• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.325-333
• /
• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.147-161
• /
• 2017

일반적으로, 원전구조물은 다량의 철근이 사용되어 시공과정에서 여러 잠재적 문제점이 발생한다. 특히, 구조부재의 연결부위는 수많은 갈고리철근, 매입철물과 주변 철근 등에 의해 심각한 과밀현상이 발생하므로 여타 다른 부위보다 콘크리트 타설에 더 큰 어려움이 야기된다. 원전구조물에 사용되는 일반강도(ASTM A615 Gr.60)의 대구경(43 mm & 57 mm) 표준갈고리 철근을 대신하여 고강도(ASTM A615 Gr.80)의 대구경(43 mm & 57 mm) 확대머리 철근을 사용할 수 있도록 관련 기술기준을 개정하여 철근 과밀배근 문제를 해결하는 데 본 연구의 목적이 있다. 확대머리 철근을 원전구조물에 효과적으로 사용하기 위해서는 기존의 정착성능을 그대로 유지하거나 그 이상으로 증가시키면서 사용 제한요건을 완화는 방안을 찾아야 하므로 철근직경, 철근 항복강도, 측면피복 두께와 같이 확대머리 철근의 사용을 제한하는 변수 영향을 검토할 수 있는 실험결과를 분석하여 정착성능을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.19-29
• /
• 2015

반두께 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 적용이 증가함에 따라, 프리캐스트 구조물 간의 연결에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 이 논문에서는 루프이음 방식을 적용하여 교축방향 패널과 패널사이의 이음부에 구조적 연속성과 성능을 평가하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 휨강도 및 균열제어의 연속성을 확인하였다. 실험결과 루프이음 철근 간격을 좁게 한 경우의 휨강도가 1.52배 증진되는 효과를 보였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.161-168
• /
• 2018

Pohang earthquake occurred on November 15, 2017, with a magnitude of 5.4. The damage of the structure caused by the Pohang earthquake was the most significant in 4-story piloti-type buildings, where the damage patterns were different according to the location of columns and walls at the first story. One building with a staircase at a corner shows shear failure at columns, and Another building with a staircase in the middle shows no failure or shear failure at staircase walls. Therefore, two different piloti-type buildings were selected; one has a staircase at a corner and another has in the middle, and the seismic behavior of the buildings were examined by nonlinear dynamic analysis applying a ground motion measured at Pohang. Analytical model well simulated the actual behavior of the piloti-type buildings during the earthquake. Analysis results showed that walls have an insufficient shear strength wherever the location of the staircase is and columns with insufficient transverse reinforcement could be failed when the staircase is located at a corner. Conclusively, structural engineers should design columns and walls in piloti-type buildings to possess sufficient capacity according to the location of staircase.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제29권3호
• /
• pp.405-422
• /
• 2018

In this research, experimental tensile test and manufacturing of carbon nanotube reinforced composite beam (CNTRC) is presented. Also, bending, buckling, and vibration analysis of CNTRC based on various beam theories such as Euler-Bernoulli, Timoshenko and Reddy beams are considered. At first, the experimental tensile tests are carried out for CNTRC and composite beams in order to obtain mechanical properties and then using Hamilton's principle the governing equations of motion are derived for Euler Bernoulli, Timoshenko and Reddy theories. The results have a good agreement with the obtained results by similar researches and it is shown that adding just two percent of carbon nanotubes increases dimensionless fundamental frequency and critical buckling load as well as decreases transverse deflection of composite beams. Also, the influences of different manufacturing processes such as hand layup and industrial methods using vacuum pump on composite properties are investigated. In these composite beams, glass fibers used in an epoxy matrix and for producing CNTRC, CNTs are applied as reinforcement particles. Applying two percent of CNTs leads to increase the mechanical properties and increases natural frequencies and critical buckling load and decreases deflection. The obtained natural frequencies and critical buckling load by theoretical method are higher than other methods, because there are some inevitable errors in industrial and hand layup method. Also, the minimum deflection occurs for theoretical methods, in bending analysis. In this study, Young's and shear modulli as well as density are obtained by experimental test and have not been used from the results of other researches. Then the theoretical analysis such as bending, buckling and vibration are considered by using the obtained mechanical properties of this research.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.177-188
• /
• 2006

전통적인 비선형 유한요소해석은 모델링이 복잡하고 어려운 해석기법이 필요로 한다. 게다가 해석결과가 응력-변형률 관계로 도출되므로 그 결과를 분석하거나 설계에 활용하기 어렵다. 본 연구에서는 설계 지향적인 수치해석방법으로 트러스 모델을 이용한 비선형 해석방법을 개발하였다. 해석하고자 하는 철근콘크리트 부재를 길이방향, 직각방향, 대각방향의 트러스요소로 이상화한다. 기본적으로 각 요소는 철근과 콘크리트의 복합체이며, 주기해석을 위하여 철근과 콘크리트 요소를 위한 간략화된 비선형 주기이력모델을 적용하였다. 제안된 방법의 검증을 위하여 전단경간비, 하중조건, 철근량, 배근형태 등이 다른 다양한 전단지배 보와 벽체에 대하여 비선형해석을 수행하였고, 예측된 비탄성강도, 에너지소산능력, 변형능력, 파괴유형 등을 실험 결과와 비교하였다. 해석결과, 철근콘크리트 부재의 변형능력을 예측하기 위해서는 반복적인 인장-압축을 받는 콘크리트 스트럿에 사용되는 압축연화모델이 부재특성에 따라 수정되어야 함이 밝혀졌다.

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

• Earthquakes and Structures
• /
• 제11권3호
• /
• pp.483-503
• /
• 2016

This study aims to evaluate seismic performance of existing low and mid-rise reinforced concrete buildings by comparing their displacement capacities and displacement demands under selected ground motions experienced in Turkey as well as demand spectrum provided in 2007 Turkish Earthquake Code for design earthquake with 10% probability of exceedance in 50 years for soil class Z3. It should be noted that typical residential buildings are designed according to demand spectrum of 10% probability of exceedance in 50 years. Three RC building sets as 2-, 4- and 7-story, are selected to represent reference low-and mid-rise buildings located in the high seismicity region of Turkey. The selected buildings are typical beam-column RC frame buildings with no shear walls. The outcomes of detailed field and archive investigation including approximately 500 real residential RC buildings established building models to reflect existing building stock. Total of 72 3-D building models are constructed from the reference buildings to include the effects of some properties such as structural irregularities, concrete strength, seismic codes, structural deficiencies, transverse reinforcement detailing, and number of story on seismic performance of low and mid-rise RC buildings. Capacity curves of building sets are obtained by nonlinear static analyses conducted in two principal directions, resulting in 144 models. The inelastic dynamic characteristics are represented by "equivalent" Single-Degree-of- Freedom (ESDOF) systems using obtained capacity curves of buildings. Nonlinear time history analysis is used to estimate displacement demands of representative building models idealized with (ESDOF) systems subjected to the selected ground motion records from past earthquakes in Turkey. The results show that the significant number of pre-modern code 4- and 7-story buildings exceeds LS performance level while the modern code 4- and 7-story buildings have better performances. The findings obviously indicate the existence of destructive earthquakes especially for 4- and 7-story buildings. Significant improvements in the performance of the buildings per modern code are also obvious in the study. Almost one third of pre-modern code buildings is exceeding LS level during records in the past earthquakes. This observation also supports the building damages experienced in the past earthquake events in Turkey.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.435-444
• /
• 2005

본 연구에서는 휨모멘트와 축력의 효과가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 이용하여 철근콘크리트 기둥의 전단거동을 예측하였다. TATM의 해석결과를 검증하기 위하여 다양한 전단경간비와 축력비를 가지는 총 9개의 철근콘크리트 기둥을 전단 실험하였다. 철근콘크리트 기둥의 곡률, 축변형 및 전단변형을 측정하기 위하여 기둥 옆면 전단위험단면을 중심으로 5개의 변위변환기(LVDT)를 설치하였다. 하중은 최대하중의 $85\%$ 이하로 떨어질 때까지 가력하였으며, 모든 실험체는 휨 철근의 항복이전에 전단파괴 되었다. 기둥의 전단강도와 강성은 축 하중이 증가할수록 증가하는 반면 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. TATM으로부터 얻은 전단응력-전단변형률 관계와 전단응력-전단철근변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였으며, 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM, FA-STM)보다 더 우수하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.231-238
• /
• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.