• Structural Engineering and Mechanics
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• 제8권2호
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• pp.119-136
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• 1999

The failure load of a continuous prestressed concrete beam depends partially on the amount of redistribution of moment that occurs prior to failure. Results from a parametric study, carried out using a nonlinear finite element computer program, are presented to demonstrate the influences of various factors on redistribution of moment in two-span, continuous bonded prestressed concrete beams. Trends in the data from the numerical studies are compared with those from a theoretical expression for percentage of redistribution, and it is shown that the redistribution of moment occurring in a continuous prestressed concrete beam is a function of number of parameters.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.427-435
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• 2020

모듈러 건축물은 철근콘크리트 및 철골 구조물에 비하여 상대적으로 경량이고, 단위 모듈간 기둥의 일체성을 기대하기 어려운 구조적 특성을 가진다. 이와 같은 구조적 특성은 모듈러 건축물의 높이가 높아짐에 따라 바람 및 지진과 같은 횡력저항성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 횡력저항성능을 향상시키기 위해 긴장재를 활용한 모듈러 구조시스템을 제안하였다. 모듈러 구조시스템을 구성하는 주요 요소인 포스트텐션 기둥-바닥 접합부는 셀프 센터링 거동을 유도하기 위한 형상 및 상세를 가진다. 포스트텐션 기둥-바닥 접합부의 이력 거동을 상세히 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과 초기 긴장력 및 보-기둥 접합부의 접합 조건에 따라 이력 거동은 확연한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권3호
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• pp.613-625
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• 2016

The joints of the new prefabricated concrete assemble beam-column joints are put together by the hybrid joints of inserting steel under post-tensioned and non-prestressed force and both beams and columns adopt prefabricated components. The low cyclic loading test has been performed on seven test specimens of beam-column joints. Based on the experimental result, the rotation capacity of the joints is studied and the $M-{\theta}$ relation curve is obtained. According to Eurocode 3: Design of steel structures and based on the initial rotational stiffness, the joints are divided into three types; by equivalent bending-resistant stiffness to the precast beam, the equivalent modulus of elasticity $E_e$ is elicited with the superposition method; the beam length is figured out that satisfies the rigid joints and after meeting the requirements of application and safety, the new prefabricated concrete assemble beam-column joints can be regarded as the rigid joints; the design formula adopted by the standard of concrete joint classification is theoretically derived, thereby providing a theoretical basis for the new prefabricated concrete structure.

• Computers and Concrete
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• 제24권2호
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• pp.173-183
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• 2019

This study presents experimental and numerical results of prestressed concrete composite beams with different casting and stressing sequence. The beams were tested under three-point bending and it was found that prestressed concrete composite beams could not achieve monolith behavior due to interface slippage between two layers. The initial stress distribution due to different construction sequence has little effect on the maximum load of composite beams. The multi-step FE analyses could simulate different casting and stressing sequence thus correctly capturing the initial stress distribution induced by staged construction. Three contact algorithms were considered for interaction between concrete layers in the FE models namely tie constraint, cohesive contact and surface-to-surface contact. It was found that both cohesive contact and surface-to-surface contact could simulate the interface slip even though each algorithm considers different shear transfer mechanism. The use of surface-to-surface contact for beams with more than 2 layers of concrete is not recommended as it underestimates the maximum load in this study.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권6호
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• pp.3-10
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• 2018

This paper described the shear strengthening effect by deviator location in pre-damaged reinforced concrete (RC) beams strengthened with externally post-tensioning steel rods. Three reinforced concrete beams as control beam and eight post-tensioned beams using external steel rods were tested to fail in shear. The externally post-tensioning material was a steel rod of 22 mm diameter, and it had a 655 MPa yield strength and an 805 MPa tensile strength. Specimens depend on multiple variables, such as the number of deviators, location of deviator, and load pattern. The pre-damaged loads up to about 2/3 of ultimate shear capacities were applied to specimens using displacement control and the diagonal shear crack just occurred at these loading levels. And then, the post-tensioning up to when a strain of steel rod reaches about $2000{\mu}{\varepsilon}$ was continuously applied to beam. A displacement control was changed to a load control during post-tensioning. The post-tensioning resulted in increase of load-carrying capacity and restoration of existing deflection. Also, it prevented the existing diagonal cracks from excessively growing. Two deviators effectively improved the load capacity when compared with in case of test which one deviator at mid-span installed. When deviators were located near region which the diagonal crack occurred on, the strengthening impact by post-tensioning was greater.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.419-426
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• 2010

이 논문에서는 포스트텐션 구조물에 적용되는 그라우팅 품질확보를 위한 재료개선 및 실험과정을 기술하였다. 그라우팅이란 강연선이 삽입된 덕트를 시멘트물질로 채우는 공정이다. 국내에서는 아직 그라우팅의 품질과 포스트텐션 구조물의 내구성에 대한 관계가 인식되지 않아 적절한 품질관리에 어려움이 있다. 국내표준시험법은 강연선에 의한 심지효과(wick effect)를 고려하지 않기 때문에 시공 시 발생할 수 있는 재료분리량을 평가하기 어렵다. 따라서 현 품질기준을 만족하는 그라우트를 사용하더라도, 시공 시 과다한 불리딩 수나 재료수축이 발생할 수 있다. 이 연구에서는 그라우트에 관련된 해외기준과 표준시험법을 조사하여 국내기준 및 표준시험법과 비교한 후 해외기준에 준하는 성능을 나타낼 수 있는 그라우트 구성성분비 및 혼화제를 제시하여 보았다. 개선된 그라우트의 성능을 해외표준시험법에 따라 일반적으로 적용되고 있는 그라우트재와 비교하였으며 PC빔의 덕트형상을 고려한 목업시험을 통하여 흐름유형(flow pattern) 및 충전성능을 관찰하였다. 이 실험을 통하여 그라우팅의 성능은 재료특성에 의하여 높은 영향을 받으며 적용 대상의 기하학적 형상에 따라 상이한 충전특성을 가진다는 것 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권4호
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• pp.441-458
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• 2012

The shear strength is an important factor in the design of prestressed concrete beams. Therefore, researchers have utilized various methods to determine the shear strength of these elements for the design purposes. To evaluate some of the proposed theoretical methods, numerous models of post-tensioned beams with or without vertical prestressing are selected and analyzed using the finite element method and assuming nonlinear behavior for the materials. In this regard the validity of modeling is evaluated based on some tests results. In the second part of the study two beam specimens are built and tested and their load-deformation curve and cracking pattern are studied. The analytical results consist of compressive strut slope and mid span load deflection are compared with some experimental results, and the results of some codes' formulas. Finally comparing the results of nonlinear analysis with the experimental values, a new formula is proposed for determining strut slopes in prestressed concrete beams.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.661-668
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• 2009

횡하중을 받는 포스트 텐션(PT) 플랫 플레이트 슬래브 골조의 해석은 일반적으로 유효보폭모델을 많이 사용한다. 횡 변위비와 불균형 모멘트을 예측하기 위한 유효보폭모델의 정확성은 PT 플랫 플레이트 슬래브의 유효강성을 어떻게 평가하느냐에 달려 있다. 슬래브 강성은 횡하중에 의한 작용모멘트의 증가와 함께 감소되기 때문에, 슬래브의 강성 감소현상은 플랫 플레이트 골조의 해석에 반영되어야 하며 균열의 영향 또한 고려되어야 한다. 횡하중을 받는 PT 플랫 플레이트 슬래브 구조의 정확한 해석을 위해 슬래브 강성감소는 유효보폭모델이 정확하게 되어야 한다. 이 목적을 위해 이 연구는 기존 연구자들에 의해 실시된 PT 플랫 플레이트 내부 및 외부 접합부의 실험 결과를 수집하였다. 그리고 이 연구는 시행착오를 통해 각 실험체의 횡강성에 유효보폭모델의 강성이 수렴하도록 슬래브의 폭을 감소시켰다. 슬래브의 모멘트 크기에 따라 비선형 회귀 분석을 수행함으로서 슬래브에 대한 강성감소계수 계산식을 제안하였다. 이 연구에서는 제안된 식의 정확성을 검증하기 위해서 PT 플랫 플레이트 골조의 실험 결과와 비교하였다. 제안된 식을 적용한 유효보폭모델은 작용하중의 크기에 따라 변화하여 PT 실험체의 실제 강성을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.627-641
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• 2024

This paper presents an experimental and numerical study to investigate the behavior of the precast segmental concrete beams (PSCBs) utilizing high-strength concrete (HSC) connected in the zone of the maximum bending moment using steel extended endplate connections (EECs). The experimental study consisted of five beams as follows: The first beam was the control beam for comparison, which was an unconnected one-piece beam made of HSC. The other four other beams consisted of two identical pieces of precast concrete. An important point to be noted is that at the end of each piece, a steel plate was used with a thickness of 10 mm. Moreover, this steel plate was welded to the lower and upper reinforcing bars of the beam. Furthermore, the steel plate was made to connect the two pieces using the technique of EECs. Several variables were taken in these four beams, whether from the shape of the connection or enhancing the behavior of the connection using the post-tensioning technique. EECs without stiffeners were used for some of the tested beams. The behavior of these connections was improved using stiffeners and shear bolts. To get accurate results, a comparison was made between the behaviors of the five beams. Another important point to be noted is that Abaqus and SAP2000 programs were used to investigate the behavior of PSCBs and to ensure the accuracy of the modeling process which showed a good agreement with the experimental results. Additionally, the simplified modeling using SAP2000 was able to model the nonlinear behavior of PSCBs connected using steel EECs. It was found that the steel pre-tensioned bolted EECs, reinforced with steel stiffeners and shear anchors, could be used to connect the precast HSC segmental beams via the internal pre-stressing technique.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.157-164
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• 2010

본 연구는 프리스트레스가 도입된 접속슬래브(Single-PTAS: Single Post-Tensioned Approach Slab)의 긴장력 도입에 따른 거동과 환경하중에 대한 거동을 분석하기 위하여 시험시공 현장에서 실험을 통해 수행되었다. 실험을 위해 온도측정센서를 슬래브의 깊이에 따라 장착하였으며, 변위측정게이지를 슬래브의 여러 위치에 설치하여 환경하중 및 긴장력 도입에 따른 슬래브의 변위 변화를 3차원적으로 측정하였다. 실험결과 접속슬래브는 길이가 짧아 긴장력 도입에 의한 급격한 종방향 변위 변화는 관찰되지 않았다. 접속슬래브의 깊이별 일일 온도변화는 깊이가 약 35cm보다 깊을 경우에는 거의 발생하지 않았으며, 수직온도구배는 접속슬래브의 두께가 큰 교대부근에서는 포장과 인접하는 부근에서 보다 작아졌다. 컬링 시 수직변위의 변화 양상 및 크기는 측정 지점의 수직온도구배와 직접적으로 관계가 있었다. Single-PTAS의 거동을 분석한 결과 콘크리트 포장 슬래브와 매우 유사한 거동을 보였으며, 따라서 차륜하중만을 고려하여 단순보로 설계하고 있는 접속슬래브에 포장체의 개념을 도입한 설계방안의 정립이 필요한 것으로 판단되었다.