• 한국지진공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.119-127
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• 2023

In this paper, seismic performance evaluation was carried out for eight circular reinforced concrete columns designed seismically by KRTA[1]and KCI[8]. Primary design parameters for such columns included many longitudinal reinforcements, yield strength of reinforcements, the vertical spacing of spirals, aspect ratio, and axial force ratio. The test results showed that all the columns exhibited stable hysteretic and inelastic responses. Based on the test results, drift ratios corresponding to each damage state, such as initial yielding, initial cover spalling, initial core concrete crushing, buckling, and fracture of longitudinal reinforcement and final spalled region, were evaluated. Then, those ratios were compared with widely accepted damage limit states. The comparison revealed that the existing damage states were considerably conservative. This implies that additional research is required for the damage limit states of such columns designed seismically by current Korean design codes.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1-4
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• 2008

플랫 플레이트 구조는 다른 구조형식에 비하여 매우 경제적인 구조형식이다. 그러나 횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단파괴에 대해 취약하다. 플랫 플레이트 구조의 외부접합부는 편심전단에 대해 비대칭형의 위험단면을 가지고 있으며, 위험단면의 길이가 내부접합부 보다 작고 중력하중과 횡하중 모두에 의해 편심전다응력이 발생하게 되므로 뚫림전단파괴에 대해 매우 취약하다. 이에 본 논문에서는 플랫 플레이트 외부접합부의 실험결과와 기존 데이터를 바탕으로 ACI 318-05와 CEB-FIP MC 90의 설계기준식을 비교한 결과 편심전단응력, 불균형모멘트에 대해서 CEB-FIP식이 더 정확했고 형상비의 영향은 기둥 형상비가 큰 경우에는 기준식의 적용성에 문제가 있는 것으로 나타났다. 중력전단력비의 영향은 기준식의 제안을 만족하였으나 설계 기준에서는 단순히 중력전단비만 고려하고 있어서 다른 설계조건 변화에 따른 차이를 고려할 필요가 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권5호
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• pp.485-498
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• 2023

The need for carbon neutrality in the world strives the construction industry to reduce the use of construction materials. Aiming to this, recycled aggregate concrete (RAC) could be used as it reduces the carbon dioxide emissions. Currently, RAC is mainly used in non-structural members of civil constructions, seldom used in structural members. To broaden its structural use, a new type of composite column, i.e., the square and rectangular RAC filled FRP tubes (CFFTs), has been concerned in this study. The investigation on their axial compressive behavior through physical test and numerical analysis demonstrated that the load-carrying capacity of such column is reduced with the increase of replacement ratio of recycled aggregate and aspect ratio of section but can be improved by the increase of FRP confining stiffness and corner radius, said capacity can be equivalent to their steel reinforced concrete counterparts. At failure, the hoop strain at corner of tube is unexpectedly smaller than that at flat side of the tube although the FRP tube ruptured at its corner first, revealing a premature failure. Besides, a design-oriented stress-strain model of concrete and an analysis-oriented finite element model are proposed to predict the load-strain response of square and rectangular CFFT columns, which facilitates the engineering use of RAC in load-carrying structural members.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.88-97
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• 2012

본 연구에서는 비내진 교각의 내진성능과 휨-전단 거동을 파악하고자 형상비 4.5인 정사각형의 중실 및 중공단면 철근콘크리트 교각실험체를 제작하여 일정한 축력하에서 변위비 등급을 증가시켜 가면서 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 철근콘크리트 교각의 한정연성 내진설계를 위한 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 교각성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 파괴거동, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성, 철근 변형률 등의 주요 내진성능 인자들에 대한 분석결과와 비선형 해석 결과를 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.669-679
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• 2018

In this paper the behavior of reinforced concrete (RC) beam-column connections under cyclic loading was analyzed. The specimens, manufactured in a reduced-scale were made of (a) recycled aggregate concrete (RAC) by replacing 30% of natural coarse aggregate (NCA) with recycled coarse aggregate (RCA) and (b) RAC incorporating Polyethylene terephthalate (PET) fiber i.e., PET fiber-reinforced concrete (PFRC) at the joint region. PET fiber (aspect ratio=25) of 0.5% by weight of concrete used in the PFRC mix was obtained by hand cutting of post-consumer PET bottles. A reference specimen was also prepared using 100% of NCA and subjected to similar loading sequence. Comparing the results the structural behavior under cyclic loading of RAC specimens are quite similar to the reference specimens. Damage tolerance, load resisting capacity, stiffness degradation, ductility, and energy dissipation of the RAC specimens enhanced due to addition of PET fibers at the joint region. PFRC specimens also presented a lower damage indices and higher principal tensile stresses as compared to the RAC specimens. The results obtained gave experimental evidence on the feasibility of RAC for structural use. Using PET fibers as a discrete reinforcement is recommended for improving the seismic performance of RAC specimens.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.705-714
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• 2012

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.51-61
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• 2003

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 축력과 함께 반복 횡하증을 받는 철근콘크리트 교각의 곡률연성도와 변위연성도의 상관관계를 분석하고 연성도 상관관계식을 제시함을 목적으로 한다. 이를 위하여, 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 횡하중-변위 포락곡선 실험결과를 비교적 정확하게 예측하며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공하는 비선형해석 프로그램(NARCC)를 이용하였다. 해석의 대상 교각으로는, 단면지름, 형상비, 콘크리트 강도, 축방향철근 항복강도, 심부구속철근 항복강도, 축방향철근비, 축력비, 심부구속철근비 등을 주요변수로 하여, 총 7,200개의 철근콘크리트 나선철근 기둥 모델을 채택하였으며, 세 가지 항복변위의 기준을 적용하여 총 21,600개의 해석결과자료를 대상으로 상관관계를 분석하여 형상비를 주요변수로 한 곡률연성도와 변위연성도의 상관관계식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권6호
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• pp.469-488
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• 2011

This paper consists of two parts; the first part describes the laboratory work concerning the behavior of lightweight aggregate concrete filled steel tubes (LACFT). Based on eccentricity tests, fifty-four specimens with different slenderness ratios (L/D= 3, 7, and 14) were tested. The main parameters varied in the test are: load eccentricity; steel ratio; and slenderness ratio. The standard load-strain curves of LACFT columns under eccentric loading were summarized and significant parameters affecting LACFT column's bearing capacity, failure mechanism and failure mode such as confinement effect and bond strength were all studied and analyzed through the comparison with predicted strength of concrete filled steel tube columns (CFT) using the existing codes such as AISC-LRFD (1999), CHN DBJ 13-51-2003 (2003) and CHN CECS 28:90 (1990). The second part of this paper presents the results of parametric study and introduces a practical and accurate method for determination of the maximum compressive strength of confined concrete core ($f_{max}$), In addition to, the study of the effect of aspect-ratio and length-width ratio on the yield stress of steel tubes ( $f_{sy}$) under biaxial state of stress in CFT columns and the effect of these two factors on the ultimate load carrying capacity of axially loaded CFT/LACFT columns.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.147-157
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• 2018

철근콘크리트 교량에 대한 대부분의 내진설계기준들은 전체 교량 시스템의 붕괴를 방지하기 위한 성능보장설계를 암시적 또는 명시적으로 적용하고 있다. 이러한 개념 및 규정들을 명시하는 이유는 교량 전체 시스템에 설계지진하중이 작용하는 동안 철근콘크리트 교각들이 완전한 소성회전성능을 발휘할 때까지 구조적인 다른 구성요소들의 취성적인 파괴를 방지하기 위함이다. 이를 위해 철근콘크리트 교량에 대한 내진설계기준들에서는 취성적인 전단파괴를 피하도록 규정하고 있다. 성능보장의 중요한 요소 중의 하나가 교각의 연성거동을 보장하기 위한 전단강도가 충분히 확보되어야 하고 신뢰할 수 있어야 한다. 실험체 8개에 대하여 실험을 수행하였으며 모든 실험체에서 변위비 1.5%에서 다수의 휨-전단 균열이 발생되었고 최종단계까지 균열폭이 증가되었고 균열이 진전되었다. 휨-전단 균열의 각도는 부재 축과 $42^{\circ}{\sim}48^{\circ}$의 범위로 계측되었다. 본 연구에서는 실험에서 계측된 횡방향철근이 부담하는 전단강도에 대한 분석을 중심으로 하였다. 횡방향철근이 부담하는 전단강도, 축력 작용에 의한 전단강도, 콘크리트에 의한 전단강도 등 3요소에 대해 분석하였고 비교하였다. 실험체들의 콘크리트 응력은 도로 교설계기준의 응력한계를 초과하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.1-14
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• 2009

교각의 합리적이고 경제적인 내진설계를 위해서는 연성도에 기반한 내진설계가 필요하며 이를 위해서는 신뢰성 있는 전단평가가 필수적이다. RC 기둥의 전단거동은 휨거동과 달리 부재의 단면크기, 형상비, 축력, 연성도 등 다양한 요인에 의하여 영향을 받아 거동이 매우 복잡하다.따라서,이들 요인을 고려한 많은 설계식 및 경험식이 제안되고 있으나 부재의 초기전단강도와 연성도에 따른 전단강도 저하를 평가하는데 상당한 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 형상비,단면의 중공비, 복부면적, 하중패턴을 변수로 하는 실험적 연구를 수행하여 중공단면 기둥의 초기 전단강도 특성을 살펴보았다. 실험결과는 기존의 다양한 전단평가식과 비교.검토하여 특성을 분석하였으며, 역학적 특성과 실험결과에 기초하여 보다 합리적인 초기 전단평가식을 제안하고 타당성을 검토하였다.