• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.273-291
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• 2021

The strut-and-tie method (STM) has been widely accepted and used as a rational approach for the design of disturbed regions ('D' regions) of reinforced concrete members such as in corbels and deep beams, where traditional flexure theory does not apply. This paper evaluates the applicability of the equilibrium based STM in strength predictions of deep beams (with rectangular and circular cross-section) and corbels using the available experiments in literature. STM is found to give fairly good results for corbel and deep beams. The failure modes of these deep members are also studied, and an optimum amount of distribution reinforcement is suggested to eliminate the premature diagonal splitting failure. A comparison with existing empirical and semi empirical methods also show that STM gives more reliable results. The nonlinear finite element analysis (NLFEA) of 50 deep beams and 20 corbels could capture the complete behaviour of deep members including crack pattern, failure load and failure load accurately.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2406-2413
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• 2014

깊은 보는 지간-높이 비가 중요한 파라미터이다. 깊은 보를 설계할 때, ACI 318-02 이후 버전에서는 응력의 비선형 분포로 인해서 고전적인 설계 방법이 아니라 스트럿-타이 모델을 부록에 수록하여, 이 방법으로 설계하도록 하고 있다. 본 연구에서는 ACI 고전적인 설계방법과 스트럿-타이 모델을 비교, 분석하였다. 파라미터 연구로 지간-높이 비를 변화시켰으며, 총 68개의 샘플을 분석하였다. 결과로 고전적인 설계 방법과 스트럿-타이 모델은 빔의 지간-높이 비에 따라서 각각 장단점이 있으며, 본 논문에 깊은 보를 설계할 때의 팁이 제시되어 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.61-69
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• 2007

본 연구의 목적은 하부층에 필로티 구조, 상부층에 전단벽식구조를 가진 저층 철근콘크리트 건물의 내진설계 및 내진성능 평가를 위한 기본적인 자료를 제공하는 것으로서, 비선형 지진응답해석을 실시하여 각 층의 내력과 연성율 사이의 상관관계를 파악하여, 이것들의 비율이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 검토하였다. 본 연구에서는 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 특성을 2질점계로 치환하였으며, 하부층인 필로티 구조는 휨파괴형으로 상부층인 전단벽식 구조는 전단파괴형 시스템으로 각각 모델링하였다. 또한 각층의 복원력 특성으로는 필로티 구조는 Degrading Trilinear Model(휨파괴형), 상부층은 Origin Oriented Model(전단파괴형)을 선정하였다. 상기 복원력 특성은 각 층의 보유내력에 의하여 변화를 하며, 지진응답해석용 입력지진파로는 8개의 피해지진의 가속도 성분을 선정하여 이들 가속도 성분의 최대가속도를 0.1g, 0.2g, 0.3g로 표준화 하였다. 각각 지진강도수준에 따라 지진 응답해석을 실시하여 하부층 필로티 구조와 상부층 전단벽식 구조의 내력비와 응답 연성율 사이의 상관관계를 파악하였다. 최종적으로 특정 연성율을 위한 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 요구내력을 산정하여 요구내력 스펙트럼(Required Strength Spectrum)을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 요구내력스펙트럼은 특정 지역에서 요구하는 지진수준에 대하여 지진발생시 특정 연성율 이내로 머물게 하는 하한내력의 범위를 파악할 수 있는 등, 연구결과는 필로티 구조를 가진 철근콘크리트 전단벽식 건물의 내진성능평가 및 내진설계의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.173-182
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• 1996

이 연구에서는 콘크리트 보의 전단거동에서 콘크리트 압축강도가 스터럽 유효성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 단며이 $300{\times}600mm$ 인 수직 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보 4개와 수직 스터럽이 배근된 콘크리트 보 20개에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 2종류(보통강도, 고강도)의 콘크리트 압축강도 수준과 6종류의 전단철근비이다. 실험에 앞서 주어진 단면과 가정된 재료 상수에 대하여 ACI Building Code를 사용하여 휨파괴가 유발되는 전단철근비( ${\rho}_vACI$)를 산정하였으며, 이 값을 기준으로 6종류의 전단철근비를 선택하였다. 실험결과, 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보에 있어서 ACI 전단강도식의 안전율은 콘크리트의 압축강도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 스터럽이 많이 배근된 고강도 콘크리트 보에서는 보통강도 콘크리트 보 이상의 안전율이 확보되는 것으로 나타나 스터럽 유효성은 고강도 콘크리트 보에서 더 큰 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.103-111
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• 2007

본 연구는 강섬유 보강 콘크리트와 앵글을 사용한 합성보의 구조성능을 평가하고자 실험 연구를 수행하였다. 이러한 목적으로 일반 RC보와 강섬유가 혼입된 RC보, 그리고 강섬유 보강 합성보로 구성된 총 7개의 실험체를 제작하였으며, 모든 실험체에는 별도의 전단보강을 하지 않았다. 실험체의 주요 변수는 강섬유의 혼입률과 인장보강근비이며, 합성보의 강도 예측식의 평가와 실험 결과로부터 합성보의 강도, 강성, 연성능력, 에너지소산능력 등의 구조 성능을 평가하였다. 실험 결과들을 평가한 결과, 합성보의 공칭강도 산정식은 매우 정확한 예측이 가능하였으며, 휨균열강도 예측식은 강섬유 보강 효과의 고려가 필요하다고 판단되었다. 강섬유 체적비는 실험체의 강도와 연성 능력, 그리고 에너지소산 능력을 모두 증가시키는 것으로 나타났다. 인장보강근비와 유효인장보강근비의 증가는 실험체의 최대강도 증가에는 효과가 있지만, 반면에 연성 능력과 에너지소산 능력은 일정 수준을 초과하면 연성 능력과 에너지소산 능력이 저하하는 것으로 나타나고 있으므로 적절한 인장보강근비와 유효인장보강근비가 적용될 수 있도록 제한할 필요성이 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.201-212
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• 2007

연구에서는 전 후면판 공용방식의 접합부를 갖는 강-PSC 혼합구조의 휨모멘트와 처짐의 관계 및 하중과 변위의 관계 특성을 파악하기 위해 기존 접합부(R형) 방식과 개선된 접합부 방식에 대하여 실험을 수행하였으며, 프리스트레싱력이 강-PSC 혼합구조의 하중과 변위에 미치는 영향을 파악하기 위해 접합부 형상에 따라 프리스트레싱력을 도입한 경우와 도입하지 않은 경우에 대하여도 실험을 수행하였다. 개선된 L형 전후면판 공용 접합부 방식의 하중-처짐 및 파괴모드를 비교 분석한 결과, 프리스트레싱을 가한 개선된 접합부 방식이 기존 접합부 방식에 비해 보다 우수한 하중저항성능을 나타냈으며, 강도 및 강성 측면에서도 우수한 것으로 나타났다. 따라서 개선된 접합부 방식을 강-PSC 혼합구조에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제2권6호
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• pp.423-437
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• 2005

In this study two single-bay, three-storey space frames, one with brick masonry infill in the second and third floors representing a soft-storey frame and the other without infill were designed and their 1:3 scale models were constructed according to non-seismic detailing and the similitude law. The models were excited with an intensity of earthquake motion as specified in the form of response spectrum in Indian seismic code IS 1893-2002 using a shake table. The seismic responses of the soft-storey frame such as fundamental frequency, mode shape, base shear and stiffness were compared with that of the bare frame. It was observed that the presence of open ground floor in the soft-storey infilled frame reduced the natural frequency by 30%. The shear demand in the soft-storey frame was found to be more than two and a half times greater than that in the bare frame. From the mode shape it was found that, the bare frame vibrated in the flexure mode whereas the soft-storey frame vibrated in the shear mode. The frames were tested to failure and the damaged soft-storey frame was retrofitted with concrete jacketing and, subjected to same earthquake motions as the original frames. Pushover analysis was carried out using the software package SAP 2000 to validate the test results. The performance point was obtained for all the frames under study, therefore the frames were found to be adequate for gravity loads and moderate earthquakes. It was concluded that the global nonlinear seismic response of reinforced concrete frames with masonry infill can be adequately simulated using static nonlinear pushover analysis.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.75-82
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• 2010

본 논문에서는 리모델링 공사에 있어 요구되는 노후화된 부재의 내력평가 및 보강설계를 위한 기본 자료를 구축하기 위하여 기존 공동주택의 해체공사시 채취한 철근콘크리트 보 부재에 대한 구조실험을 통하여 노후화된 부재의 내력특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 기존 재건축 아파트 현장에서 총 10개의 보 부재를 채취하고, 각각의 기하학적 특성에 따라 정적 휨 또는 전단내력 실험을 실시하였다. 본 실험결과에 의하면 모든 부재에서 계산치 이상의 실험 내력값을 얻을 수 있었으나, 콘크리트 타설불량 및 심각한 균열이 관측된 일부 실험체에서는 취성적인 파괴와 더불어 낮은 내력값을 나타내었다. 따라서 이러한 심각한 균열/손상 등은 리모델링 공사에 앞서 적절히 보수 보강되어야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.594-605
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• 2003

핀칭은 철근콘크리트 부재의 주기거동 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 휨지배를 받는 철근콘크리트 부재에 대하여 핀칭거동의 특성과 에너지 소산능력을 연구하기 위하여 수치해석 연구를 실시하였다. 기존의 실험연구와 수치해석 결과를 분석한 결과, 전단거동과 무관한 휨핀칭이 압축력을 받는 부재에서 일어난다는 사실이 밝혀졌다. 그러나 일정한 철근 배근형태와 철근양을 갖는 부재들은 압축력의 영향에 의하여 주기거동의 형상이 변하더라도 재하된 압축력의 크기와 관계없이 일정한 에너지소산능력을 갖는다. 이는 콘크리트는 압축력이 증가함에 따라서 그 영향력이 증대되지만 취성재료로서 에너지 소산능력에 큰 영향을 미치지 않으며, 주로 철근에 의하여 에너지 소산이 일어난다는 사실을 가리킨다. 따라서 실제 재하되는 압축력의 크기에 관계없이 단순 휨을 받는 단면에 대한 해석을 통하여 휨지배 부재의 에너지 소산능력을 계산할 수 있다. 이러한 연구결과에 근거하여 에너지 소산능력과 감쇠보정계수를 평가할 수 있는 실용적인 방법과 설계식을 개발하였으며, 기존의 실험결과와의 비교를 통해 검증하였다. 이 제안된 방법은 일반적인 설계변수를 이용하여 에너지소산능력을 정확히 평가할 수 있으므로, 설계실무에서 편리하게 사용할 수 있다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.45-52
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• 2016

섬유금속적층판과 같은 하이브리드 소재는 여러 방향의 하중에 의한 접착층의 파괴로 인해 층간분리가 발생할 수 있다. 모든 하중은 수직 방향의 응력과 면내 두 방향의 전단 응력으로 분해할 수 있으며, 이러한 하중은 접착층의 모드 I, II, III 파괴를 일으킨다. 따라서 하중에 의한 층간분리 현상을 예측하기 위해, 접착층의 모드별 임계 에너지 해방률을 도출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 접착층의 모드 I 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 double cantilever beam 시험을 수행하였으며, 모드 II 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 end-notched flexure 시험을 수행하였다. 또한, 실험으로부터 도출한 임계 에너지 해방률을 ABAQUS의 응집영역모델에 적용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 층간분리 현상에 대한 수치해석 기법 적용의 유효성을 입증하였다.