• Steel and Composite Structures
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• 제38권4호
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• pp.365-380
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• 2021

Although traditional steel-concrete composite beams have excellent structural characteristics, it cannot meet the requirement of quick assembly and repair in the engineering. This paper presents a study on static behavior of bolt connected steel-concrete composite beam without post-cast zone. A three-dimensional finite element model was developed with its accuracy and reliability validated by available experimental results. The analysis results show that in the normal service stage, the bolt is basically in the state of unidirectional stress with the loss of pretightening can be ignored. Parametric studies are presented to quantify the effects of the post-cast zone, size and position of splicing gap on the behavior of the beam. Based on the studies, suggested size of gap and installation order were proposed. It is also confirmed that optimized concrete slab in mid-span can reduce the requirement of construction accuracy.

• Advances in concrete construction
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• 제6권6호
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• pp.645-658
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• 2018

Despite being one of the most abundantly used construction materials because of its exceptional properties, concrete is susceptible to deterioration and damage due to various factors particularly corrosion, improper loading, poor workmanship and design discrepancies, and as a result concrete structures require retrofitting and strengthening. In recent times, Fiber Reinforced Polymer (FRP) composites have substituted the conventional techniques of retrofitting and strengthening of damaged concrete. Most of the research studies related to concrete strengthening using FRP have been performed on undamaged test specimens. This contribution presents the results of an experimental study in which concrete specimens were damaged by mechanical loading and elevated temperature in laboratory prior to application of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sheets for strengthening. The test specimens prepared using concrete of target compressive strength of 28 MPa at 28 days were subjected to compressive and splitting tensile testing up to failure and the intact pieces of the failed specimens were collected for the purpose of repair. In order to induce damage as a result of elevated temperature, the concrete cylinders were subjected to $400^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ temperature for two hours duration. Concrete cylinders damaged under compressive and split tensile loads were re-cast using concrete and rich cement-sand mortar, respectively and then strengthened using CFRP wrap. Concrete cylinders damaged due to elevated temperature were also strengthened using CFRP wrap. Re-cast and strengthened concrete cylinders were tested in compression and splitting tension. The obtained results revealed that re-casting of specimens damaged by mechanical loadings using concrete & mortar, and then strengthened by single layer CFRP wrap exhibited strength even higher than their original values. In case of specimens damaged by elevated temperature, the results indicated that concrete strength is significantly dropped and strengthening using CFRP wrap made it possible to not only recover the lost strength but also resulted in concrete strength greater than the original value.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.201-208
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• 1999

철근콘크리트 구조물은 과도한 하중과 유지관리의 소홀 등 여러 가지 이유로 보수${\cdot}$보강을 필요로 하는 경우가 많다. 이에 대해 국내에서는 철근콘크리트구조체의 보강방법으로 강판, 탄소섬유쉬트, 탄소섬유판을 사용하고 있다. 그러나 이들 보강재료의 성능에 대하여 신뢰할 만한 연구 결과가 아직까지 충분치 않은 실정이다. 본 연구는 보강재의 종류, 균열폭, 하중의 재하상태를 변수로 보강된 철근콘크리트보의 거동을 규명하고자 하였다. 보수시험체의 경우 기준시험체와 내력과 연성은 비슷한 거동을 나타냈으나 파괴형상은 인장부위 콘크리트의 탈락과 지압파괴가 발생하였다. 보강시험체의 경우, 보강의 효과는 뚜렷이 나타났으나 보강재의 물성을 100% 발휘하지는 못하였다. 탄소섬유쉬트의 경우 접착제의 성능이 완벽하지 않아 최대 내격시의 변형률이 파단시의 변형률과 비교하여 66%정도로 나타났다. 또한 보강시의 균열폭과 하중의 유${\cdot}$무는 부재의 내력과 거동에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.489-498
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• 2005

최근 콘크리트 구조물의 성능 저하는 염해, 중성화, 동결융해 및 기타 요인에 의해 증가하고 있고 콘크리트 성능 저하를 방지하기 위해 다양한 대책이 강구되고 있다. 이러한 콘크리트 성능 저하를 방지하기 위한 방법 중에 콘크리트 표면을 보호함으로써 성능 저하 요인을 차단할 수 있는 콘크리트 표면 처리제가 종종 사용되고 있다. 콘크리트 보수$\cdot$방수재료는 에폭시와 같은 유기계 재료가 많이 사용되고 있으며, 이런 재료는 초기접착력과 내약품성이 우수한 장점을 가지고 있다 그러나 이런 유기재료는 콘크리트와의 탄성계수 및 수축팽창율이 차이로 시간이 경과함에 따라 박리, 들뜸 현상이 발생하는 등 내구성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 한편 최근 콘크리트 구조물의 내구성 및 방수성능을 향상시키기 위해 무기질계 침투형 보수$\cdot$방수재의 사용사례가 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 표면을 강화시켜 $CO_2$ 가스, 염화물 이온 등의 열화물질을 차단시키며 동시에 방수성능을 부여할 수 있는 콘크리트 침투형 성능개선제를 개발하였다.

• 교육시설
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• 제4권3호
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• pp.5-14
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• 1997

The purpose of this study is to present basic data in order to improve the efficiency and the objectivity of diagnosing educational structures built with the reinforced concrete. For achieving the purpose, this paper, firstly, researches damage aspects of 22 public educational of facilities in Seoul, and summarizes the results of that research. Through the analysis and the evaluation of damage aspects, this paper shows the conclusions as follows; (1) Main damage to reduce structural capacities of building is the differential settlement. (2) Though the steel corrosion is occurred by several factors, the main cause is the faulty construction. (3) To prevent the damage development, a proper repair strategy is very important.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.69-77
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• 2000

Recently, many strengthening methods are developed to repair damaged structures, when the original structure is under loading, which causes the difference of initial stresses between original member and bonded material. However, current design method or theory, which mostly depends on ultimately strength design, cannot account the difference of initial stresses between members, and it disregards the reduction of nominal strength. In this study, a new strengthening design theory and the amount of strengthening which can account the difference of initial stresses are developed, and applied to the case when a structure in service is repaired. The results show that the amount of strengthening material depends on the status of damages of structure, and the nominal strength is reduced depending on the degree of damages.

• Smart Structures and Systems
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• 제2권4호
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• pp.305-312
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• 2006

In the case of hospital buildings, where seismic design requirements are very high, existing structuresand especially those attacked by past earthquakes, appear, often, unable to fulfil the necessary safety prerequisites. In this paper, the retrofitting of hospital buildings is investigated, using alternative methods of repair and strengthening. Analysis of an existing hospital building in Patras, Greece, is performed. The load-bearing system is a reinforced concrete system. Two solutions are proposed: strengthening using concrete jackets around column and beam elements and application of viscoelastic dampers for the increase of the stability of the structure. Adequate finite element models are constructed for each case and conclusions are drawn on the efficiency of each rehabilitation method.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.367-375
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• 2014

최근 콘크리트 구조물의 보수 보강 및 리모델링 시 구조부재를 부착시키거나 고정하는데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 앵커의 사용량이 증가하고 있는 실정이다. 전단하중을 받는 앵커는 강재와 콘크리트의 강도, 연단거리, 앵커간격 등에 따라 다양한 파괴모드를 보이며 대표적인 파괴모드는 강재 파괴, 콘크리트 파열 파괴, 콘크리트 프라이 아웃 파괴 등으로 나타난다. 본 연구에서는 매입깊이, 앵커간격, 연단거리 및 콘크리트 강도를 변수로 한 세트앵커의 전단 실험을 통하여 콘크리트에 매입된 후설치 앵커의 전단 파괴거동에 미치는 영향을 규명하는 것을 그 목적으로 한다. 매입깊이 변수의 실험 결과 매입깊이가 얕을수록 콘크리트 강도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 앵커간격 변수의 실험 결과 모두 강재 파괴가 발생하였으며, 연단거리 변수의 실험 결과 매입깊이 이하인 경우 모두 콘크리트 파괴가 발생하였다. 동일한 변수의 실험 결과를 비교해 보았을 때 콘크리트 강도가 클수록 변위가 상대적으로 더 작게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.430-437
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• 2001

최근 교량상 통과하중의 증대 및 교통량증대로 공용중의 교량의 바닥판은 가혹한 하중하에서 펀칭등의 파괴가 발생하여 사용상에 중대한 영향을 미치고 있는 실정이다. 이로 인한 바닥의 보수나 교체공사등이 급격히 증가되어 신속 간편하며, 보수시 교통통제를 최소화 할 수 있고 또한 신뢰성이 있는 바닥판 시공법이 필요하게 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 교량구조물 바닥판의 신설/교체공사에 있어서 신속한 시공과 신뢰성 있는 품질관리, 교통통제의 최소화를 위해 공장 또는 제작장에서 바닥판 구조물의 주부재로서 I형강을 배치하고 거푸집(저판)을 조립하여 패널을 제작한 후 현장에서는 패널의 설치 및 연결부에 콘크리트를 타설하여 바닥판을 시공하는 공법을 개발하는데 그 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 I형강 합성바닥판 개발에 필요한 I형강 자체의 역학적, 구조적 특성에 대하여 기초적인 물성 실험인 정적. 피로성능 실험을 수행하였으며, I형강 합성바닥판 및 유사한 성능의 바닥판 시험체를 제작하여 정적실험을 수행 비교하였다. 그리고 본 실험 연구 결과 I형강 합성바닥판의 우수성을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제14권6호
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• pp.547-569
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• 2013

In recent years there has been increasing international interest about designing structures that cost less to repair after they have been subjected to strong earthquakes. Considering this interest, an innovative repairable fuse device has been developed for dissipative beam-to-column connections in moment-resisting composite steel and concrete frames. The seismic performance of the device was assessed through an extensive experimental program comprising ten cyclic and two monotonic tests. These tests were conducted on a single beam-to-column specimen with different fuse devices for each test. The devices varied in terms of the chosen geometric and mechanical parameters. The tests showed that the devices were able to concentrate plasticity and to dissipate large amounts of energy through non-linear behavior. Numerical models were developed with Abaqus and simplified design models are also proposed.