• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.173-181
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• 2021

철근콘크리트 구조물은 다양한 환경에 노출되어 수분 침투로 인한 철근 부식이 발생하며, 부식으로 인한 구조물의 내구성능 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 철근에 비해 인장강도, 비부식성, 경량화 등 뛰어난 장점을 가진 FRP 보강근에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP 보강근은 철근과 달리 항복 구간이 없으므로 파괴 시까지 선형탄성거동이 나타나고 탄성계수가 낮아 과도한 처짐이 발생할 수 있으므로 한계상태 조건에 대한 적용성 검토가 필요하다. 한계상태에서 FRP 보강 콘크리트 의 휨 설계 시 ACI 440.1R은 FRP 보강근의 재료적 불확실성을 고려하여 환경감소계수와 강도감소계수를 모두 적용하여 휨강도가 크게 낮아진다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 다양한 문헌을 조사하여 유효단면이차모멘트 제안식의 처짐 해석 결과와 실험결과를 비교하였으며, ACI 440.1R 및 Fib bulletin 40의 설계휨강도를 분석하였다. 실험 결과에 따른 휨강도는 ACI 440.1R에 비해 Fib bulletin 40의 설계휨강도와 유사한 경향이 확인되었으며, 인장지배단면에서 ACI 440.1R은 설계휨강도를 보수적으로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.248-251
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• 2003

The ACI 318 stress block parameters have been closely examined for validity of their values in evaluation of flexural strength and deformability. For this the conventional definition of stress block has been used. The comparison of parameter values between ACI stress blocks and the exact approach implies that an alternative idealization other than the rectangular stress block may be required.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.389-398
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• 2013

본 연구에서는 향후 기준집필 및 연구방향 제시를 위한 선행연구로써, 2005/2010 AISC, ACI 318-08과 EC4 내 각형 CFT 기둥 설계조항 간의 부재강도 산정포맷, 단면구조성능, 구속효과. 재료강도 상한 및 강재비, 판-폭 두께비 제한 등을 간략히 요약하고 비교분석하였다. 전반적으로 2010 AISC는 ACI 기준과의 충돌 완화를 위해 변형률적합법을 도입하는 등 최신 실험 및 연구 결과들을 반영하여 개정하였으며 CFT 기둥에서 세장비를 더욱 세분화하거나 내진 판-폭 두께비를 고연성과 중간연성 부재로 구분하는 등, 타 기준에 비해 발전된 형태의 방안을 제시하고 있다. 하지만 AISC와 EC4에서의 재료강도 상한치는 너무나 제한적이기때문에 현재 사용 가능한 고강도 재료실험 데이터베이스를 고려하여 완화할 필요가 있다. 본 연구를 통해 AISC, ACI, EC4에서 제시하는 각형 CFT 기둥의 P-M 조합강도 산정식은 다양한 설계조건에 대해 만족스러운 강도예측을 하지 못함을 확인하였다. 따라서 각형 CFT 기둥의 신뢰도 높은 P-M 조합강도 산정을 위하여 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 합리적으로 반영할 수 있는 실용적인 구성 방정식이 개발되어야 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.719-727
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• 2009

변환각트러스모델에 근거한 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식의 최대 전단보강철근비는 반경험적 방법에 근거한 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비와 많은 차이가 있다. ACI 318-08 기준식, CSA-04 기준식 및 EC2-02 기준식은 콘크리트의 압축강도에 따라서 최대 전단보강철근비가 증가하지만 AIJ-99 기준식은 일정한 값이 적용된다. 고강도콘크리트에 대하여 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식이 요구하는 최대 전단보강철근비는 ACI 318-08 기준식이 요구하는 최대 철근비에 비하여 매우 크다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도가 최대 전단보강철근비에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 의하면 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비보다 최대 약 1.9배까지 전단보강철근을 많이 배근하였음에도 불구하고 실험 결과는 전단보강철근이 항복한 이후에 부재가 최대 내력에 도달하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.820-828
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• 2003

최근의 연구를 통해서, ACI 전단 규준은 크기가 크고 인장철근비가 낮은 보에서 비보수적 예측을 보이는 반면 깊은 보에 대해서는 보수적 예측을 보임을 알 수 있다. 이러한 ACI 전단 규준이 가지고 있는 문제점을 수정하기 위해, 본 연구에서는 스터럽이 없는 고강도 철근 콘크리트 보의 전단강도 계산시 크기효과와 아치작용을 고려한 극한 전단강도 예측식을 제안하였다. ACI 전단 규준의 수정을 위해 포함될 항은 과학적 이론 및 분석에 근거한 $f_{sr}$ (dr), $f_{si}$ (${\rho}$)와 $f_{aa}$ (a/d)항이며, 선형 및 비선형 회귀분석을 통해 도출되었다. 기존의 실험 데이터 약 300여 개를 이용하여 각각의 변수에 대한 제안식의 검증 및 제안식과 ACI 318-99 code, CEB-FIP model code, Kim &Park 식 및 Zsutty 식과의 비교를 수행하였다. 제안식은 간단한 형태를 지니고 있지만, 경제적이면서도 합리적인 안전율을 확보할 수 있는 전단강도를 예측한다. 따라서 제안식은 실무에서 콘크리트 구조물의 전단설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.173-182
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• 1996

이 연구에서는 콘크리트 보의 전단거동에서 콘크리트 압축강도가 스터럽 유효성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 단며이 $300{\times}600mm$ 인 수직 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보 4개와 수직 스터럽이 배근된 콘크리트 보 20개에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 2종류(보통강도, 고강도)의 콘크리트 압축강도 수준과 6종류의 전단철근비이다. 실험에 앞서 주어진 단면과 가정된 재료 상수에 대하여 ACI Building Code를 사용하여 휨파괴가 유발되는 전단철근비( ${\rho}_vACI$)를 산정하였으며, 이 값을 기준으로 6종류의 전단철근비를 선택하였다. 실험결과, 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보에 있어서 ACI 전단강도식의 안전율은 콘크리트의 압축강도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 스터럽이 많이 배근된 고강도 콘크리트 보에서는 보통강도 콘크리트 보 이상의 안전율이 확보되는 것으로 나타나 스터럽 유효성은 고강도 콘크리트 보에서 더 큰 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권4호
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• pp.467-477
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• 2013

Municipalities in the United Arab Emirates approve reinforced concrete design of building structures to follow either the ACI 318 or the BS 8110 code. Since the requirements of these codes are different from each, there is a need to compare the structural demand in the two codes. The main objective of this study is to compare the design requirements of the ACI 318 code with the BS 8110 code for the flexural, shear and axial compression limit states. The load factors and load combinations in the two codes are also compared. To do so, a large number of cross-sections with different geometries, material properties, and reinforcement ratios are analyzed following the procedures in the two codes. The relevant factored load combinations in the two codes are also investigated for a wide range of live-to-dead load ratios and for various wind-to-dead load ratios. The study showed that the differences between the design capacities in the ACI 318 and BS 8110 codes are minor for flexure, moderate for axial compression, and major for shear. Furthermore, the factored load combinations for dead load, live load and wind in the two codes yield minor-to-moderate differences, depending on the live-to-dead load ratio and intensity of wind.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.437-446
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• 2014

현 논문에서는 전편 논문에서 제안한 3차원 격자요소를 활용하는 스트럿-타이 모델 방법의 타당성 및 효율성을 검증하기 위해 파괴실험이 수행된 13개의 슬래브-기둥 접합부 및 51개의 비틀림 보 등의 극한강도를 평가하였으며, 또한 3축 방향의 하중을 받는 교각코핑부에 대한 설계를 수행하였다. 현 연구의 방법에 의한 철근콘크리트 슬래브-기둥 접합부 및 비틀림 보의 극한강도 평가결과는 실험결과, ACI 318 설계기준을 비롯한 세계 주요설계기준, 그리고 몇몇 연구자의 방법에 의한 평가결과 등과 비교하여 현 연구방법의 타당성을 검증하였다. 교각코핑부의 설계결과는 ACI 318 설계기준의 단면법 및 AASHTO-LRFD의 스트럿-타이 모델 설계기준에 의한 설계결과와 비교하여 그 결과의 타당성을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권6호
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• pp.833-848
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• 2013

Nine rectangular-section of High Strength Concrete(HSC) beams were designed and casted based on the American Concrete Institute (ACI) code provisons with varying of tensile reinforcement ratio as (${\rho}_{min}$, $0.2_{{\rho}b}$, $0.3_{{\rho}b}$, $0.4_{{\rho}b}$, $0.5_{{\rho}b}$, $0.75_{{\rho}b}$, $0.85_{{\rho}b}$, $_{{\rho}b}$, $1.2_{{\rho}b}$). Steel and concrete strains and deflections were measured at different points of the beam's length for every incremental load up to failure. The ductility ratios were calculated and the moment-curvature and load-deflection curves were drawn. The results showed that the ductility ratio reduced to less than 2 when the tensile reinforcement ratio increased to $0.5_{{\rho}b}$. Comparison of the theoretical ductility coefficient from CSA94, NZS95 and ACI with the experimental ones shows that the three mentioned codes exhibit conservative values for low reinforced HSC beams. For over-reinforced HSC beams, only the CSA94 provision is more valid. ACI bending provision is 10 percent conservative for assessing of ultimate bending moment in low-reinforced HSC section while its results are valid for over-reinforced HSC sections. The ACI code provision is non-conservative for the modulus of rupture and needs to be reviewed.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권1호
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• pp.111-129
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• 2015

This paper first presents an experimental study of twelve specimens for their creep performance, including nine concrete-filled steel tubular (CFST) columns and three plain concrete columns, subjected to three levels of sustained axial loads for 1710 days. Then, the creep strain curves are predicted from the existing creep models including the ACI 209 model, the MC 78 model, and the MC 90 model, and further a fitted creep model is obtained by experimental data. Finally, the creep effects of a CFST arch bridge are analyzed to compare the accuracy of the existing creep models. The experimental results show that the creep strains in CFST specimens are far less than in the plain concrete specimens and still increase after two years. The ACI 209 model outperforms the MC 78 model and the MC 90 model when predicting the creep behavior of the CFST specimens. Analysis results indicate that the creep effects in the CFST arch bridge are significant. The deflections and stresses calculated by the ACI 209 model are the closest to the fitted model in the three existing models, demonstrating that the ACI 209 model can be used for creep analysis of CFST arch bridges and can meet the engineering accuracy requirement when lack of experimental data.