• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.135-148
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• 2001

본 연구에서는, 인장력과 이에 수직방향으로 작용하는 압축음력을 동시에 고려한 직교이방성 합성부재의 인장력-변형률 관계식(Bhagwan, Agarwal & Brouoan, 1990)을 응용하여, 토목섬유인발저항력 및 인장력에 미치는 구속응력의 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 이를 위해서, 국내에서 판매되고 있는 부직포, 직포, 복합포 및 지오그리드 등의 토목섬유를 대상으로 구속신장시험(Confined Extension Test) 및 실내인발시험(Laboratory Pull-out Test)을 수행하였다. 시험결과를 토대로하여 구속응력이 토목섬유의 인장력-변형률 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 구속응력에 의한 토목섬유 인장력 및 인발저항력의 변화를 정량적으로 평가하였다. 분석결과, 구속응력의 크기가 증가할수록 토목섬유의 할선계수가 뚜렷이 증가하였으며, 본 연구 제안방법에 의한 토목섬유-흙 사이의 마찰저항각 $\delta\; 및\; 보정계수\; a^2$값이 기존의 인발저항력 평가방법에 비하여 다소 큰 값을 나타내어, 인발저항력 산정시 토목섬유에 가해지는 구속음력의 크기를 고려하는 본 연구 제시방법의 경우에 보다 큰 인발저항력이 얻어짐을 알 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제19권5호
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• pp.477-488
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• 2017

In this paper, an innovative technique for finite element (FE) modeling of steel tube-confined concrete (STCC) columns with active confinement under axial compressive loading is presented. In this method, a new constitutive model for the stress-strain relationship of actively-confined concrete is proposed. In total, 14 series of experimental STCC stub columns having active confinement were modeled using the ABAQUS software. The results obtained from the 3D model including the compressive strength at the initial peak point and failure point, as well as the axial and lateral stress-strain curves were compared with the experimental results to verify the accuracy of the 3D model. It was found that there existed a good agreement between them. A parametric study was conducted to investigate the effect of the concrete compressive strength, steel tube wall thickness, and pre-stressing level on the behavior of STCC columns with active confinement. The results indicated that increasing the concrete core's compressive strength leads to an increase in the compressive strength of the active composite column as well as its earlier failure. Furthermore, a reduction in the tube external diameter-to-wall thickness ratio affects the axial stress-strain curve and the confining pressure, while increasing the pre-stressing level has a negligible effect on the two.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.253-263
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• 2007

기존의 많은 연구에서 비구속 콘크리트에 비해 FRP로 구속된 콘크리트는 강도 및 연성의 탁월한 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그러나, FRP로 구속된 콘크리트에 대한 보강 설계 시 구속 효과에 의한 정확한 평가가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 강도 및 변형률을 예측하고자 하였다. 이를 위해서 102개의 실험체를 제작하여 일축압축실험을 수행하였으며 축하중, 축방향 변형률 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 또한, 보다 정확한 극한응력과 변형률 예측식을 개발하기 위하여 기존 연구 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험을 통해 강도 및 변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 식은 기존의 설계식에 비해 극한응력과 파괴 변형률을 보다 정확하게 예측하였다. 결과적으로, 본 연구에서 제안된 식은 구속된 콘크리트의 보수 보강을 위한 응력-변형률 모델에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권3호
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• pp.497-520
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• 2016

The confined concrete stress-strain curves utilised in computational models of concrete-filled steel tubular (CFST) columns can have a significant influence on the accuracy of the predicted behaviour. A generic model is proposed for predicting the stress-strain behaviour of confined concrete in short circular, elliptical and octagonal CFST columns subjected to axial compression. The finite element (FE) analysis is carried out to simulate the concrete confining pressure in short circular, elliptical and octagonal CFST columns. The concrete confining pressure relies on the geometric and material parameters of CFST columns. The post-peak behaviour of the concrete stress-strain curve is determined using independent existing experimental results. The strength reduction factor is derived for predicting the descending part of the confined concrete behaviour. The fibre element model is developed for the analysis of circular, elliptical and octagonal CFST short columns under axial loading. The FE model and fibre element model accounting for the proposed concrete confined model is verified by comparing the computed results with experimental results. The ultimate axial strengths and complete axial load-strain curves obtained from the FE model and fibre element model agree reasonably well with experimental results. Parametric studies have been carried out to examine the effects of important parameters on the compressive behaviour of short circular, elliptical and octagonal CFST columns. The design model proposed by Liang and Fragomeni (2009) for short circular, elliptical and octagonal CFST columns is validated by comparing the predicted results with experimental results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.67-80
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• 2009

내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이다. 기둥의 경우 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 이를 실현할 수 있다. 가장 경제적인 설계를 위해서는 횡구속 콘크리트의 응력-변형률 특성에 기초하여 횡철근량을 산정하는 것이다. 우리나라(도로교 설계기준)에서는 목표연성도를 단일화하여 동일한 횡철근을 제공하고 있으나 일본에서는 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 곡선식을 제공함으로써 경제적으로 소요 횡철근량을 산정하고 있다. 이러한 재료레벨(응력-변형도)의 특성을 사용하면 설계는 어려워지지만 보다 경제적인 설계가 가능하며 이는 성능에 기반한 내진설계의 경향과도 부합된다. 이 연구에서는 현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행하였다. 응력-변형률 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 인자를 도입하여 실험결과와 기존의 콘크리트 모델식을 비교 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.131-139
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• 2012

콘크리트 기둥에 사용되는 횡방향 철근은 압축콘크리트 파괴 시 횡방향 벌어짐을 구속하여 폭렬을 줄일 수 있고 콘크리트의 연성을 증가시키는 데에 유효하며 강도손실 보상효과가 있다. 이를 규명하기 위하여, 띠철근의 간격과 나선철근을 변수로 한 실험체를 제작하여 가열실험을 수행하였다. 이 때 전기로 온도를 $300^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$로 설정하여 $13.33^{\circ}C$/분의 속도로 가열하고 2시간동안 그 온도를 유지시켰다. 냉각된 실험체에 대해 응력-변형률 곡선을 구하기 위한 압축실험을 수행하고, 이로부터 탄성계수, 잔존 내력 및 변형률 등의 잔존 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 횡방향 철근비가 높을수록 철근이 콘크리트를 구속하여 다축 응력 상태가 되기 때문에 고온을 받은 콘크리트의 잔존 최대응력이 커지고 더욱 큰 변형을 발휘할 수 있는 있는 것을 확인하였다. 이울러, 콘크리트의 잔존 탄성계수의 감소율은 횡방향 철근의 구속효과로 작아지는 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제18권1호
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• pp.21-40
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• 2004

In this paper, we modify the L-L model (Li et al. 2003) and extend the application of this model to concrete confined by both steel reinforcement and CFRP. Thirty-six concrete cylinders with a dimension of ${\varphi}30{\times}60$ cm were tested to verify the effectiveness of the proposed model. The experimental test results show that different types of steel reinforcement have a great effect on the compressive strength of concrete cylinders confined by steel reinforcement, but the different types of steel reinforcement have very little effect on concrete cylinders confined by both steel reinforcement and CFRP. Compared with the stress-strain curves of confined concrete cylinders, we can conclude that the proposed model can provide more effective prediction than others models.

• Advances in concrete construction
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• 제9권2호
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• pp.125-137
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• 2020

As confining materials for concrete, steel and fibre-reinforced polymer (FRP) composites have important applications in both the seismic retrofit of existing reinforced concrete columns and in the new construction of composite structures. We present a comprehensive review of the axial stress-strain behaviour of the FRP-confined concrete column. Next, the mechanical performance of the hybrid FRP-confined concrete-steel composite columns are comprehensively reviewed. Furthermore, the results of FRP-confined concrete column experiments and FRP-confined circular concrete-filled steel tube experiments are presented to study the interaction relationship between various material sections. Finally, the combinations of material sections are discussed. Based on these observations, recommendations regarding future research directions for composite columns are also outlined.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1990년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.116-121
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• 1990

Baxed on the results tested by various researchers, a complete stress-strain relation of plain and confined concrete is proposed. The peak strength and the corresponding strain are calculated by using the Mohr-Coulomb theory and elastic tri-axial constitutive relation. A parametric study was conducted to assess the influence of the plain concrete strength, the degree of confinement, the shape of the section, and the tie configuration for the square section. According to this model, the behavior of concrete section is predicted, and compared with experimental data and other proposed models on circular and square sections. A good agreement between theoretical and experimental results is observed.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.117-120
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• 2005

In order to achieve target ductility the stress-strain relation of confined concrete is indispensible. In this study the specimens with different transverse reinforcement ratios were tested. The test results were compared with empirical equations and the characteristics of confinement effect were investigated.