• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.393-404
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• 2008

철근콘크리트 휨 부재에서 현행 설계기준들의 처짐 계산 규정은 콘크리트의 균열 후 보의 휨강성이 감소하는 것을 반영한 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하고 있다. 그러나 기준식의 유효 단면2차모멘트는 하중을 받는 보의 최대 모멘트와 균열모멘트에 의하여 계산하며, 처짐에 영향을 미치는 경간, 단부구속, 단면의 크기, 하중 분포, 재료 및 단면 성질, 균열의 양과 확장 등의 여러 영향인자들에 대하여는 적절한 고려가 이루어지지 않았다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 단순보를 대상으로 처짐 계산에 필요한 유효 단면2차모멘트에 대한 실험 자료를 제공하고, 국내 기준식 및 다른 연구자들의 제안식을 수정 보완하여 제안하는 것을 목적으로 하였다. 콘크리트강도와 피복두께, 철근비 및 철근 직경을 주요변수로 하여 총 14개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였으며, 실험을 통하여 구한 유효 단면2차모멘트와 설계 기준에 의한 값, 기존의 제안식 및 본 연구에서 제안된 식에 의한 값들을 비교 분석하였다. 실험 결과를 바탕으로 균열 구간의 길이, 철근비 및 철근 한 개당 콘크리트의 유효 인장단면적을 고려하여 이 연구에서 제안한 유효 단면2차모멘트 예측식은 기존의 제안식들에 비하여 실험값에 더욱 근접한 결과를 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.329-332
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• 2008

철근콘크리트 구조물의 사용성을 검토할 때 처짐은 가장 중요한 사항 중 하나이며, 철근콘크리트 휨 부재의 처짐은 일반적으로 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하여 구해진다. 기준에서 유효 단면2차모멘트는 Branson이 제안한 식을 사용하고 있지만, 이 식은 등분포하중을 전제로 제안된 식이므로 다른 하중상태에서 기준식의 정확성에 대해 검증할 필요가 있다. 따라서, 이 연구에서는 콘크리트 강도와 지점에서부터 가력점까지의 거리를 주요변수로 하여 총 6개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하고, 실험결과를 기준식 및 다른 연구자들이 제안한 식과 비교 분석하였다. 실험결과, 보의 유효 단면2차모멘트는 모멘트 분포 형상에 따라 다소 차이가 있었으며, 일반강도 실험체보다 고강도 실험체에서 차이가 더 크게 나타났다. 그럼에도 불구하고, 모든 실험체에 대하여 이론값들이 실험으로부터 구한 유효 단면2차모멘트를 근사하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.71-78
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• 2000

This paper presents a study on the flexural rigidity of reinforced high strength concrete beams. Thirty six beams with different compressive strength of concrete, tensile reinforcement ratio, compressive reinforcement ratio, and pattern of loadings(1 point loading and 2 points loading) were tested to evaluate the effective moment of inertia. According to the experimental results, the eqation(1) proposed by ACI code for the effective moment of inertia overestimated that of simply supported reinforced high strength concrete beams. Thus, in this paper, an empirical equation(3) is proposed as a lower bound of 90% confidence limit to estimate the effective moment of inertia of simply supported reinforced high strength concrete beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권1호
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• pp.95-110
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• 1999

An effective moment of inertia is developed for a rectangular, prismatic elastoplastic beam with elastic, linear-hardening material behavior. The particular solution for a beam with elastic, perfectly plastic material behavior is also presented with applications for beam bending in closed-form. Equations are presented for the direct application of the virtual work method for elastoplastic beams with concentrated and distributed loads. Comparisons are made between the virtual work method deflections and the deflections obtained by using an average effective moment of inertia over two lengths of the beam in the elastoplastic region.

• Computers and Concrete
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• 제19권6호
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• pp.631-639
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• 2017

This study experimentally investigated the flexural capacity of a concrete beam reinforced with a newly developed GFRP bar that overcomes the lower modulus of elasticity and bond strength compared to a steel bar. The GFRP bar was fabricated by thermosetting a braided pultrusion process to form the outer fiber ribs. The mechanical properties of the modulus of elasticity and bond strength were enhanced compared with those of commercial GFRP bars. In the four-point bending test results, all specimens failed according to the intended failure mode due to flexural design in compliance with ACI 440.1R-15. The effects of the reinforcement ratio and concrete compressive strength were investigated. Equations from the code were used to predict the deflection, and they overestimated the deflection compared with the experimental results. A modified model using two coefficients was developed to provide much better predictive ability, even when the effective moment of inertia was less than the theoretical $I_{cr}$. The deformability of the test beams satisfied the specified value of 4.0 in compliance with CSA S6-10. A modified effective moment of inertia with two correction factors was proposed and it could provide much better predictability in prediction even at the effective moment of inertia less than that of theoretical cracked moment of inertia.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제12권1호
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• pp.1-16
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• 2001

A reliable and accurate method has been developed to predict the flexural deformation response of structural concrete members subject to service load. The method that has been developed relates the extent of concrete cracking, measured as a function of the magnitude of applied moment in a member, to the reduction in the effective moment of inertia of cracked reinforced concrete members under service load conditions. The ratio of the area of the moment diagram where the moment exceeds the cracking moment, to the total area of the moment diagram for any loading, provides the basis for the calculation of the effective moment of inertia. This ratio also represents mathematically a probability of crack occurrence. Verification of this method for the determination of the effective moment of inertia has been achieved from an experimental test program, and has included beam tests with different loading configurations, and shear wall tests subjected to a range of vertical and lateral load levels. Further verification of this method has been made with reference to the experimental investigation of other recently published work.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권2호
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• pp.155-163
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• 2018

The Early-age construction loading and changing properties of concrete, especially in the multi-story structures can affect the slab deflection, significantly. Based on previously conducted experiment on eight simply-supported one-way slabs this paper investigates the effect of concrete type, fiber type and content, loading value, cracking moment, ultimate moment and applied moment on the instantaneous deflection of Self-Compacting Concrete (SCC) slabs. Two distinct loading levels equal to 30% and 40% of the ultimate capacity of the slab section were applied on the slabs at the age of 14 days. A wide range of the existing models of the effective moment of inertia which are mainly developed for conventional concrete elements, were investigated. Comparison of the experimental deflection values with predictions of the existing models shows considerable differences between the recorded and estimated instantaneous deflection of SCC slabs. Calculated elastic deflection of slabs at the ages of 14 and 28 days were also compared with the experimental deflection of slabs. Based on sensitivity analysis of the effective parameters, a new model is proposed and verified to predict the effective moment of inertia in SCC slabs with and without fiber reinforcing under two different loading levels at the age of 14 days.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.209-212
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• 2008

I형강 접합 절곡 강합성 바닥판은 절곡 바닥판내에 I형강을 매입하여 기존의 현장타설 철근콘크리트바닥판보다 경량화되고 하중저항성능 및 시공성을 향상시킨 강합성 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법을 사용해 I형강 접합절곡강합성 바닥판의 유효휨강성을 계산하고 그에 대한 적합성을 평가하였다. 또한 전단연결재의 유 무, 단면의 변화, 부재연결 그리고 일반철근콘크리트보와의 비교등 4가지 실험변수를 두고 총 5개의 실험체를 제작 실험하였고 실험결과와 이론식으로 산정된 휨강성값을 비교,평가하여 실험변수에 따른 휨강성의 변화를 분석하였다. 실험결과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법이 ACI에서 제안하고 있는 방법보다 만족스러운 결과를 나타냈으며, 전단연결재가 있고 콘크리트와 바닥판의 부착면적이 많은 경우에 하중저항 성능과 휨강성이 높게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 2009

철근콘크리트 휨 부재의 처짐 산정에는 일반적으로 유효 단면2차모멘트의 개념이 적용되고 있으며, 콘크리트 구조설계기준에서는 처짐의 간편한 계산을 위하여 Branson이 제안한 유효 단면2차모멘트를 부재의 전 경간에 동일하게 대표값으로 사용하고 있다. 그러나, 기준에서 제시된 유효 단면2차모멘트는 등분포하중을 전제로 제안되었으므로 다른 하중상태에서도 기준식의 정확성에 대해 검증할 필요가 있다. 따라서, 이 연구에서는 모멘트 분포 형상이 처짐 계산에 필요한 유효 단면2차모멘트에 미치는 영향을 실험적으로 검증하기 위해 콘크리트 강도와 지점에서부터 가력점까지의 거리를 주요변수로 하여 총 6개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하여 구조실험을 수행하고, 실험결과를 기준식 및 다른 연구자들이 제안한 식과 비교 분석하였다. 또한, 모멘트 분포형상을 고려할 수 있는 변분해석에 의한 처짐 산정 방법을 제안하였다. 실험 결과, 보의 유효 단면2차모멘트는 모멘트 분포 형상에 따라 다소 차이가 있었으나 기준식은 이를 반영하지 못한 것으로 나타났다. 이 연구에서 제안한 변분해석에 의한 처짐값과 실험값의 비율이 기준식에 비해 변동폭이 작게 나타났으며, 따라서, 모멘트 분포 형상의 영향을 고려한 부재의 처짐 산정에 유용한 방법이라고 판단된다. 그러나, 실험값과는 다소 차이가 있어 처짐 형상 함수의 개선을 통하여 이를 보완할 수 있는 추후 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권5호
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• pp.601-620
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• 2006

The paper presents an effective stiffness model for deformational analysis of reinforced concrete cracked members in bending throughout the short-term loading up to the near failure. The method generally involves the analytical derivation of an effective moment of inertia based on the smeared crack technique. The method, in a simplified way, enables us to take into account the non linear properties of concrete, the effects of cracking and tension stiffening. A statistical analysis has shown that proposed technique is of adequate accuracy of calculated and experimental deflections data provided for beams with small, average and normal reinforcement ratios.