• Computers and Concrete
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• 제17권3호
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• pp.387-406
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• 2016

Confined transverse reinforcement was arranged in a plastic hinge region to resist the lateral load that increased the lateral confinement effect in the bridge substructure. Columns increased the seismic performance through securing stiffness and ductility. The calculation method of transverse reinforcements at plastic hinges is reported in the AASHTO-LRFD specification. This specification was only proposed for solid reinforced concrete (RC) columns. Therefore, if this specification is applied for another column as composite column besides the solid RC column, the column cannot be properly evaluated. The application of this specification is particularly limited for composite hollow RC columns. The composite hollow RC column consists of transverse, longitudinal reinforcements, cover concrete, core concrete, and an inner tube inserted in the hollow face. It increases the ductility, strength, and stiffness in composite hollow RC columns. This paper proposes a modified equation for economics and rational design through investigation of displacement ductility when applying the existing specifications at the composite hollow RC column. Moreover, a parametric study was performed to evaluate the detailed behavior. Using these results, a calculation method of economic transverse reinforcements is proposed.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-7
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• 2007

중공 RC 기둥은 중실 RC 기둥에 비해 자중의 감소 및 재료 절감에 대한 장점을 가진다. 그러나 중공 RC 기둥은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥이 개발되었으며, 본 연구에서는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥의 중공비를 $0.50{\sim}0.85$까지 변화 시켜 중공비에 따른 작용하중에 대한 안전율, 연성도, 재료비, 교각 총 중량에 대한 거동 특성을 파악하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권1호
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• pp.43-65
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• 2012

The primary objective of this study was to identify concrete contribution to the initial shear strength of reinforced concrete (RC) hollow columns under lateral loading. Seven large-scale RC rectangular hollow column specimens were tested under monotonic or cyclic lateral loads. The most important design parameter was column length-to-depth aspect ratio ranging between 1.5 and 3.0, and the other test variables included web area ratio, hollow section ratio, and loading history. The tests showed that the initial shear strength reduced in a linear pattern as the column aspect ratio increased, and one specimen tested under cyclic loading achieved approximately 83% of the shear strength of the companion specimen under monotonic loading. Also, several pioneering shear models proposed around the world, all of which were mainly based on tests for columns with solid sections, were reviewed and compared with the test results of this study, for their possible applications to columns with hollow sections. After all, an empirical equation was proposed for concrete contribution to the initial shear strength of RC hollow columns based on fundamental mechanics and the test results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.191-199
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• 2021

In seismic design, hollow section concrete columns offer advantages by reducing the weight and seismic mass compared to concrete section RC bridge columns. However, the flexure-shear behavior and spirals strain of hollow section concrete columns are not well-understood. Octagonal RC bridge columns of a small-scale model were tested under cyclic lateral load with constant axial load. The volumetric ratio of the transverse spiral hoop of all specimens is 0.00206. The test results showed that the structural performance of the hollow specimen, such as the initial crack pattern, initial stiffness, and diagonal crack pattern, was comparable to that of the solid specimen. However, the lateral strength and ultimate displacement of the hollow specimen noticeably decreased after the drift ratio of 3%. The columns showed flexure-shear failure at the final stage. Analytical and experimental investigations are presented in this study to understand a correlation confinement steel ratio with neutral axis and a correlation between the strain of spirals and the shear resistance capacity of steel in hollow and solid section concrete columns. Furthermore, shear strength components (V_c, V_s·, V_p) and concrete stress were investigated.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.139-150
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• 2010

기둥은 하중 상태에 따라서 축하중과 횡하중 등에 영향을 받는 주부재로서 많이 사용되어지고 있다. 일반적으로 철근 콘크리트(Reinforced Concrete Column, R.C. Column)이 가장 많이 설계 및 시공되고 있으며, 그 밖에도 콘크리트 충전 강관(.Concrete Filled Tube, CFT) 기둥과 같은 복합재료의 기둥이 최근 현장에 많이 적용되어 건설이 진행되고 있는 실정이다. 철근 콘크리트 기둥의 자중의 감소와 사용 재료의 절감을 위하여, 기존의 기둥에 중공부를 두는 중공 R.C 기둥이 사용되고 있다. 중공 RC의 경우 동일 단면적을 갖는 일반 R.C기둥에 비하여 큰 단면이차모멘트를 갖게 되므로 더 효율적인 단면 활용이 가능하다. 그러나 위와 같은 장점이 있는 것과는 반대로, 중공 R.C 기둥은 내측면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 높다. 이러한 내측면의 취성 파괴는 기둥 외측면의 경우 횡철근에 의해 구속되어 있으나, 내측면의 콘크리트에는 구속력이 작용하지 않는다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 중공면에 구속력을 작용시켜, 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어 주어야 한다. 이를 해결하기 위해서 중공 R.C. 기둥 중공부에 강관을 삽입함으로서 중공 기둥 내의 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어주는 내부 구속 중공 R.C 기둥(Internally Concfined Hollow Reinforced Concrete, ICH R.C)이 기존연구자에 의해서 제시되어졌다.(Kang & Han, 2005) 본 연구에서는 ICH RC 기둥의 열전달 해석 및 비선형 재료모델 프로그램을 이용하여 내화 성능을 분석하였으며, 중공비, 피복콘크리트의 두께, 내부강관의 두께를 변수로 선정하여 매개변수를 수행함으로서 내부 구속 중공 RC 기둥의 내화 성능을 증가 시켜주는 인자를 찾아내고 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.159-162
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• 2005

To overcome the drawbacks of conventional load-control method and displacement-control method, the so-called volume-control method was developed by utilizing a pressure node added into a layered shell element. The pressure node has an increment of pressure as an additional degree of freedom of the shell element. In this study, the hollow RC columns are discretized with multi-layered shell elements and a modeling technique utilizing the volume-control analysis for various hollow RC column structures is introduced. The results of the nonlinear analysis using the modeling for hollow RC columns subjected to lateral reversed cyclic loading as well as lateral loading under compression are shown. Validity of the modeling technique is also verified by comparing the analysis results with experimental results and other analysis data.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.35-46
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• 2014

중량 PC기둥의 양중부하를 저감하고 접합부 구조일체성을 개선하기 위하여, 두 가지 형태의 현장타설 콘크리트 채움 중공 PC기둥(HPC1, HPC2)을 개발하였다. 중공의 PC단면을 구현하기 위해, HPC1은 조립철근망이 설치된 선제작 PC패널 한 쌍을 활용하였으며, HPC2는 특별한 띠철근을 활용하였다. 심부콘크리트 타설시 측압을 측정하였으며, 내진성능을 평가하기 위하여 실물크기의 HPC1, HPC2 기둥과 비교용 RC 기둥에 대하여 일정축력하 주기횡하중실험을 수행하였다. 실험 결과 HPC 실험체는 초기강성, 최대강도, 변위연성도 등 구조성능면에서 RC 실험체와 유사한 거동을 보였으며, 다만 단면을 관통하는 내부띠철근이 없는 HPC2의 경우에는 주철근의 좌굴이 발생한 이후 에너지소산능력이 다소 떨어졌다. 하지만 세 실험체 모두 ACI 374에서 요구하는 에너지소산능력을 만족하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.891-897
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• 2006

The volume control method which utilize a pressure node added into a finite shell element can overcome the drawbacks of conventional load control method and displacement control method. In this study, an improved volume control method is introduced for effective analysis of path-dependant behaviors of RC structures subjected to cyclic loading. RC shell structures including RC hollow columns are anlayized by discretizing the structures with layered shell elements and by applying in-plane two dimensional constitutive equations for concrete layers and reinforcement layers of the shell elements. The so-called path dependant volume control method is verified by comparing analysis results with other data including experimental results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.221-230
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• 2014

The purpose of this study is to investigate the seismic performance of hollow RC bridge columns with reinforcement details for material quantity reduction. The proposed reinforcement details provide economy, are rational and shorthen the construction periods. The accuracy and objectivity of the assessment process can be enhanced by using a sophisticated nonlinear finite element analysis program. Solution of the equations of motion is obtained by numerical integration using Hilber-Hughes-Taylor (HHT) algorithm. The adopted numerical method gives a realistic prediction of seismic performance throughout the input ground motions for several test specimens investigated. As a result, the proposed reinforcement details for material quantity reduction develop equal performance to that required for existing reinforcement details.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.341-350
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• 2007

철근콘크리트 적층 쉘 요소에 압력 증분을 추가 자유도로 갖는 압력 절점을 추가하여 쉘 구조물의 체적 제어를 통해 비선형해석을 하는 체적제어법은 기존의 유한요소해석 기법인 하중제어법과 변위제어법이 갖는 한계를 극복하기 위해 개발된 방법이다. 본 연구에서는 개선된 체적제어법을 통해 다양한 하중을 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물의 경로의존적 거동을 효과적으로 분석하기 위해 역반복하중을 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물과 횡하중과 축력을 동시에 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물 등에 대한 비선형해석을 수행하였으며, 실험 결과 및 해석 결과와의 비교를 통해 유한요소해석 기법으로서의 체적제어법의 적용성 및 타당성을 입증하였다.