• Structural Engineering and Mechanics
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• 제3권2호
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• pp.173-183
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• 1995

A new vector algorithm is presented for computing the stiffness matrices of layered reinforced concrete shell elements. Each element stiffness matrix is represented in terms of three vector arrays of lengths 78, 96 and 36, respectively. One element stiffness matrix is calculated at a time without interruption in the vector calculations for the uncracked or cracked elements. It is shown that the present algorithm is 1.1 to 7.3 times more efficient then a previous algorithm developed by us on a Cray Y-MP supercomputer.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권4호
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• pp.463-488
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• 2018

In the last decades, research efforts have been spent to investigate the effect of prestressing on the dynamic behaviour of prestressed concrete (PSC) beams. Whereas no agreement has been reached among the achievements obtained by different Researchers and among the theoretical and the experimental results for simply supported beams, very few researches have addressed this problem in continuous PSC beams. This topic is, indeed, worthy of consideration bearing in mind that many relevant bridges and viaducts in the road and railway networks have been designed and constructed with this structural scheme. In this paper the attention is, thus, focused on the dynamic features of continuous PSC bridges taking into account the effect of prestressing. This latter, in fact, contributes to the modification of the distribution of the bending stress along the beam, also by means of the secondary moments, and influences the flexural stiffness of the beam itself. The dynamic properties of a continuous, two spans bridge connected by a nonlinear spring have been extracted by solving an eigenvalue problem in different linearized configurations corresponding to different values of the prestress force. The stiffness of the nonlinear spring has been calculated considering the mechanical behaviour of the PSC beam in the uncracked and in the cracked stage. The application of the proposed methodology to several case studies indicates that the shift from the uncracked to the cracked stage due to an excessive prestress loss is clearly detectable looking at the variation of the dynamic properties of the beam. In service conditions, this shift happens for low values of the prestress losses (up to 20%) for structure with a high value of the ratio between the permanent load and the total load, as happens for instance in long span, continuous box bridges. In such conditions, the detection of the dynamic properties can provide meaningful information regarding the structural state of the PSC beam.

• Computers and Concrete
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• 제26권2호
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• pp.151-159
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• 2020

This paper presents an evaluation of shear transfer across cracks in reinforced concrete through finite element modelling (FEM) and analytical predictions. The aggregate interlock is one of the mechanisms responsible for the shear transfer between two slip surfaces of a crack; the others are the dowel action, when the reinforcement contributes resisting a parcel of shear displacement (reinforcement), and the uncracked concrete comprised by the shear resistance until the development of the first crack. The aim of this study deals with the development of a 3D numerical model, which describes the behavior of Z-type push-off specimen, in order to determine the properties of interface subjected to direct shear in terms cohesion and friction angle. The numerical model was validated based on experimental data and a parametric study was performed with the variation of the concrete strength. The numerical results were compared with analytical predictions and a new equation was proposed to predict the maximum shear stress in cracked concrete.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.79-87
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• 2011

본 연구에서는 초기 균열을 도입한 철근콘크리트 부재에 대한 침지 염화물 침투 실험을 수행하였다. 염화물 확산 특성과 임계 균열폭을 비교하였으며, 콘크리트 자기복원 특성을 검토하였다. 실험결과에 따르면, 표면 균열폭이 증가할수록 염화물 침투저항성이 크게 감소하였으며, 광물질 혼화재를 사용할 경우, 비균열 부재의 염화물 침투저항성은 크게 개선되었지만, 고로슬래그 및 플라이애쉬 혼화재를 사용할 경우에 균열이 발생하게 되면 도리어 염화물 침투저항성은 보통 콘크리트에 비해 크게 저하하였다. 임계 균열폭은 침지 염화물 침투 실험 결과 평균 $29{\mu}m$으로 측정되었다. 자기복원 현상에 의해 $4{\sim}15{\mu}m$ 범위의 균열이 복원되었다. 그러나 콘크리트 자기복원 현상에 의해 시각적으로 복원된 부분의 염화물 침투 저항성은 완전히 회복되지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.125-133
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• 1988

RC 부재(部材)에 대한 정밀도 높은 하중이력곡선(荷重履歷曲線)의 제안은 합리적인 설계법(設計法)의 수립이라는 관점으로 볼 때 매우 중요하다. 순수비틀림을 받는 RC 부재(部材)의 비틀림모멘트와 비틀림각(角) 관계곡선을 최근 제안한 사람은 Collins, Hsu 등이다. 그러나 그의 비틀림 내력평가(耐力評價) 결과는 극한상태를 제외하고는 모든 하중영역(荷重領域)에 있어서 상당히 과소평가되고 있다. 본 연구에서는 구성방정식(構成方程式)에 콘크리트의 인장강성(引張剛性) 및 수정된 콘크리트 softening 계수(係數)를 도입하여 임의의 하중단계에서도 비틀림내력(耐力)의 정밀도를 높이는데 그 목적(目的)을 두었다. 특히 이론해석(理論解析)의 타당성을 검토하고자 14체(體)의 RC 부재(部材)를 제작하여 재하실험(載荷實驗)을 실시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.57-65
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• 2007

지난 수년간 콘크리트의 염소이온 침투와 유관되어 실험 방법론 및 해석적 모델 기법의 개발에 많은 발전이 있어 왔다. 그러나 실제 콘크리트 구조물에는 다소의 균열이 존재하며 이는 장기 내구성에 큰 영향을 줄 수 있음에도 불구하고 대부분의 연구들은 비균열의 콘크리트를 대상으로 연구되어 온 문제점이 있었으며 균열이 존재하는 콘크리트의 염소이온 침투에 대한 연구는 매우 드문 실정이다. 염소이온 침투에 대한 균열폭의 임계치는 유지관리 차원에서 필요하지만, 대부분 콘크리트 코드는 사용성의 견지에서 허용 균열폭을 보편적인 값 0.3mm로 제안하고 있을 뿐, 염소이온 침투 및 내구성의 견지에서 임계 균열폭에 대한 규정도 부재한 실정이다. 이미 제안된 값도 연구자들마다 상이하여 논란의 여지가 있다. 본 연구는 임계 균열폭의 도출을 목적으로 균열이 콘크리트의 염소이온 침투에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험적 방법으로 다양한 균열폭과 균열 깊이를 실험 변수로 하여 급속 염소이온 침투 실험 (RCMT)를 행하였다. 한편, 임계 균열폭이 갖는 공학적 의미를 설명하고자, 균열폭에 따른 염소이온 침투의 현상학적 모델이 제안되었다. 즉, 균열된 콘크리트는 3 구간으로 나누어지며 내부 안쪽으로 들어갈수록 확산자유 영역, 확산경화 영역, 순수 확산 영역의 3가지 구간이 존재한다. 이는 균열폭에 따른 염소이온 확산계수를 산출하기 위한 해석적 방법론의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.11-21
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• 2017

본 연구는 OPC-GGBFS 페이스트 시험체에 균열을 발생시키지 않은 시험체와 균열을 발생시킨 시험체의 자기치유 효과에 대한 실험결과이다. 균열이 발생된 시험체의 자기치유는 균열면의 미수화 입자들의 재수화로 인한 균열면 닫힘 현상이다. OPC 페이스트에 GGBFS를 0%, 10%, 20% 그리고 30% 치환하고 물-결합재 비는 0.5로 일정하게 하였다. OPC-GGBFS 시험체를 담수(tap-water)와 해수(sea-water)에 침지하였다. 담수와 해수의 온도는 $5^{\circ}C$, $15^{\circ}C$ 그리고 $25^{\circ}C$이다. 균열을 발생시킨 시험체는 균열발생 후 60까지 침지하였다. 실험결과를 바탕으로 자기치유 효과(self-effect)와 재령효과(age-effect) 사이의 관계를 계산하였다. 자기치유 효과는 균열발생 전후의 초음파속도(UPV) 측정을 통해 이루어졌다. GGBFS 치환율이 증가하면 UPV 증가율이 증가하였다. 더구나, 침지한 담수의 온도가 증가할수록 자기치유 효과도 향상되었다. 그러나 해수에 침지한 시험체는 온도와의 관계가 명확하지 않았다. 담수와 해수에 침지한 OPC-GGBFS 시험체의 가장 높은 자기치유 효과는 침지 30일 동안 발생하였다. 침지 30일까지는 자기치유효과가 높았다. 30일 이후에는 자기치유 효과와 재령 효과가 모두 크게 감소하였다. SEM/EDS 분석을 통해 담수에 침지한 시험체의 균열에는 aragonite가, 해수에 침지한 시험체의 균열부에는 brucite가 생성된 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.1-8
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• 2020

이 연구에서는 철근콘크리트 부재의 전단파괴가 휨-전단 메커니즘에 지배된다는 가정을 바탕으로 인장측과 압축측에 대한 2개의 전단요구곡선들과 이에 대응되는 잠재전단강도곡선들을 각각 도출하였으며, 이를 기반으로 전단강도 산정모델을 제안하였다. 제안모델에서는 철근과 콘크리트의 부착거동을 고려하여 휨균열폭과 철근의 국부응력증가분을 산정하였다. 또한, 휨균열로부터 발전되는 지배전단균열의 생성과 균열진전거동을 이론적으로 모사하기 위하여 균열집중계수를 도입하였으며, 이를 통해 단면높이가 큰 철근콘크리트 부재에서 관측되는 크기효과를 반영하였다. 또한, 기존의 해석모델과는 다르게 전단철근과 콘크리트의 전단기여분 사이의 상호작용을 고려할 수 있는 새로운 형태의 수식을 개발하였다. 제안모델의 검증을 위하여 방대한 전단실험체들을 기존문헌으로부터 수집하였으며, 이를 통해 해석모델을 검증한 결과는 제안모델이 실험체들의 재료, 크기 및 철근의 부착특성에 관계없이 실험결과를 정확하게 평가할 수 있음을 보여주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권6호
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• pp.651-670
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• 2007

An experimental study to evaluate a redundancy capacity in simple span two plate-girder bridges, which are generally classified as a non-redundant load path structure, has been performed under the condition that one of the two girders is seriously damaged. The bottom lateral bracing was selected as an experimental parameter and two 1/5-scale bridge specimens with and without bottom lateral bracing have been prepared. The loading tests were first performed on the intact specimens without cracked girder within elastic range. Thereafter, the ultimate loading tests were conducted on the damaged specimens with an induced crack at the center of a girder. The test results showed that the cross beams and concrete deck redistributed partly the applied load to the uncracked girder, but the lateral bracing system played a significant role of the load redistribution when a girder was damaged. The redundancy was evaluated based on the test results and an appropriate redundancy level was evaluated when the lateral bracing was provided in a seriously damaged simple span two-girder steel bridge.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.195-206
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• 2005

6m-6m의 2경간 연속합성보에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 유로코드에서 제시하고 있는 균열폭 제어 규정의 근거를 살펴보고 인장강화 효과를 고려한 균열상태에 따른 균열폭 계산식 유도과정을 제시하였다. 부모멘트 인장을 받는 바닥판의 거동을 초기균열, 안정화 균열로 나누어서 연속합성보의 거동을 평가하였다. 실험결과로부터 연성 기준을 만족하는 최소철근비는 현재 도로교설계기준보다 낮춰도 될 것으로 판단된다. 균열을 일으킨 연속합성보의 휨강성 평가에서는 안정화균열 이전단계까지는 비균열단면으로 보는 것이 적절하다. 인장철근의 응력과 균열폭의 관계식을 실험결과를 이용하여 제시하였다.