• 대한토목학회논문집
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• 제30권2D호
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• pp.135-141
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• 2010

국내 줄눈콘크리트 포장 다웰바의 경우 합리적 근거가 없이 경험에 의하거나 국외의 기준에 의해 설계시공되고 있다. 다웰바를 합리적으로 설계하기 위해서는 다웰바 거동에 대한 고찰이 요구되며 이에 3차원 유한요소해석을 이용하여 분석하였다. 다웰바의 거동을 평가하기 위해서 다웰바의 3차원 유한요소해석과 다웰바 거동에 대한 대표적인 모델인 Timoshenko 이론을 비교분석하였다. 본 연구에서는 다웰바의 사이즈 및 배치에 대한 합리적인 설계를 하기 위해서 3차원 유한요소해석을 사용하여 다웰바의 그룹작용(Dowel Group Action) 범위와 차량바퀴의 주행경로(Wheel Path)분포를 고려하여 슬래브 처짐을 감소시킬 수 있는 다웰바 최적배치를 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.141-149
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• 2009

본 연구는 줄눈콘크리트 포장의 줄눈부에서 종 방향으로 발생하는 균열인 T형 균열의 발생 원인을 수치해석을 통해 분석하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 다웰바를 포함한 줄눈콘크리트 포장 슬래브의 유한요소해석 모델을 개발하였으며 이러한 모델에 환경하중을 재하하여 슬래브에 발생하는 응력 분포를 분석하였다. 슬래브의 컬링 시 다웰바의 영향을 분석하기 위하여 우선 다웰바가 없을 경우의 슬래브 컬링 거동을 분석하였다. 그리고 다웰바가 슬래브 컬링 시 T형 균열을 유발할 수 있는 횡방향 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 시공오차로 인해 다웰바의 설치 깊이가 슬래브 중간 깊이에 위치하지 않을 경우 슬래브에 발생하는 응력 집중 현상에 대해서도 분석을 수행하였다. 연구 결과, 다웰바가 슬래브 중간 깊이에 제대로 시공되어 있을 경우에는 슬래브에 발생하는 횡방향 응력에는 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 하지만 다웰바가슬래브 중간 깊이보다 표면 쪽으로 치우쳐 위치하게 되면 슬래브의 컬링에 의해 슬래브표면에 횡방향응력이 집중되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 응력 집중은 슬래브와 다웰바의 접촉 성질에 따라 다르게 나타났으며 여러 다웰바들 중 높이가 다르게 장착된 다웰바의 위치가 슬래브의 안쪽에 존재할수록 이러한 다웰바 위치에서의 응력 집중현상이 매우 크게 나타났다. 따라서 줄눈콘크리트 포장에서 T형 균열 발생을 억제하기 위해서는 시공 시 다웰바가설계위치에 정확히 장착되도록 주의를 기울여야 할 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.81-89
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• 2008

본 연구에서는 콘크리트포장의 디웰바 전단시험 절차와 실험결과를 이용하여 PC 스프레드시트에서 다웰바의 지지력계수와 전단 스프링 강성계수를 산정하는 절차를 제시하였다. 세 개의 시험체를 통해 AASHTO의 다웰바 전단시험을 수행하여 콘크리트 포장의 불연속면에서의 전단거동을 모사하였다. 예비실험을 통해 발생한 비틀림 변형을 최소화하기 위해 측면 고정대 사용하여 실험하였다. 초기하중에서의 하중의 재하(loading), 제하(unloading), 재재하(reloading)를 반복수행한 결과 탄성적인 거동을 보여준다. 그러나 전체 하중 범위에서는 다웰바의 지지력계수 또는 전단 스프링 강성계수는 슬래브의 상대 처짐 또는 재하하중에 따라 비선형으로 거동함을 보여준다. 본 실험에서 얻어진 다웰의 지지력계수는 550-880GN/m3으로서 Yoder와 Witczak이 제안하는 407GN/m3보다는 1.4-2.2배가 크게 산정되었다. 이는 측면 고정대를 사용함으로서, 실험시 예상되는 비틀림 변형이 기존의 실험에 비해 적었던 것으로 판단된다. 본 실험에서 얻어진 다웰의 지지력계수 또는 전단 스프링 강성계수는 다웰바를 이용한 콘크리트 불연속면의 구조해석 시 참고자료로 활용될 수 있다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.285-297
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• 2021

Fire safety is one of the most significant issues for the design of mid-rise and high-rise timber structures. A large number of experimental tests were conducted during the last three decades to investigate the fire performance of the dowel-type timber connections. Many influenced parameters (e.g. the thickness of the side timber, the load ratio, the fasteners type etc.) were considered in those experiments. Relevant calculated models were proposed by previous researchers to estimate the fire resistance of the connections. In this study, a series of experimental programs of dowel-type connections in fire are collected. Then, empirical formulas proposed by EN 1995-1-2, Fire safety in timber buildings, and previous researchers are presented and analyzed. The accuracy of those formulas is checked by comparisons between the experimental data and estimated results. The collected experimental research and empirical formulas can be used as the reference for the fire design of dowel-type timber connections in the future.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제18권2호
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• pp.79-85
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• 1990

Traditional complex joints have used to a wide variety of wooden furniture construction. Dowel joint is the most popular joint s. However design of this joint to meet specified service condition has been hampered by a lack of proven design formulas which can be use to predict their strength. The object of this study is to investigate the withdrawal strength and effect of dowel diameters in wood and wood based materials. The obtained results were as follows; 1. The relationship between withdrawal strength and dowel diameter is found to be linear. 2. Withdrawal strength of medium density fiberboard and Sepetir in end-to-side joints is superior to Antiaris, particleboard and plywood. 3. In end-to-end joints, withdrawal strength of medium density fiberboard is the most superior joint. but Sepetir. Antiaris and plywood have similarly strength and particleboard is inferiority. 4. Withdrawal strength in end-to-end joints of Antiaris and plywood is higher than in end-ta-side joints. But in end-to-end joints of Sepetir. medium density fiberboard and particleboard is similarity in end-to-side joints.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.665-673
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• 2008

최근 장대 건설 구조물에 사용이 증가되고 있는 합성형 구조물에서 나타나고 있는 예기치 못한 일부 균열 현상의 구조적 원인을 분석하기 위하여, 강재복부의 수직보강재, stud 및 dowel bar의 유무, 전단철근의 간격과 콘크리트 강도 등을 실험변수로 하여 4점 재하 휨시험을 통해 강재와 철근콘크리트간의 구조적 합성거동 효과를 분석 하였다. 실험결과, 수직보강재는 강재의 국부좌굴 방지와 파괴시 강재와 콘크리트의 부착파괴를 방지하여 구조적 합성거동에 따른 단면내력(파괴하중)의 증진에 효과적인 것으로 나타났으나, 추가적으로 설치한 stud 및 dowel bar, 콘크리트의 강도와 전단철근량 등은 합성보의 휨거동에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제21권5호
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• pp.593-605
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• 2018

A nonlinear finite element modeling approach is developed to assess the behavior of a dowel bar embedded on a single concrete block substrate, subjected to monotonic loading. In this approach, a discrete representation of the steel reinforcing bar is considered, using beam finite elements with nonlinear material behavior. The bar is connected to the concrete embedment through nonlinear Winkler spring elements. This modeling approach can only be used if a new constitutive model is developed for the spring elements, to simulate the deformability and strength of the concrete substrate. To define this constitutive model, an extensive literature review was conducted, as well as 3 experimental tests, in order to select the experimental data which can be used in the calibration of the model. Based on this data, an empirical model was established to predict the global dowel response, for a wide range of bar diameters and concrete strengths. This empirical model provided the information needed for calibration of the nonlinear Winkler spring model, valid for dowel displacements up to 4 mm. This new constitutive model is composed by 5 stages, in order to reproduce the concrete substrate response.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권3호
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• pp.541-562
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• 2015

This paper aims at developing the knowledge on the seismic behavior of dowel beam-to-column connections, typically employed in precast buildings in Europe. Despite the large diffusion of the industrial buildings, a high seismic vulnerability was exhibited by these structures, mostly due to the connection systems deficiencies, during some recent earthquakes (Emilia 2012, Turkey 2011). An experimental campaign was conducted on a typical dowel connection between an external column and a roof beam. In this paper, the performed cyclic shear test is described. According to the experimental results, the seismic response of the system is evaluated in terms of strength, stiffness and failure mechanism. Moreover, the complete damage pattern of the test is described by means of the instrumentations records. The connection failure occurred due to the concrete cover failure in the column (splitting failure). Such a mechanism corresponds to a negligible energy dissipation capacity of the connection, compared to the overall seismic response of the structure. The experimental results are also compared with the results of a similar monotonic shear test, as well as with some literature relationships for predicting the strength of dowel connections under horizontal (seismic) loads.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제30권3호
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• pp.59-65
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• 2002

EYM (European Yield Model), which was adopted in NDS (National Design Specification for wood construction), has been used in Korea without any verification of the analysis of bolted wood connections. In the case of applying lumber from domestic small diameter logs, however, there are some problems with the direct application of EYM ; 1) relatively low dowel bearing strength and dimensional stability due to a large amount of immature wood, 2) effect of MC (moisture contents) on the dowel bearing strength of wood and the yield load of a bolted connection. To evaluate the strength properties of bolted connections with lumber from domestic small diameter logs, effect of MC on the dowel bearing strength of wood was investigated and double shear bolted connection tests were performed. As the MC of wood increased, the dowel bearing strength was linearly reduced, even under 19% MC, which showed that adjustment, not considered in NDS, was required. Double shear bolted connection tests indicated that effect of MC on yield load should be considered in order to determine design value.