• 한국안전학회지
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• 제34권3호
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• pp.50-56
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• 2019

Precast members have relatively good quality because they are manufactured in an environment suitable for quality control. A typical precast method in which pre-fabricated segments are assembled in the field requires a joint. Although the joint is a small part of the member, it greatly affects the behavior and quality of the structural member. In the previous study of this paper, the flexural strength of a joint, which is generally applied to half-depth precast deck systems, was verified to have higher strength than the design requirement. In addition, the proposed joint has been verified to have higher strength by reinforcing the connecting rebar. However, even if the flexural strength of the joints is sufficient, excessive deflection or lack of fatigue performance is likely to cause cracks in the half-depth precast deck system. In this study, the serviceability of the half-deck precast panel specimens with joints was evaluated and the experimental verification was conducted to evaluate the fatigue performance of the joint without connection rebar. As a result, the serviceability such as deflection and crack width was found to be higher than the design requirement in all the specimens. In the fatigue test, the fatigue effect was insignificant even in the absence of connection rebar.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권10호
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• pp.3-10
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• 2018

Hybrid Prestressed Precast Concrete System (HPPC system) is a newly developed frame system that can improve the performance of precast concrete (PC) joints by post-tensioning. In particular, the details proposed in this study can reduce the lifting weight of the PC members and eliminate problems caused by cracks in the joints that occur under service loads. This study performed an evaluation on the negative moment performance of full-scaled HPPC girders. The test specimens were cast with or without slabs, with bonded or unbonded tendons, and had different post-tensioned lengths in tensile section. The test results showed that the specimens with slabs had significantly higher stiffness and strength than those without slabs. There were no differences in the flexural behavior between those with bonded or unbonded tendons, and between those with short or long post-tensioned lengths in the negative moment region.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권6호
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• pp.737-749
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• 2020

A hybrid bridge deck is proposed, which includes steel bars, concrete and glass-fiber-reinforced-polymer (GFRP) plates with channel sections. The steel bar in the negative moment region can increase the flexural stiffness, improve the ductility, and reduce the GFRP ratio. Three continuous decks with different steel bar ratios and a simply supported deck were fabricated and tested to study the mechanical performance. The failure mode, deflection, strain distribution, cracks and support reaction were tested and discussed. The steel bar improves the mechanical performance of continuous decks, and a theoretical method is proposed to predict the deformation and the shear capacity. The experimental results show that all specimens failed with shear failure in the positive moment region. The increase of steel bar ratio in the negative moment region can achieve an enhancement in the flexural stiffness and reduce the deflection without increasing GFRP. Moreover, the continuous deck can achieve a yield load, and the negative moment can be carried by GFRP plates after the steel bar yields. Finally, a nonlinear analytical method for the deflection calculation was proposed and verified, with considering the moment redistribution, non-cracked sections and nonlinearity of material. In addition, a simplified calculation method was proposed to predict the shear capacity of GFRP-concrete decks.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.539-550
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• 2022

A detailed experimental program was conducted to investigate the flexural behavior of ultra high performance concrete (UHPC) beams reinforced with high strength steel (HSS) rebars with a specified yield strength of 600 MPa via direct tensile test and monotonic four-point bending test. First, two sets of direct tensile test specimens, with the same reinforcement ratio but different yield strength of reinforcement, were fabricated and tested. Subsequently, six simply supported beams, including two plain UHPC beams and four reinforced UHPC beams, were prepared and tested under four-point bending load. The results showed that the balanced-reinforced UHPC beams reinforced with HSS rebars could improve the ultimate load-bearing capacity, deformation capacity, ductility properties, etc. more effectively owing to interaction between high strength of HSS rebar and strain-hardening characteristic of UHPC. In addition, the UHPC with steel rebars kept strain compatibility prior to the yielding of the steel rebar, further satisfied the plane-section assumption. Most importantly, the crack pattern of the UHPC beam reinforced with HSS rebars was prone to transform from single main crack failure corresponding to the normal-strength steel, to multiple main cracks failure under the condition of balanced-reinforced failure, which validated by the conclusion of direct tensile tests cooperated with acoustic emission (AE) source locating technique as well.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.777-786
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)를 적용한 대형 크기의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 정적하중재하실험을 통하여 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 이 연구결과는 추후 UHPC를 적용한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초적인 실험결과를 제공한다. 휨 하중하에서의 프리스트레스트 콘크리트 T-거더의 거동을 파악하기 위하여 강섬유를 혼입하였다. 강섬유는 원형단면의 직선형상이며, 콘크리트에서 2%의 부피비를 나타낸다. 거더는 압축강도 150~190 MPa의 UHPC를 이용하여 제작하였으며, 프리스트레스트 거더의 휨내력을 파악하고자 하였다. 실험결과는 강섬유 보강 UHPC가 거더의 균열제어 및 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 강섬유 보강 UHPC를 적용한 프리스트레스트 거더의 파괴는 인장균열에서의 가교 역할(bridging effect)을 하는 강섬유의 뽐힘(pullout)과 더불어 발생한다. 강섬유의 뽑힘과 더불어 단면의 인장강도 손실이 발생하며, 이는 거더의 휨파괴를 유발한다. 또한, 도입 프리스트레스량이 거더의 휨강도에 영향을 미치는 것으로 나타난다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.761-768
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• 2010

철근콘크리트 구조물에 균열이 발생하면 균열과 균열 사이 단면의 콘크리트는 부착에 의해 인장력을 전달하게 되고 이에 따라 철근의 변형은 줄어든다. 이러한 현상을 인장증강효과라 하고, 처짐 및 균열폭과 같은 사용한계상태의 검증에 중요한 역할을 한다. 그러나 균열 사이의 복잡한 변형률 분포 때문에 사용성한계상태의 검증에 어려움이 따르므로 일반적으로 평균 변형률을 사용하여 처짐과 균열폭을 산정하고 있다. EC2에서는 1차식 및 2차식 형태의 인장 증강효과를 사용하여 평균 곡률을 산정하고 이로부터 처짐량을 산정하고 있다. 이 연구에서는 휨부재에 대하여 인장증강효과에 대한 다양한 모델을 적용하여 처짐과 균열폭을 산정하고 EC2와 콘크리트구조설계기준에 의한 결과와 비교하였다. 해석 결과 2차식 형태의 인장증강효과를 일관되게 적용함으로써 실험 결과에 더 부합된 결과를 얻을 수 있었고 해석의 일관성도 도모할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권4호
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• pp.787-793
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• 2002

In this study, a bar impact test of low velocity was carried out to gain an insight into the damage mechanism and sequence induced in alumina plates(AD 85 and AD 90) under impact conditions. An experimental setup utilizing an instrumented long bar impact was devised, that can measure directly the impact force applied to the specimen and supply a compressive contact pressure to the specimen. During the bar impact testing, the influences of the contact pressure applied along the impact direction to the specimen on the fracture behavior were investigated. The measured impact force profiles explained well the damage behavior induced in alumina plates. The higher contact pressure to the specimen led to the less damage due to the suppression of radial cracks due to the increase in the apparent flexural stiffness of plate. It had produced the change of damage pattern developed in the specimen; from the radial cracks to the local contact stress dominant damage. It would contribute to the improvement of the ballistic property in ceramic plates. The observed results showed the following sequence in damage developed: The development of cone crack at impact region, the formation of radial cracks from the rear surface of plate depending on the plate thickness, the occurrence of crushing within the cone envelope and the fragmentation.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.14-20
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• 2017

UHPC는 초고층 건물 및 초장대교의 경우 필연적으로 사용되어진다. 일반적으로 콘크리트는 압축강도보다 낮은 휨강도 및 인장강도를 가지므로 취성균열이 발생하여 에너지 흡수능력이 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 강섬유의 혼입율과 형상비가 UHPC의 기계적 물성에 미치는 영향을 조사하고자한다. 시리즈 I에서, 20mm 직선형 강섬유가 0, 1.0, 1.3, 1.5 및 2.0%의 혼입율로 첨가되었다. 시리즈 II에서는 16mm 강섬유를 0, 1, 1.5%로 혼입한 후 형상비에 따라 역학적 성질을 조사하였다. 실험결과, 압축강도의 차이는 미비했다. 하지만 휨강도 및 인장강도와 관련하여 혼입율 및 형상비가 증가함에 따라 휨성능 및 인장성능이 개선되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.369-374
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• 2008

두 가지 형식의 전도성 재료를 선정하고, 이들 재료를 모르타르, 무근콘크리트 및 철근콘크리트 시험체에 각각 배합 혼입한 후, 이들 구조체에 대해 파괴예측 자기진단 재료로서의 적용 특성을 검토하였다. 본 연구에서는 자기진단 (스마트) 성능을 부여하기 위해 코크스와 미분쇄 (微粉碎) 탄소섬유분말을 전도성 재료로 선정하였다. 각 휨 하중 재하단계에서 이들 시험체에 대한 균열발생 전후의 전기저항값과의 변화 특성 시험을 통해, 이들 각 측정 인자 (전기저항, 균열, 휨 하중)의 상호 연관성을 검토하였다. 그 결과, 코크스와 미분쇄 탄소섬유분말의 전도성 재료는 복합모르타르, 무근콘크리트, 철근콘크리트 시험체의 휨 파괴 예측 자기진단에 사용이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.1-9
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• 2015

전 세계적으로 노후교량이 급증함에 따라 교량 신설 뿐만 아니라 교체 및 유지관리의 중요성이 강조되고 있다. 기존 교량의 교체 및 신설에 주로 적용되고 있는 현장타설바닥판은 초기균열로 인한 품질저하 우려, 인건비 상승, 보수 및 교체의 어려움, 공기 증가 그리고 도심지 교통체증으로 인한 간접비용 증가 등 여러 문제점을 내포하고 있다. 반면에 공장에서 사전 제작후 현장에서 조립되는 프리캐스트 바닥판 공법은 공장제작으로 품질확보, 급속시공이 가능하므로 기존 현장타설 바닥판의 효과적인 대안으로 제시되고 있다. 이러한 프리캐스트 바닥판은 바닥판간 이음부가 균열 및 누수 등으로 가장 취약하므로 소요강도와 내구성을 확보할 수 있는 바닥판 간 이음부 연결기술이 중요하다. 본 연구에서는 기존공법을 개선한 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 교량 바닥판을 제안하고 이음형식별 요소실험을 통해 휨성능을 비교 및 검증하였다.