• Computers and Concrete
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• 제22권2호
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• pp.143-152
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• 2018

This paper deepens the finite element modeling (FEM) method to reproduce the compressive behavior of partially steel-jacketed (PSJ) RC columns by means of the Concrete Damaged Plasticity (CDP) Model available in ABAQUS software. Although the efficiency of the CDP model is widely proven for reinforced concrete columns at low confining pressure, when the confinement level becomes high the standard plasticity parameters may not be suitable to obtain reliable results. This paper deals with these limitations and presents an analytically based strategy to fix the parameters of the Concrete Damaged Plasticity (CDP) model. Focusing on a realistic prediction of load-bearing capacity of PSJ RC columns subjected to monotonic compressive loads, a new strain hardening/softening function is developed for confined concrete coupled with the evaluation of the dilation angle including effects of confinement. Moreover, a simplified efficient modeling approach is proposed to take into account also the response of the steel angle in compression. The prediction accuracy from the current model is compared with that of existing experimental data obtained from a wide range of mechanical confinement ratio.

• Computers and Concrete
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• 제20권4호
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• pp.469-481
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• 2017

This paper aims to analytically investigate the effect of shear stress at the concrete-steel interface on the mechanical behavior of the circular steel tube-confined concrete (STCC) stub columns with active and passive confinement subjected to axial compression. Nonlinear 3D finite element models divided into the four groups, i.e. circumferential-grooved, talc-coated, lubricated, and normal groups, with active and passive confinement were developed. An innovative method was used to simulate the actively-confined specimens, and then, the results of the finite element models were compared with those of the experiments previously conducted by the authors. It was revealed that both the predicted peak compressive strength and stress-strain curves have good agreement with the corresponding values measured for the confined columns. Then, the mechanical properties of the active and passive specimens such as the concrete-steel interaction, longitudinal and hoop stresses of the steel tube, confining pressure applied to the concrete core, and compressive stress-strain curves were analyzed. Furthermore, a parametric study was performed to explore the effects of the concrete compressive strength, steel tube diameter-to-wall thickness ratio, and prestressing level on the compressive behavior of the STCC columns. The results indicate that reducing or removing the interfacial shear stress in the active and passive specimens leads to an increase in the hoop stress and confining pressure, while the longitudinal stress along the steel tube height experiences a decrease. Moreover, prestressing via the presented method is capable of improving the compressive behavior of STCC columns.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.565-575
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• 2006

구속된 콘크리트는 구속되지 않은 콘크리트에 비해 상당히 큰 강도를 갖는다. 따라서 콘크리트의 구속응력을 증가시키는 것은 강도의 증가를 유도할 수 있다. 하지만 중공교각의 경우, 심부구속력의 부재로 인하여 중공교각의 안쪽면에서 취성파괴가 발생하며, 이는 기둥의 강도 저하 및 연성의 저하를 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 강관 삽입 중공 RC(Reinforced Concrete) 기둥이 개발되었으며, 본 연구에서는 실험을 통하여 삽입 강관에 의한 내부 구속력의 효과를 검증하였다. 총 36개의 시험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 실험 결과를 통하여 삽입 강관의 구속력과 이로 인한 콘크리트의 강도 증가를 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.530-539
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• 2002

전단벽의 연성도 확보를 위한 단부횡보강 설계에 있어서, 현재 설계기준들은 경험적이며 강제적이다. 즉, 현재 설계기준은 연성도 요구량에 관계없이 단부횡보강영역과 상세를 정해 놓고 있으며, 따라서 성능기초설계에 부적합하다. 본 연구의 목적은 성능기초설계에 적합한 전단벽의 연성도 설계방법을 개발하는 것이다. 단부횡보강영역에 따른 전단벽의 연성도변화를 조사하기 위하여 실험연구를 수행하였으며 압축대를 모델링하기 위하여 각기 다른 횡보강영역을 갖는 시험체에 편심축하중을 가력하였다. 실험연구를 통하여 횡보강된 벽체 압축대의 강도, 연성도, 파괴모드 등을 연구하였으며, 벽체 단면 전체에서 단부 횡보강으로 인하여 발생하는 연성도 및 파괴시점을 조사하기 위하여 비선형 수치해석을 수행하였다. 실험과 해석연구 결과를 기반으로 하여 전단벽의 연성도 설계방법을 개발하였다. 제안된 설계방법을 이용하여, 주어진 연성도 요구량에 맞게 단부횡보강영역과 횡보강량을 정확히 결정할 수 있으며, 따라서 벽체의 연성거동을 보장하는 동시에 경제적인 벽체설계가 가능하게 되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.369-374
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• 2000

This study was conducted to investigate the seismic behavior assessment of circlular-tied bridge piers, particularly with regard to assessing the displacement ductility. The experimental variables of bridge piers test consisted of transverse steel details, amount and spacing different axial load levels etc. The test results indicated that reinforcement concrete bridge piers with confinement steel by the code specification exhibited sufficient ductile behavior and seismic performance. Aldo, it is found that current seismic design code specification of confinement steel requirements may be revised.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.452-457
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• 2000

This research aims at evaluating the seismic performance of the existing R/C bridge piers, which were seismically designed in accordance with the provision of moderate confinement design code (Eurocode 8). The work presented in this paper experimentally investigates the ductility and hysteretic behavior of circular reinforced concrete columns with moderate confinement. Pseudo-dynamic tests have been carried out on two scaled R/C column specimens to investigate their hysteretic behavior and other seismic performance.

• Computers and Concrete
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• 제9권5호
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• pp.341-355
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• 2012

Numerical studies are performed to predict the stress-strain behavior of rectangular RC columns confined by multi-spiral hoops under axial and eccentric compressions. Using the commercial finite element package ABAQUS, the Drucker-Prager criterion and the yield surface are adopted for damaged plasticity concrete. The proposed finite element models are compared with the published experimental data. Parametric studies on concrete grades, confinement arrangement, diameter and spacing of hoops and eccentricity of load are followed. Numerical results have shown good agreements with experimental values, and indicated a proper constitutive law and model for concrete. Cross-sectional areas and spacing of the hoops have significant effect on the bearing capacity. It can be concluded that rectangular RC columns confined by multi-spiral hoops show better performance than the conventional ones.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권1호
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• pp.75-90
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• 2002

Many existing concrete structures suffer from low quality of concrete and inadequate confinement reinforcement. These deficiencies cause low strength and ductility. Wrapping concrete by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite sheets enhances compressive strength and deformability. In this study, the effects of the thickness of the CFRP composite wraps on the behavior of concrete are investigated experimentally. Both monotonic and repeated compressive loads are considered during the tests, which are carried out on strengthened undamaged specimens, as well as the specimens, which were tested and damaged priorly and strengthened after repairing. The experimental data shows that, external confinement of concrete by CFRP composite sheets improves both compressive strength and deformability of concrete significantly as a function of the thickness of the CFRP composite wraps around concrete. Empirical equations are also proposed for compressive strength and ultimate axial deformation of FRP composite wrapped concrete. Test results available in the literature, as well as the experimental results presented in this paper, are compared with the analytical results predicted by the proposed equations.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.89-98
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• 2012

이 연구에서는 콘크리트 압축강도에 따른 고강도 나선철근의 횡구속 성능을 평가하고자 하였다. 총 24체의 실린더형 콘크리트 실험체($150{\times}300mm$)를 제작하고 단조 압축하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 나선철근의 항복강도와 콘크리트 압축강도로 계획하였다. 나선철근의 항복강도에 따른 횡구속 효과를 효과적으로 평가하기 위하여 나선철근의 외경을 실험체 직경과 동일하게 계획하였다. 실험결과, 나선철근의 횡구속 성능은 나선철근의 항복강도가 증가할수록 그리고 콘크리트 압축강도가 낮아질수록 증가하였다. 또한 기존 해석모델을 이용하여 실험체의 응력-축변형률 관계를 예측한 결과, 해석결과는 나선철근의 항복강도와 콘크리트 압축강도가 증가할수록 정확성이 떨어지는 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.339-349
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• 2006

이 연구는 원형 철근콘크리트 교각의 횡방향 철근에 따른 지진거동을 파악하고 합리적이면서 경제적인 내진설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 14개의 원형 철근콘크리트 교각에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 정확하고 올바른 성능평가를 위하여 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램을 사용하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 연계논문에서는 원형 철근콘크리트 교각의 횡방향 철근에 따른 내진성능평가를 위해 제안한 해석기법을 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.