• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.97-105
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• 2006

일반적으로 PSC 교량은 여러개의 강선을 포함하며, 이러한 강선들의 긴장순서에 따라 정착부의 파열력의 크기는 좌우된다. 그럼에도 불구하고 강선긴장순서에 대한 연구부족으로 강선긴장시 긴장순서를 설계자의 경험이나 직관에 의하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 정착부의 파열력을 산정하는 여러 방법에 대하여 고찰한 후, 가장 합리적인 해석방법을 선택하여 PSC 교량중에서 가장 대표적인 PSC빔교와 PSC박스거더교에 대하여 해석을 통한 합리적인 긴장순서를 결정하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 PSC교량 정착부의 파열력을 최소화하는 강선긴장순서 결정에 유용한 방법이 될 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권5호
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• pp.517-527
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• 2017

In this paper, the effect of active confinement on the compressive behaviour of circular steel tube-confined concrete (STCC) and concrete-filled steel tube (CFST) columns is investigated. In STCC columns the axial load is only applied to the concrete core, while in CFST columns the load is carried by the whole composite section. A new method is introduced to apply confining pressure on fresh concrete by laterally prestressing steel tubes. In order to achieve different prestressing levels, short-term and long-term pressures are applied to the fresh concrete. Three groups of STCC and CFST specimens (passive, S-active and L-active groups) are tested under axial loads. The results including stress-strain relationships of composite column components, secant modulus of elasticity, and volumetric strain are presented and discussed. Based on the elastic-plastic theory, the behaviour of the steel tube is also analyzed during elastic, yielding, and strain hardening stages. The results show that using the proposed prestressing method can considerably improve the compressive behaviour of both STCC and CFST specimens, while increasing the prestressing level has insignificant effects. By applying prestressing, the linear range in the stress-strain curve of STCC specimens increases by almost twice as much, while the improvement is negligible in CFST specimens.

• Computers and Concrete
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• 제2권4호
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• pp.267-291
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• 2005

To date, many studies have been conducted for the analysis and design of reinforced concrete members with disturbed regions. However, prestressed concrete deep beams have not been the subject of many investigations. This paper presents an evaluation of the behavior and strength of three pre-tensioned concrete deep beams failed by shear and bond slip of prestressing strands using a nonlinear strut-tie model approach. In this approach, effective prestressing forces represented by equivalent external loads are gradually introduced along strand's transfer length in the nearest strut-tie model joints, the friction at the interface of main diagonal shear cracks is modeled by the aggregate interlock struts along the direction of the cracks in strut-tie model, and an algorithm considering the effect of bond slip of prestressing strands in the strut-tie model analysis and design of pre-tensioned concrete members is implemented. Through the strut-tie model analysis of pre-tensioned concrete deep beams, the nonlinear strut-tie model approach proved to present effective solutions for predicting the essential aspects of the behavior and strength of pre-tensioned concrete deep beams. The nonlinear strut-tie model approach is capable of predicting the strength and failure modes of pre-tensioned concrete deep beams including the anchorage failure of prestressing strands and, accordingly, can be employed in the practical and precise design of pre-tensioned concrete deep beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권4호
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• pp.723-738
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• 2014

Prestressing is the most commonly employed technique in bridges and long span beams in commercial buildings as prestressing results in slender section with higher load carrying capacities. This work is an attempt to study the performance of a minimum weight prestressed concrete beam adopting a non-prismatic section so that there will be a reduction in the volume of concrete which in turn reduces the self-weight of the structure. The effect of adopting a non-prismatic section on parameters like prestressing force, area of prestressing steel, bending stresses, shear stresses and percentage loss of prestress are established theoretically. The analysis of non-prismatic prestressed beams is based on the assumption of pure bending theory. Equations are derived for dead load bending moment, eccentricity, and depth at any required section. Based on these equations an algorithm is developed which does the stress checks for the given section for every 500 mm interval of the span. Limit state method is used for the design of beam and finite difference method is used for finding out the deflection of a non-prismatic beam. All the parameters of nonprismatic prestressed concrete beams are compared with that of the rectangular prestressed concrete members and observed that minimum weight design and economical design are not same. Minimum weight design results in the increase in required area of prestressing steel.

• Advances in concrete construction
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• 제9권2호
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• pp.161-171
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• 2020

In this paper, an experimental study was conducted on the compressive behavior of steel tube confined concrete (STCC) and concrete-filled steel tube (CFST) columns with active and passive confinement. To create active confinement in the STCC and CFST specimens, an innovative method was used in this study, in which by applying pressure on the fresh concrete, the steel tube was laterally pretensioned and the concrete core was compressed simultaneously. Of the benefits of this technique are improving the composite column behavior, without the use of additives and without the need for vibration, and achieving high prestressing levels. To achieve lower and higher prestressing levels, short and long term pressures were applied to the specimens, respectively. Nineteen STCC and CFST specimens in three groups of passive, short-term active, and long-term active confinement were subjected to axial compression, and their mechanical properties including the compressive strength, modulus of elasticity and axial strain were evaluated. The results showed that the proposed method of prestressing the STCC columns led to a significant increase in the compressive strength (about 60%), initial modulus of elasticity (about 130%) as well as a significant reduction in the axial strain (about 45%). In the CFST columns, the prestressing led to a considerable increase in the compressive strength, a small effect on the initial and secant modulus of elasticity and an increase in the axial strain (about 55%). Moreover, increased prestressing levels negligibly affected the compressive strength of STCCs and CFSTs but slightly increased the elastic modulus of STCCs and significantly decreased that of CFSTs.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권1호
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• pp.67-81
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• 2020

Pretensioned concrete (PC) is widely used in contemporary construction. Bond of prestressing strand is significant for composite-action between the strand and concrete in the transfer and flexural-bond zones of PC members. This study develops a new methodology for quantifying the bond of 18-mm prestressing strand in PC members based on results of a pullout test, the Standard Test for Strand Bond (STSB). The experimental program includes: (a) twenty-four pretensioned concrete beams, using a wide range of concrete compressive strength; and (b) twelve untensioned pullout specimens. By testing beams, the transfer length, flexural-bond length, and development length were all measured. In the STSB, the pullout forces for the strands were measured. Experimental results indicate a significant relationship between the bond of prestressing strand to the code-established design parameters, such as transfer length and development length. However, the code-predictions can be unconservative for the prestressing strands having a low STSB pullout force. Three simplified bond equations are proposed for the design applications of PC members.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.783-792
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• 2006

본 연구는 압연형강이나 조립형강과 같은 강구조물의 지간증가나 하중 증가로 큰 휨강성이 필요한 경우 상부플랜지나 하부플랜지에 부착하여 구조물의 하중저항성능을 향상시켜주는 커버플레이트의 온도변형을 이용한 프리스트레싱 도입 방법의 개발에 관한 것으로 다단계 온도변형이 도입된 커버플레이트를 프리스트레싱 도입을 위한 구조물에 강결한 후 커버플레이트의 수축으로 발생하는 다단계 수축력을 프리스트레싱력으로 이용하는 방법이다. 본 연구에서는 온도변형에 의하여 구조물에 도입되는 프리스트레싱력의 이론적 연구와 다단계 온도변형을 이용한 다단계 프리스트레싱 기법의 도입을 위하여 커버플레이트의 다단계 온도분포에 대한 열전달 이론해의 제시와 H형강을 대상으로 다단계 온도변형에 의한 다단계 프리스트레스 도입 효과를 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.717-726
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• 2006

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.101-108
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• 2008

본 연구는 콘크리트에서 인발실험(pullout test)을 통해서 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성을 파악하기 위한 것이다. 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성은 이형철근이나 인장이 가해진 강연선과는 다르게 나타난다. 본 연구에서 인장을 가하지 않은 강연선을 철근과 같은 용도로 사용하고 설계하기 위해서는 인장을 가하지 않은 강연선의 부착특성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구는 묻힘 길이($10d_b{\sim}60d_b$), 콘크리트 피복두께(45mm, 70mm, 100mm), 그리고 강연선의 직경(12.7mm : SWPC7B, 9.3mm : SWPC7A)을 주요변수로 선정하였다. 실험결과, 묻힘길이가 증가함에 따라 상대적으로 평균부착응력은 감소하는 경향을 보여주고 있으며, 묻힘길이가 ($60d_b$) 이상 확보된다면 인장을 가하지 않은 강연선의 부착성능에 기여할 수 있을 거라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.419-424
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• 2012

본 연구는 유한요소해석프로그램(ABAQUS)을 사용하여 이동식 긴장대의 좌굴해석 기법을 연구한 것이다. 50m에 달하는 프리텐션 방식의 PSC 부재를 제작하기 위해서는 약 10MN에 이르는 매우 큰 긴장력이 가해져 이동식 긴장대가 PSC 부재의 양생 전까지 이 긴장력을 저항하여야 한다. 따라서 이동식 긴장대는 하중에 대한 안전성과 좌굴에 대한 안정성을 확보하여야 한다. 이에 본 논문에서는 앞서 개발한 이동식 긴장대의 해석모델을 이용하여 좌굴해석 기법에 대해 연구하여 이동식 긴장대가 좌굴에 대한 안정성 확보 여부를 파악하고자 하였다.