건물이 초고층화됨에 따라 고강도 콘크리트를 구조물에 적용하고 있으며 내화 시 폭열 예방을 위해서 고강도 콘크리트에 섬유를 첨가하는 경우도 있다. 초고층 구조물 합성부재에서 강재보와 콘크리트 슬래브의 합성작용을 위해서는 전단스터드를 필요로 하게 된다. 오늘날 제시된 전단스터드 설계식은 일반강도 콘크리트 실험에 의해 제시되었고 전단스터드는 항복강도에만 제한되는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문은 초고층 건물에 적합한 고강도콘크리트를 기존 제안식으로 비교 분석하고 새로운 설계식의 필요성을 확인하며 ANSYS 모델링을 통한 전단스터드의 거동을 분석하는데 그 목적이 있다.
Kim, Youl-Hee;Min, Kyung-Hwan;Lee, Jae-Seong;Yoon, Young-Soo
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2008.11a
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pp.33-36
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2008
It is generally known that a shell in the form of layered structures stacked up thin elements by organic adhesives has high resistance capacity against static and impact loading. The complex materials such as these diversified layered structures are more reliable and efficient to the impact loading than the single material. In this study, the segmented composites in the shape of a beam were made, using mortar and concrete block and tested under static and impact loading in order to develop the complex materials in the form of layered structures as the segmented composites to resist impact loading. And it compared to the normal concrete beams having the same compressive strength to evaluate the differences in their performance and failure modes.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2010.04a
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pp.441-444
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2010
대공간 구조물과 초고층 빌딩에 있어 건축물의 자중 감소에 대한 요구가 늘어나고 있으며 이에 대한 가장 효과적인 방법 중 하나는 경량 콘크리트를 사용하는 것이다. 본 연구는 최외단 철근의 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보의 휨 거동 및 휨 성능을 평가하는 것에 그 목적이 있다. 크기와 형상이 동일한 보통중량 콘크리트 보 1개와 경량 콘크리트 보 4개의 총 5개 시험체를 제작하여 최외단 철근의 순인장 변형률을 변수로 실험을 수행하였으며 이를 통해 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보의 강도와 연성의 변화를 분석하였다. 실험 결과 최외단 철근의 순인장 변형률이 증가할수록 시험체의 연성비는 증가하였으며 최대하중과 강성은 감소하였다. 특히 순인장 변형률 0.005 이상에서 연성지수 2 이상을 확보할 수 있었다.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.12
no.2
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pp.171-184
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1999
이 논문은 시공단계를 고려한 콘크리트 프레임 구조물의 거동 해석을 다루고 있다. 고층건물의 경우 하루에 시공이 완료되지 않으므로 각 시공단계에 따라 콘크리트의 시간의존적 현상은 다르게 발생된다. 이를 위하여 이 논문에서는 일반적인 프레임 해석기법에 콘크리트의 시간의존적 특성을 고려하였다. 이 연구에 도입된 해석기법은 단면을 가상의 층으로 나누고 각층은 일축상태로 가정한 적층단면을 사용하였다. 요소는 평면 보요소를 사용하였으며 강성행렬은 변위법을 바탕으로 유도하였고 전체적인 구조해석은 비선형 구조해석 방법의 하나인 복합법을 사용하였다. 콘크리트의 시간의존적 특성을 고려하기 위하여 단면의 각 층에서 크리프와 건조수축에 의한 변형률을 계산하였으며 크리프는 크리프 Compliance의 전개에 기본을 둔 1차 순환적 단계 알고리즘을 사용하였다. 끝으로 이 연구에서 제안된 해석모델을 이용하여 프레임해석 및 기둥축소에 관한 예제를 해석하였다.
In this study, the effects of the inelastic shear behavior of beam-column joint and the vertical distribution of lateral load are evaluated considering higher modes on the response of RC OMRF using the pushover analysis. A structure used for the analysis was a 5-story structure located at site class SB and seismic design category C, which was designed in accordance with KBC2009. Bending moment-curvature relationship for beam and column was identified using fiber model. Also, bending moment-rotation relationship for beam-column joint was calculated using simple and unified joint shear behavior model and moment equilibrium relationship for the joint. The results of pushover analysis showed that, although the rigid beam-column joint overestimated the stiffness and strength of the structure, the inelastic shear behavior of beam-column joint could be neglected in the process of structural design since the average response modification factor satisfied the criteria of KBC2009 for RC OMRF independent to inelastic behavior of joint.
Recently, surface finishing and protection materials were developed to restore performance of the deteriorated concrete and inhibiting corrosion of the reinforcing-bar. For this purpose, surface protection agent as well as coatings are used. Coatings have the advantage of low Permeability of $CO_2,\;SO_2$ and water. However, for coatings such as epoxy, urethane and acryl, long-term adhesive strength is reduced and the formed membrane of those is blistered by various causes. Also when organic coatings are applied to the wet surface of concrete, those have a problem with adhesion. On the other hand, surface protection agent penetrates into pore structure in concrete through capillary and cm make a dense micro structure in concrete as a result of filling effect. Furthermore, the chemical reaction between silicate from surface protection agent and cement hydrates can also make a additional hydration product which is ideally compatible with concrete body. The aim of this study is to examine the effect of penetrative surface protection agent(SPA) by evaluating several concrete durability characteristics. The results show that the concrete penetrated surface protection agent exhibited higher durability characteristics for instance, carbonation velocity coefficient, resistance to chemical attack and chloride ion penetration than the plain concrete. These results due to formation of a discontinuous macro-pore system which inhibits deterioration factors of concrete by changed the pore structure(porosity and pore size distributions) of the concrete penetrated surface protection agent.
The collapse of concrete structures by extreme loads such as impact, explosion, and blast from terrorist attacks causes severe property damage and human casualties. Concrete has excellent impact resistance to such extreme loads in comparison with other construction materials. Nevertheless, existing concrete structures designed without consideration of the impact or blast load with high strain rate are endangered by those unexpected extreme loads. In this study, to improve the impact resistance, the static and impact behaviors of concrete beams caste with steel fiber reinforced concrete (SFRC) with 0~1.5% (by volume) of 30 mm long hooked steel fibers were assessed. Test results indicated that the static and impact resistances, flexural strength, ductility, etc., were significantly increased when higher steel fiber volume fraction was applied. In the case of the layered concrete (LC) beams including greater steel fiber volume fraction in the tensile zone, the higher static and impact resistances were achieved than those of the normal steel fiber reinforced concrete beam with an equivalent steel fiber volume fraction. The impact test results were also compared with the analysis results obtained from the single degree of freedom (SDOF) system anaysis considering non-linear material behaviors of steel fiber reinforced concrete. The analysis results from SDOF system showed good agreement with the experimental maximum deflections.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.3
no.4
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pp.83-94
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1999
High-strength concrete has demonstrated characteristics of both increased strength and enhanced durability; hence its use has become more and more widespread. But, due to the lack of experimental evidance on the seismic performance of frame members constructed with high-strength concrete, the current codes of their design provisions are based on normal concrete test. The purpose of this study is to compare the response of the high-strength concrete beam-column-slab subassemblies with the response of a normal-strength concrete specimens. Four assemblies $(f_c'=240kg/\textrm{cm}^2, f_c'=700kg/\textrm{cm}^2)$ with 2/3 scale were designed and tested to investigate seismic behavior.
유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.
휨을 받는 철근콘크리트 부재 단면의 연화현상은 구조물의 파괴하중 해석시 중요한 인자로 작용한다. 일반적인 탄-소성 이론에 근거한 소성한계해석법을 사용할 경우 철골 구조물에는 적합하지만 철근콘크리트 구조물에는 최대하중 이후의 연화현상으로 인하여 이 이론은 부적합하게 된다. 따라서 본 논문의 주목적은 변위제어방법을 사용하여 철근콘크리트 구조물이 파괴될 때까지의 완전한 거동을 이끌어 내는 것이다. 프로그램을 사용한 계산결과를 보다 빠르고 경제적으로 이끌어 내기 위하여 단면의 성질인 모멘트-곡률, 축력-축\ulcorner향 변형률, 그리고 전단력 변형률 곡선 등을 여러개의 직선적으로 단순화한 모델식을 사용하여 해석한다. 또한 연화현상을 고려한 유한요소의 해석결과는 사용된 요소의 크기에 따라 결과가 매우 다르게 나타나기 때문에 이를 방지하기 위하여 파괴에너지 개념을 도입하여 모멘트-곡률 곡선을 보정하여 구조계산에 적용시킨다. 이와 같이 단면을 층으로 나누어 해석하지 않고 직접 단면의 성질을 나타내는 곡선들을 적용한 본 프로그램으로 보와 골조를 해석한 결과는 실제적인 실험결과와 비교하였을 경우 거의 일치하게 나타난다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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