• 한국건축시공학회지
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• 제22권1호
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• pp.11-21
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• 2022

현재 국내 건설 산업분야에서 코로나 사태 장기화로 인한 기능공 인력부족, 공기단축 및 인건비 감소를 통한 경제성 확보 등을 해결하기 위하여 프리웨브 공법에 대한 중요성이 대두되고 있다. 그 공법의 일환으로서, 이 연구에서는 공장에서 강판 거푸집 제작하고 철근 선조립하여 현장 반입한 후 현장 타설하는 SY 비탈형 보거푸집을 대상으로 하중재하에 따른 휨거동을 평가하고자 하였다. SY Beam 표준단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램에 의한 구조모델링 통해 결정된 단면 치수 폭 400mm, 춤 600mm을 적용하였다. 총 6개의 실험체를 부재길이 5,000mm로 하여 강판두께(0.8, 1.0, 1.2mm)를 변수로 실험체 5개와 비교군 RC 실험체 1개를 실대형으로 제작하여 휨 실험을 수행하였다. 휨 실험결과, 강판데크가 항복하면서 높은 초기강성과 최대강도를 나타내어 휨강도에 충분히 기여하고 있음을 보였으며, 이후에도 콘크리트와 강판데크는 합성거동를 통해 충분한 연성거동을 하면서 휨 파괴 모드를 나타내었다. 추후 SY Beam의 제작/시공/경제성 확보를 위한 적정 강판두께 및 강판 인장력 기여도 산정방법 도출을 위해 1.05, 1.1, 1.15mm에 대한 추가 해석 및 실험연구가 필요한 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권4호
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• pp.463-473
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• 2017

Reinforced concrete is a complex material to be modeled in finite element domain. A proper material model is necessary to represent the nonlinear behaviour accurately. Though the nonlinear analysis of RC structures evolved long back, still an accurate and reliable model to predict the realistic behaviour of components are limited. It is observed from literature that there are three well-known models to represent the nonlinear behaviour of concrete. These models include Chu model (1985), Hsu model (1994) and Saenz model (1964).A new stress-strain model based on Weibull distribution has been proposed in the present study. The objective of the present study is to analyze a reinforced concrete beam under flexural loading by employing all the models. Nonlinear behaviour of concrete is considered in terms of stress vs. strain, damage parameter, tension stiffening behaviour etc. The ductility of the RC beams is computed by using deflection based and energy based concepts. Both deflection ductility and energy based ductility is compared and energy based concept is found to be in good correlation with the experiments conducted. The behavior of RC beam predicted using ABAQUS has been compared with the corresponding experimental observations. Comparison between numerical and experimental results confirms that these four constitutive models are reliable in predicting the behaviour of RC structures and any of the models can be employed for analysis.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권6호
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• pp.847-866
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• 2011

The objective of this study was to experimentally investigate the bond-related tension stiffening behavior of flexural reinforced concrete (RC) beams made with lightweight aggregate concrete (LWAC) under various high-cycle fatigue loading conditions. Based on strain measurements of tensile steel in the RC beams, fatigue-induced degradation of tension stiffening effects was evaluated and was, compared to reinforced normal weight concrete (NWC) beams with equal concrete compressive strengths (40 MPa). According to applied load-mean steel strain relationships, the mean steel strain that developed under loading cycles was divided into elastic and plastic strain components. The experimental results showed that, in the high-cycle fatigue regime, the tension stiffening behavior of LWAC beams was different from that of NWC beams; LWAC beams had a lesser reduction in tension stiffening due to a better bond between steel and concrete. This was reflected in the stability of the elastic mean steel strains and in the higher degree of local plasticity that developed at the primary flexural cracks.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.37-44
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• 2015

본 연구는 변형경화형 시멘트 복합체(strain hardening cement composite, SHCC)가 고강도 철근이 배근된 보의 휨 거동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 또한, 본 연구에서는 SHCC가 철근콘크리트 휨 부재의 균열완화성능 및 연성에 미치는 영향을 분석하였으며, 실험결과를 토대로 하여 이론적인 휨 강도 예측 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 시멘트 복합체의 종류 및 강도, 철근의 항복강도를 변수로하여 총 6개의 실험체를 제작하였다. 가력을 위해 단순 보 실험체를 500 kN용량의 유압 엑추에이터를 사용하여 변위제어 방식으로 4점 가력 하였다. 실험결과 SHCC를 사용한 경우 일반 고강도 철근콘크리트 보에 비하여 균열완화성능 및 연성이 증가하는 양상을 나타내었다. 특히 고강도 철근을 배근한 경우 휨 내력에 큰 차이를 나타내었으며, 이는 SHCC 대체가 800 MPa급 이상의 고강도 철근을 휨 철근으로 적용할 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 판단된다. 예측된 휨 거동 산정 기법을 제한된 실험의 휨 내력을 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 향후 SHCC의 인장강도 모델분석을 통해 보다 명확한 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.503-510
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• 2009

본 연구의 목적은 LMC로 덧씌우기 또는 보수 된 형태의 RC 보의 정적 거동 특성을 파악하는데 있다. 따라서, LMC로 덧씌우기 및 보수된 RC 보를 상대습도 60%, 온도 $20^{\circ}C$의 조건에서 양생을 실시하여 제작하였으며, 제작된 시험체를 4점 휨 실험을 수행하여 균열양상, 파괴거동 및 극한강도 등의 거동을 고찰하였다. 실험결과 전단철근이 보강된 보수형태의 RC보의 경우 100%이상의 내하력을 회복하여 보수 효과가 뛰어난 것을 알 수 있었고, LMC로 압축부에 덧씌우기 된 시험체의 경우 덧씌우기 두께가 증가함에 따라 내하력이 크게 증진되었다. 그러나, 전단철근이 보강되지 않은 보수형태의 시험체와 인장부 덧씌우기된 시험체는 부착계면 파괴양상을 보여주어 보수 및 보강 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 부착계면의 거동특성을 파악하기 위하여 전단흐름 개념을 도입하여 LMC로 압축 덧씌우기된 시험체를 대상으로 하중증가에 따른 전단흐름량을 계산하여 부착계면 특성을 수치적으로 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.121-124
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• 2006

This study focuses on the flexural behavior of RC beam with externally bonding FRP reinforcement. FRP-plate strengthening system is mainly installed with an anchor-bolt. But the installation with it has several disadvantage as a complicated work, a high labor costs. To complement these disadvantage, the test is performed about improved FRP-plate strengthening system.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권2호
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• pp.179-195
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• 2023

The performance of reinforced concrete (RC) beam specimens strengthened using a newly proposed Side Near Surface Mounted (S-NSM) technology was investigated experimentally in this work. In addition, analytical and nonlinear finite element (FE) modeling was exploited to forecast the performance of RC members reinforced with S-NSM utilizing steel bars. Five (one control and four strengthened) RC beams were evaluated for flexural performance under static loading conditions employing four-point bending loads. Experimental variables comprise different S-NSM reinforcement ratios. The constitutive models were applied for simulating the non-linear material characteristics of used concrete, major, and strengthening reinforcements. The failure load and mode, yield and ultimate strengths, deflection, strain, cracking behavior as well as ductility of the beams were evaluated and discussed. To cope with the flexural behavior of the tested beams, a 3D non-linear FE model was simulated. In parametric investigations, the influence of S-NSM reinforcement, the efficacy of the S-NSM procedure, and the structural response ductility are examined. The experimental, numerical, and analytical outcomes show good agreement. The results revealed a significant increase in yield and ultimate strengths as well as improved failure modes.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.103-110
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• 2018

표면매립공법으로 매립한 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 거동을 장기 하중 재하실험을 통해 평가하였다. 철계-형상기억합금 길이대비 2%와 4%의 사전변형 및 형상기억효과 활성화에 의한 프리스트레스 하중 도입을 실험변수로 설정하였다. 1 tonf의 콘크리트 추를 보 중앙에 거치한 후 6개월간의 보 중앙부의 장기 처짐을 측정하였다. 실험결과, 철계-형상기억합금으로 보강한 보의 휨 강성이 증대되었으며, 사전변형이 증가할수록 보강재의 강성감소로 인한 처짐이 증가하는 것으로 나타났다. 프리스트레스 하중 도입에 따른 처짐을 비교했을 때, 프리스트레스 하중을 도입하지 않은 실험체에 비해, 프리스트레스 하중을 도입한 실험체는 약 30%의 처짐 감소 효과를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.143-149
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• 2019

U-형 복합보는 공작물 주차장으로 사용하기 위한 목적으로 개발되었다. 복합보를 공작물로 적용할 때, 가장 우선적으로 고려하여야 할 사항은 낮은 층고와 장경간이다. 또한, 철근 콘크리트 및 강구조가 혼합된 구조이기 때문에 일체성을 확보하고, 소요강도 이상의 구조성능을 확보하여야 한다. 본 연구는 철근 콘크리트 슬래브와 U-형 강판으로 이루어진 복합보의 구조성능을 파악하기 위한 것이다. 복합보의 구조성능을 파악하기 위해 주차장용으로 사용되는 일반적인 U-형 복합보를 기준실험체로 설정하고, 기준실험체 대비 하중방향, U-형 복합보의 춤 및 폭을 변화시킨 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험체 지점간 거리는 4.5m 이며, 하중은 순수 휨구간이 1.5m가 되도록 중앙부 2점가력 하였다. 이론값 산정을 위해 U-형 중앙부의 철근, 강재, 콘크리트 등에 변형게이지를 부착하였으며, 하중점 및 측면에 변위계를 설치하였다. 실험결과, 주차장용으로 계획된 기준실험체의 초기 항복강도는 U-형 강재 밑면에서 처음 발생되었다. 항복강도 이후에는 U-형 강재의 항복구간이 점점 확대되면서 최대강도에 도달되었으며, 최대강도 이후에는 RC 슬래브 콘크리트가 압괴되면서 최종파괴 되었다. 춤을 증가시킨 실험체의 구조성능은 기준실험체와 비교하여 강도 및 연성이 매우 향상된 것을 알 수 있다. 또한, 하중방향에 따른 저항 성능은 부가력으로 가력했을 때 휨성능은 저하되나 연성거동은 증가하므로 휨성능 및 연성을 고려한 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권6호
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• pp.703-710
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• 2019

While fiber-reinforced plastic (FRP) materials have been largely used in the retrofitting of concrete buildings, its application has been limited because of some problems such as de-bonding of FRP layers from the concrete surface. This paper is the part of a wide experimental and analytical investigation about flexural retrofitting of reinforced concrete (RC) columns using FRP and mechanical fasteners (MF). A new generation of MF is proposed, which is applicable for retrofitting of RC columns. Furthermore, generally, to evaluate a retrofitted structure the nonlinear static and dynamic analyses are the most accurate methods to estimate the performance of a structure. In the nonlinear analysis of a structure, accurate modeling of structural elements is necessary for estimation the reasonable results. So for nonlinear analysis of a structure, modeling parameters for beams, columns, and beam-column joints are essential. According to the concentrated hinge method, which is one of the most popular nonlinear modeling methods, structural members shall be modeled using concentrated or distributed plastic hinge models using modeling parameters. The nonlinear models of members should be capable of representing the inelastic response of the component. On the other hand, in performance based design to make a decision about a structure or design a new one, numerical acceptance should be determined. Modeling parameters and numerical acceptance criteria are different for buildings of different types and for different performance levels. In this paper, a new method was proposed for FRP retrofitted columns to avoid FRP debonding. For this purpose, mechanical fasteners were used to achieve the composite behavior of FRP and concrete columns. The experimental results showed that the use of the new method proposed in this paper increased the flexural strength and lateral load capacity of the columns significantly, and a good composition of FRP and RC column was achieved. Moreover, the modeling parameters and acceptance criteria were presented, which were derived from the experimental study in order to use in nonlinear analysis and performance-based design approach.