of Steel Fiber Under Cyclic Loading)

  • 최지윤;손동희;배백일;최창식
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.84-91
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    • 2022
  • 본 연구에서는 반복하중을 받는 대각선 철근콘크리트 커플링 보의 강섬유 형상비와 혼입률에 따른 이력거동을 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 형상비와 혼입률을 주요변수로 설정하였으며, 국내 건축구조기준에서 제시한 연결보의 횡방향 보강량이 약 53% 완화된 4개의 실험체를 제작하였다. 실험에서는 ACI 374.2R-13에 따른 변위제어법으로 반복하중 실험을 수행하였으며, 실험 결과 강섬유가 혼입된 모든 실험체가 현행 구조기준에서 제시하는 공칭전단강도를 상회함을 확인하였다. 강섬유의 형상비가 증가할수록 대각선 철근의 좌굴을 방지하고 강섬유의 브리징 효과로 콘크리트의 균열면 증가를 방지하였다. 강섬유가 혼입된 실험체의 전단강도, 강성감소 및 에너지 소산능력은 강섬유가 혼입되지 않은 Vf0 실험체보다 우수하였다. 따라서 강섬유 철근콘크리트가 횡철근의 디테일을 완화할 수 있다고 판단된다.

콤포케스팅법에 의해 제조된 알루미늄 금속복합재료의 동파괴 인성치에 관한 연구 (Experimental Investigation of the Dynamic Fracture Toughness for Aluminum Alumina Whisker Metal Matrix Composites)

  • Kim, M.S.;Lee, H.C.
    • 한국정밀공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.152-160
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    • 1993
  • This paper presents experimental study of the static and dynamic fracture toughness behavior of a A1-6061 aluminum alloy reinforced alumina( .delta. -A1$_{2}$0$_{3}$) whiskers with 5%, 10%, 15% volume fraction. The static fracture tests using three-point bending specimen were performed by UTM25T. And drop weight impact tester performing dynamic fracture tests was used to measure dynamic locads applied to a fatigue-precracked specimes. The oneset of crack initiation was detected uwing a strain gage bonded near a crack tip. The value of static fracture toughness $K_{IC}$ and dynamic fracture toughness $K_{ID}$ were decided on the basis of linear elastic fracture mechanics. The effects of fiber volume fraction and loading on fracture toughness were investigated. The distribution of whiskers, bonding state and fracture interfaces involved in void, fiber pull-out state were investigated by optical microscopy(OM) and scanning electron microscopy(SEM)

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섬유의 혼입율 및 단면 형상 변화에 따른 SHCC 프리캐스트 끼움벽의 내진성능 (Effects of Fiber Volume Fraction and Cross-Section Shape Modifications on the Seismic Performance of Precast Infill Walls with SHCC)

  • 김선우;이영오;차준호;양해준;윤현도
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.125-126
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    • 2010
  • 본 연구에서는 기존의 끼움벽에 관한 연구결과를 토대로 프리캐스트(Precast) 끼움벽에 섬유의 혼입율 및 단면 형상의 변화에 따른 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)인 프리캐스트 끼움벽의 내진성능을 평가하고자 한다.

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Hygrothermal effects on the vibration and stability of an initially stressed laminated plate

  • Wang, Hai;Chen, Chun-Sheng;Fung, Chin-Ping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제56권6호
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    • pp.1041-1061
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    • 2015
  • The influence of hygrothermal effects on the vibration frequency and buckling load of a shear deformable composite plate with arbitrary initial stresses was investigated. The governing equations of the effects of humid, thermal and initial stresses are established using the variational method. The material properties of the composite plate are affected by both temperature and moisture. The initial stress is taken to be a combination of uniaxial load and pure bending in a hygrothermal environment. The influence of various parameters, such as the fiber volume fraction, temperature, moisture concentration, length/thickness ratios, initial stresses and bending stress ratio on the vibration and stability of the response of a laminated plate are studied in detail. The behavior of vibration and stability are sensitive to temperature, moisture concentration, fiber volume fraction and initial stresses.

강섬유보강 콘크리트의 전단강도에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shear Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete)

  • 박홍용;곽규영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.737-742
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    • 2002
  • This experimental study were carried out in order to investigate the shear strength of steel fiber reinforced Concrete(SFRC). 96 specimens have been tested for shear strength and 32 specimens for flexural. The test parameters were the volume fraction of steel fiber and aspect ratio. The test results show that shear strength are increased as fiber content, aspect ratio increases.

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GF/PP 복합재료의 충격파괴거동에 관한 연구 (A Study on the Impact Fracture Behavior of Glass Fiber Polypropylene Composites)

  • 엄윤성
    • 수산해양기술연구
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    • 제35권4호
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    • pp.421-427
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    • 1999
  • The critical fracture energy and failure mechanisms of GF/PP composites are investigated in the temperatures range of the ambient temperature to $-50^{\circ}C$ The critical fracture energy increase as fiber volume fraction ratio increased The critical fracture energy shows a maximum at ambient temperature and it tends to decrease as temperature goes up. Major failure mechanisms can be classfied such as fiber matrix debonding, fiber pull-out and/or delamination and matrix deformation.

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The Mechanical Properties of Alkali Resistance Glass Fiber Reinforced Cement under Different Curing Conditions

  • Jeong, Moon-Young;Song, Jong-Taek
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제4권3호
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    • pp.189-192
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    • 1998
  • The mechanical properties of alkali resistance (AR) glass fiber reinforced cement(GFRC) under different curing conditions were investigated in this study. The specimens were formed by extrusion process, and then steam cured and autoclaved. An autoclaved specimen showed the elastic-brittle behavior up to 4% of fiber volume fraction. However, it was found that the fracture behavior for cured specimen was changed to the elastic-plastic with crack branches fracture at greater than 3 vol.% of fiber.

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Tensile and Compressive Creep Behaviors of Amorphous Steel Fiber-Reinforced Concrete

  • Truong, Gia Toai;Choi, Kyoung-Kyu;Choi, Oan-Chul
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.197-203
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    • 2013
  • In this study, the creep behaviors of amorphous steel fiber-reinforced concrete were investigated. Two different types of tests were carried out to evaluate the effect of amorphous steel fibers on the creep of concrete: compressive creep test and tensile creep test. Fiber volume fractions used in the test were 0.2% and 0.4% for tensile specimens, and 0.2% and 0.3% for compressive specimens. Based on the test results, the addition of fiber volume fraction of 0.2% into concrete could significantly reduce both compressive and tensile creep.

Transient filling simulations in unidirectional fibrous porous media

  • Liu, Hai Long;Hwang, Wook-Ryol
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제21권1호
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    • pp.71-79
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    • 2009
  • The incomplete saturation and the void formation during the resin infiltration into fibrous porous media in the resin transfer molding process cause failure in the final product during its service. In order to better understand flow behavior during the filling process, a finite-element scheme for transient flow simulation across the micro-structured fibrous media is developed in the present work. A volume-of- fluid (VOF) method has been incorporated in the Eulerian frame to capture the evolution of flow front and the vertical periodic boundary condition has been combined to avoid unwanted wall effect. In the microscale simulation, we investigated the transient filling process in various fiber structures and discussed the mechanism leading to the flow fingering in the case of random fiber distribution. Effects of the filling pressure, the shear-thinning behavior of fluid and the volume fraction on the flow front have been investigated for both intra-tow and the inter-tow flows in dual-scale fiber tow models.

강섬유 보강 콘크리트의 배합비와 역학적 특성 사이의 관계 추정 (Correlation between Mix Proportion and Mechanical Characteristics of Steel Fiber Reinforced Concrete)

  • 최현기;배백일;구해식
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.331-341
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    • 2015
  • 본 연구는 섬유보강 콘크리트의 실무 적용을 위한 성능 평가에 대해 재료 시험으로 낭비되던 시간과 노력을 최소화하고 적용에 있어서의 이론적인 배경을 확보하기 위해, 기존의 가이드라인 및 시험 기준에 따른 실험 결과의 수집과 통계적 분석을 통한, 콘크리트의 압축강도에 기반한 주요 특성들을 특정하기 위해 수행되었다. 섬유보강콘크리트는 다양한 변수에 영향을 받게 되므로 이론적인 접근이 어려운 측면이 있어 본 연구에서는 현재 실무에서 다방면으로 사용되고 있는 100MPa 이하의 압축강도를 가지는 콘크리트를 중심으로 0.25%에서 2% 사이의 강섬유 혼입량에 대한 압축강도와 인장강도 시험을 수행하였다. 인장강도 시험은 표준기관에서 정하고 있는 시험방법인 쪼갬인장강도와 휨인장강도에 대해 수행하였다. 섬유보강콘크리트의 재료시험 결과 쪼갬인장강도와 휨인장강도 모두 압축강도의 증가에 따라 증가하는 추세를 보였으며 강도의 증진률은 압축강도 증가와 함께 감소하는 추세를 보였다. 또한섬유의 혼입량 증가는 인장강도의 증가를 유발하는 것을 확인할 수 있었으며, 압축강도 증가에 따른 인장강도 증진률 감소를 막아 콘크리트 압축강도 증가에 선형적으로 인장강도가 증가하도록 해주는 것을 확인할 수 있었다. 기존 연구들로부터 구축한 데이터베이스를 통한 섬유보강콘크리트의 기계적 성질에 대한 검토를 수행하였다. 다양한 변수에 따른 인장강도의 추정을 위해 인공신경망을 적용하였다. 인공신경망은 multi layer perceptron으로 구성하였으며 전달함수로는 sigmoid 함수를 사용하였고 역전파 알고리즘을 통해 학습을 수행하였다. 인공신경망을 사용한 콘크리트 인장강도의 추정 결과 시험 결과와 추정결과가 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 인공신경망에서 결합력이 큰 변수들은 물-시멘트비와 섬유의 혼입량으로 나타났으며 섬유보강콘크리트의 인장강도는 물-시멘트비에 영향을 받는 압축강도와 혼입량을 통해 추정할 수 있을 것으로 판단된다.