• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.697-707
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• 2004

내진설계편이 제정된 1992년 이전의 설계규정에 따라 설계$\cdot$시공된 교량은 내진상세가 적용되지 않아 지진에 취약할 것으로 예상된다. 특히, 주철근의 겹침이음은 교각의 상당한 내진성능저하를 야기하는 것으로 보고되고있다. 하지만, 이들 교량에 대한 내진성능평가 및 내진보강에 관한 연구는 아직 체계적으로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서, 이에 대한 대책마련이 시급한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 이러한 비내진 교각의 내진성능을 평가하고자 형상비 4.0인 실물크기의 철근콘크리트 교각시험체를 제작하여 준정적실험을 수행하였다. 실험결과를 통하여 주철근 겹침이음된 비내진교각은 띠철근 형태와 상관없이 현행 도로교설계기준의 요구성능을 만족하지 못하는 것으로 조사되어 시급히 보강을 하여야 할 것으로 판단된다. 또한 주철근 겹침이음에 대한 내진규정의 보완이 요구된다.

• KCI Concrete Journal
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• 제12권2호
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• pp.85-93
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• 2000

Potentially significant mechanical improvements in tension can be achieved by the incorporation of randomly distributed, short discrete fibers in concrete. The improvements due to the incorporation fibers significantly influence the composite stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics. In general incorporating fibers in a plain concrete has relatively small effect on its precracking behavior. It, however, alters its post-cracking behavior quite significantly, resulting in greatly improved ductility, crack controls, and energy absorption capacity (or toughness). Therefore, a thorough understanding the complete tensile stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) response of fiber reinforced concrete is necessary for proper analysis while using structural components made with fiber reinforced concrete. Direct tensile stress applied to a specimen is in principle the simplest configuration for determining the tensile response of concrete. However, problems associated with testing brittle materials in tension include (i) the problem related to gripping of the specimen and (ii) the problem of ensuring centric loading. Routinely, indirect tension tests for plain concrete, flexural and split-cylinder tests, have been used as simpler alternatives to direct uniaxial tension test. They are assumed to suitable for fiber reinforced concrete since typically such composites comprise 98% by volume of plain concrete. Clearly since the post-cracking characteristics are significantly influenced by the reinforcing parameters and interface characteristics, it would be fundamentally incorrect to use indirect tensile tests for determining the tensile properties of fiber reinforced concrete. The present investigation represents a systematic look at the failure and toughening mechanisms and macroscopic stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics of fiber reinforced concrete in the uniaxial tension test. Results from an experimental parametric study involving used fiber quantity, type, and mechanical properties in the uniaxial tension test are presented and discussed.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.11-20
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• 2003

교량, 도로, 공항 및 해양구조물 등은 반복하중을 받게 되는 대표적 토목구조물이다. 특히 공항이나 도로포장체는 휨에 의한 인장에 의해 파괴되기 때문에 사용재료의 특성에 기초한 피로수명의 고찰은 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 포장 콘크리트의 피로수명을 주요 실험변수에 따라 실험하고 실험방법에 따라 비교 분석하고자 하였다. 피로실험은 쪼갬인장 피로실험 ($\phi150mm{\times}75mm$)과 휨인장 피로실험 ($150mm{\times}150mm{\times}550mm$) 방법을 적용하여 하중재하 속도(1, 5, 10, 20Hz), 하중재하 형상(사각파, 정현파, 삼각파). 시험체의 습윤조건(건조상태 습윤상태) 및 양생기간(28일, 56일)을 주요 실험변수로 하여 수행하였다. 실험결과 하중재하 속도가 느릴수록 피로수명은 현저히 감소하는 것으로 나타났으며, 하중재하 속도가 빠를수록 피로수명은 증가하는 것으로 나타났다. 하중재하 형상에 따라서는 정현파를 기준하여 사각파에서는 피로수명의 급격한 감소를 나타냈으며 삼각파에서는 피로수명이 증가하는 것으로 나타났다 또한, 시험체의 습윤조건에 따라서는 건조상태에 비하여 습윤상태에서는 피로수명이 감소하였으며, 양생기간에 따라서는 재령 28일에서 56일로 증가함에 따라 피로수명이 증가함을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.689-696
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• 2003

최근 ACI 318-02기준 부록 A에 깊은 보의 전단설계에 있어 스트럿-타이 모델을 적용 가능하도록 소개하고 있다. STM은 깊은 보, 개구부가 있는 깊은 보, 코벨, 턱이진 보와 같이 부재의 변형률 분포가 상당히 비선형인 콘크리트 부재의 설계에 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구는 고강도콘크리트를 적용한 깊은 보의 각국의 전단강도규준과 전단거동을 평가하고자 실험적 연구로 2점 단순 집중하중을 받는 고강도 RC 깊은 보 5개를 제작하여 파괴 실험을 실시하였다. 또한, 국내 B사의 기계적 정착철물을 사용하여 주인장철근의 양단부에 기계적정착을 적용하였다. 파괴 시 모든 시험체는 가력점과 지지점을 연결하는 주 경사균열이 나타났고, 주인장철근을 기계적 정착한 시험체가 90도 표준갈고리 시험체보다 파괴 시 하중 수행능력이 우수한 것으로 나타났다. 실험결과를 기초로 ACI 318-99 기준, ACI 318-02 부록 A STM, CSA 23.3-94 기준 및 CIRIA Guide-2의 전단설계기준을 비교 평가하였다. ACI 318-99 기준과 ACI 318-02 기준의 스트럿-타이 모델, CIRIA Guide-2는 단순스팬 깊은 보의 극한전단강도 예측 있어 10∼36%정도 낮게 안정적으로 평가하는 것으로 나타났다. ACI 318-99 기준에 의한 전단강도예측값이 표준편차가 가장 낮은 것으로 조사되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.10-18
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• 2014

못과 앵커를 이용하여 FRP를 콘크리트에 부착시키는 MF-FRP 공법은 에폭시를 이용하여 콘크리트 구조물을 보강시키는 외부 부착 FRP 보강 공법에 비하여 더 많은 연성을 부여하는 것으로 많은 연구를 통하여 확인되었다. 이러한 MF-FRP 공법의 사용은 앞으로 증가할 것으로 예상된다. 그러나 MF-FRP 보강법의 환경영향에 대한 평가에 대해서는 현재 연구가 전무한 상태이다. 본 연구에서는 환경의 영향으로부터 MF-FRP 구조물이 구조건전성을 유지할 수 있는지 6개월의 기간 동안 환경조건을 구성하여 보강보의 거동을 비교 평가하였다. RC보에 MF-FRP 보강 공법을 적용시킨 후 지속하중을 가하는 조건과 함께 서중온도 ($40^{\circ}C$) 및 외기환경 조건에 6개월 (10월-3월)의 동절기 기간 동안 보강보를 노출시켰다. 이후 4점 휨실험을 수행하여 각 시험체의 구조건전성을 평가한 결과 본 연구에서 제시한 환경 조건에서는 MF-FRP 보의 강성 변화나 파괴모드의 변화가 발생하지 않아 구조건전성이 유지되는 것으로 나타났다. 보의 파괴모드는 FRP의 박리와 콘크리트의 파쇄에 의해 결정적인 영향을 받으며 못과 앵커로만 연결된 FRP와 콘크리트의 부착성능은 파괴모드에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.25-35
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• 2003

소성힌지영역에 50%의 주철근 겹침이음을 갖는 교각의 거동특성을 파악하기 위하여 축소교각모형실험을 수행하였다. 모델의 단면형상은 사각단면으로 중공 및 중실단면으로 각각 1기씩 제작하였다. 주철근은 연속철근과 주철근지름(d$_{b}$)의 39배의 겹침이음을 갖는 철근을 교대로 배치하였다. 겹침이음에 의한 거동특성을 파악하기 위하여 횡철근에 의한 구속효과와 축력에 의한 영향은 배제하였다. 두 시험체 모두 전형적인 휨파괴 형태를 보였으며 비교적 연성적인 거동을 나타내었다. 이로부터 50%의 주철근 겹침이음이 성능기초 내진설계를 위한 주철근상세의 하나의 대안으로서 유효성이 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권6호
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• pp.623-643
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• 2013

Concrete filled steel tubular members (CFST) become a popular choice for modern building construction due to their numerous structural benefits and at the same time aging of those structures and member deterioration are often reported. Therefore, actions like implement of new materials and strengthening techniques become essential to combat this problem. The application of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) with concrete structures has been widely reported whereas researches related to strengthening of steel structures using fibre reinforced polymer (FRP) have been limited. The main objective of this study is to experimentally investigate the suitability of CFRP to strengthening of CFST members under flexure. There were three wrapping schemes such as Full wrapping at the bottom (fibre bonded throughout entire length of beam), U-wrapping (fibre bonded at the bottom throughout entire length and extended upto neutral axis) and Partial wrapping (fibre bonded in between loading points at the bottom) introduced. Beams strengthened by U-wrapping exhibited more enhancements in moment carrying capacity and stiffness compared to the beams strengthened by other wrapping schemes. The beams of partial wrapping exhibited delamination of fibre and were failed even before attaining the ultimate load of control beam. The test results showed that the presence of CFRP in the outer limits was significantly enhanced the moment carrying capacity and stiffness of the beam. Also, a non linear finite element model was developed using the software ANSYS 12.0 to validate the analytical results such as load-deformation and the corresponding failure modes.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.55-65
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• 2017

Earthquake resilience of substations is essential for reliable and sustainable service of electrical grids. The majority of substation equipment consists of cylindrical porcelain components, which are vulnerable to earthquake shakings due to the brittleness of porcelain material. Failure of porcelain equipment has been repeatedly observed in recent earthquakes. Hence, proper seismic modelling of porcelain equipment is important for various limit state checks in both product manufacturing stage and detailed substation design stage. Sheds on porcelain core and cemented joint between porcelain component and metal cap have significant effects on the dynamic properties of the equipment, however, such effects have not been adequately parameterized in existing design guidelines. This paper addresses this critical issue by developing a method for taking these two effects into account in seismic modelling based on numerical and analytical approaches. Equations for estimating the effects of sheds and cemented joint on flexural stiffness are derived, respectively, by regression analyses based on the results of 12 pieces of full-scale equipment in 500kV class or higher. The proposed modelling technique has further been validated by shaking table tests.

• Architectural research
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• 제2권1호
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• pp.55-60
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• 2000

Recently, there is a great demand for precast reinforced concrete (RC) construction methods on the purpose of simplicity in construction. Nishimatsu Construction Company has developed a construction method with precast reinforced concrete members in medium-rise building. In this construction method, how to joint precast members, especially the anchorage of the main bar of beam, is important problem. In this study, the structural performance of exterior joints with precast members was investigated. The parameters of the test specimens are anchorage type of the main bar of beam (U-shape anchorage or anchorage plate) and the ratio of the column axial force to the column strength. Specimens J-3 and J-4 used U-shape anchorage and the ratio of the column axial force of specimen J-4 was higher. On the other hand, specimens J-5 and J-6 used anchorage plate, and the anchorage lengths are 15d and 18d, respectively. Experimental results are summarized as follows; 1) For the joints with beam flexural failure mode, it was found that the maximum strength of specimen with anchorage plate is equal to or larger than that of specimen with conventional U-shaped anchorage if the anchorage length of more than 15d would be ensured, 2) Each specimen shows stable hysteretic curves and there were no notable effects on the hysteretic characteristics and the maximum strength caused by the anchorage method of beam main bar and the difference of column axial stress level.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권3호
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• pp.265-277
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• 2005

This paper is focused on fractal analysis of the surface cracking, a new tool for safety evaluation of corroded reinforced concrete (RC) beams. Comprehensive experimental investigations, including flexural tests, coupon tests on strength evaluation of corroded concrete and rusty rebar, and pullout tests to determine bond strength between concrete and rebar were carried out on nine Corroded Reinforced Concrete Beams (CRCB) exposed to an aggressive environment for more than 10 years. In combination with test results from a previous study on CRCBs fabricated in the laboratory from accelerated methods, it is found that, for both types of beams, the surface cracking distributions are fractal in character at loading and failure stages. Fractal dimension is calculated for all specimens at different corrosion states based on fractal analysis method. Relationships between the fractal dimension and mechanical properties of corroded concrete, rebar corrosion ratio, and ductility of CRCBs are discussed in detail. It is concluded that the fractal dimension can act as a damage index and can be efficiently used to describe the corrosion state of CRCBs.