• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권5호
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• pp.781-794
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• 2016

Due to its relatively good safety performance and aesthetic benefits, laminated glass (LG) is increasingly being used as load-carrying members in modern buildings. This paper presents an experimental study into one applicational scenario of structural LG subjected to in-plane bending. The aim of the study is to reveal the in-plane behaviors of the LG beams made up of multi-layered glass sheets. The LG specimens respectively consisted of two, three and four plies of glass, bonded together by two prominent adhesives. A total of 26 tests were carried out. From these tests, the structural behaviors in terms of flexural stiffness, load resistance and post-breakage strength were studied in detail, whilst considering the influence of interlayer type, cross-sectional interlayer percentage and presence of shear forces. Based on the test results, analytical suggestions were made, failure modes were identified, corresponding failure mechanisms were discussed, and a rational engineering model was proposed to predict the post-breakage strength of the LG beams. The results obtained are expected to provide useful information for academic and engineering professionals in the analysis and design of LG beams bending in-plane.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.169-179
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• 1994

주택건설은 극심한 건축자재 부족과 인력수급등의 많은 어려움을 격고 있는데, 이에 대한 문제의 해결방은 중 하나로 철근콘크리트 공사에서 철근의 가공조립공정을 보다 간소화하면서 그 기능의 효율성을 높이는 방법으로 구조용 용접철망과 루프형 용접철망을 이용한 공법이 제기되고 있다. 본 연구에서는 일방향 슬래브에 콘크리트 예상 압축강도가 $210kg/cm^2$일 때, 최대균열폭과 소성변형 능력에 영향을 미치는 요인인 사용철근의 종류, 최소철근비를 기준으로 한 인장철근비(${\rho}t$), 주변지지조건, 겹이음길이의 4가지 주요변수로 하여 슬래브의 구조적 특성 및 휨거동을 파악하는데 그 목적을 두었다. 연구결과, 소성변형능력은 이형철근을 사용한 슬래브가 용접철망을 사용한 슬래브보다 월등히 큰 것으로 나타났고, 겹이음된 슬래브에서는 겹이음길이 30D가 적절한 것으로 나타났다. 또한 최대균열폭은 용접철망과 루프형 용접철망을 사용한 슬래브가 이형철근을 사용한 슬래브 보다 균열폭을 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권2호
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• pp.85-93
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• 2018

This study investigated the structural behavior and field applicability of sandwich type GFRP arches with polymer mortar in core. As a result, in case of crack loading and failure loading, total strains at crown were the highest; the fracture strain at crown was 0.01690, which is 4.2 times greater than the fracture strain (0.004) of cement concrete. The 3 % deflection load was 17.42 kN, the flexural strength was $163.98{\times}10^{-3}GPa$, and the flexural elastic modulus was 11.884 GPa. From load-deflection relationship up to 3.5 % deflection, 3D analysis results and experimental values were observed to be almost identical. It was considered reasonable to set a deflection rate limit to be 3 % for structural safety purpose. The standard external flexural strength of semicircular arch used in this study was approximately 2.64 times higher than that of hume pipe (2 type standard) and tripled composite pipe. The external pressure strength at fracture was approximately 1.57 times higher than that of hume pipe. It was confirmed that the implementing semicircular arch had mechanically more advantage than the circular pipe. Optimum member thickness was 8~53 mm according to arch radius of 450~1,800 mm and cover depth of 2~10 m. It was found that the larger strength could be obtained even if the thickness of member was smaller than that of concrete structure. In field application study, figures and equations were derived for obtaining applicable cover depth and optimum member thickness according to loading conditions. These would be useful data for design and manufacture of sandwich type semicircular arch.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.95-102
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• 2002

The flexural behavior of the reinforced concrete (RC) structure upgraded by external reinforcements was examined in this study. It is well known that the incorporation of carbon fiber sheet (CFS) with concrete is one of the most effective ways to strengthen the RC structure. Complete bonding is required between CFS and concrete in order to make the RC structure provide its full function until the time the Re structures serve. Many studies have reported that construction deficiencies have caused the debonding of the CFS from concrete before the RC structure with CFS reaches its ultimate capacity. This research took a systematic look at the failure mechanism, macroscopic load-deformation characteristics, the maximum load applied, and maximum bending moment when construction deficiencies exist. The results of the experiment conducted were compared with theoretically derived values. In the future, the results of this investigation will help minimize the factors of construction deficiencies, which may occur when CFS is used to reinforce a RC structure. The experiment was manipulated with steel reinforcement ratio and piles of CFS on a total of 14 beams ($20cm{\times}30cm{\times}240cm$). The results showed that internal moment capacity increased even when construction deficiencies existed. However, RC structures with CFS in the field still contain a considerable level of potential risks.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.447-456
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• 2009

연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더 단면을 현 도로교설계기준의 허용응력설계법(ASD)과 AASHTO-LRFD 설계기준에 근거하여 최근 교량설계핵심기술연구단을 중심으로 제안된 하중저항계수설계법으로 설계하였다. 두 방법으로 설계된 강거더 단면의 강재량과 구조성능을 분석하였으며, 휨파괴에 대한 신뢰도해석을 수행하고 신뢰도지수를 비교 및 분석하였다. ASD법으로 설계 시에는 현 도로교설계기준에 규정된 DB-24 및 DL-24 설계활하중을, LRFD법으로 설계 시에는 최근 국내 통행차량 측정결과 통계에 근거하여 제안된 설계활하중을 적용하였다. 3경간 연속교의 경간비를 4:5:4로 가정하고 중앙부 최대경간장은 30~80 m를 고려하였다. 두 방법으로 설계된 강합성거더 단면의 휨파괴에 대한 신뢰도해석은 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성이 반영된 휨저항강도의 통계를 이용하여 수행하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권1호
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• pp.1-13
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• 2024

The objective of this research is to study experimentally and numerically the behavior of steel beam columns with openings. Although the presence of openings in the beam columns is inevitable, finding ways to maintain strength is crucial. The studied parameters are opening shape, the ratio between opening height to specimen height, the percentage of opening location from support to beam column length, and web slenderness. Experimental tests are conducted including twelve specimens to study the effect of these parameters and record failure load, load deflection curve, and stress strain curve. Two failure modes are observed: local and flexural buckling. Interaction curves plotted from finite element model analysis are also used to expand the parametric study. Changing the location of the opening can decrease failure load by up to 7% and 60% in both normal and moment ratios respectively. Increasing the opening dimension can lead to a drop in the axial ratio by up to 29% and in the moment ratio by up to 74%. The weakest beam column behavior is noticed in specimens with rectangular openings which results from uneven and concentrated stresses around the opening. The main results of this research illustrate that the best location for opening is at 40% - 50% from beam column support. Also, it is advisable to use circular openings instead of rectangular openings in specimens having slender webs because moment ratios are raised by 85% accompanied by a rise in normal ratios by 9%.

• 자원리싸이클링
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• 제24권3호
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• pp.66-75
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• 2015

상대적으로 제조공정이 짧아 환경 및 경제적 이점을 갖는 비정질강섬유(AF)를 길이 및 혼입률을 변화하여 휨성능을 평가와 더불어 기존의 일반강섬유(HF)와의 비교분석을 실시하였다. 섬유의 길이는 10 mm, 20 mm, 30 mm, 및 혼입률은 0.3%, 0.6%로 변화를 주어 실험을 진행하였다. 비정질강섬유(AF의 경우 비중은 일반강섬유(HF)와 거의 동일한 값을 가지나 겉보기부피는 약 2배정도 커서 같은 혼입률에서 투입되는 섬유의 개수는 훨씬 증가되어 배합설계에서 주의를 할 필요가 있다. 실험결과 휨강도의 영향은 섬유의 길이 및 혼입률이 증가할수록 강도의 증가를 보였으며, 일반강섬유(HF)보다 크게 나타났다. 특히 최대하중부근에서의 에너지소산능력이 뚜렷하게 증가하여 잔류하중단계에서의 급격한 감소에도 불구하고 일반강섬유(HF)와 거의 유사한 잔류강도 및 에너지소산능력을 보여주었다. 콘크리트 균열 후 파괴진행단계에서는 섬유의 인발저항에 의한 균열진행이 아닌 섬유의 파단에 의한 강도의 급격한 감소를 보여준 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.291-298
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• 2017

이 연구에서는 강재 기둥과 접합된 하이브리드 H-보-철근 콘크리트 보(HSRC)의 반복 휨 거동을 평가하였다. 실험 변수는 HSRC 보의 연결절점에 배근되는 장부철근의 유무이다. HSRC 보의 소성힌지는 RC 보보다는 기둥 접합부 부근의 H-보에서 형성되도록 유도하였다. 모든 실험체는 하중의 급격한 감소 없이 연성적인 거동을 보였으며, 비록 예상치 못한 H-기둥과 H-보 용접 접합부의 파괴가 발생하였지만, 결과적으로 4.6 이상의 변위연성비를 나타내었다. HSRC 보 시스템에서 RC 보의 균열진전, 휨 강도 및 연성에 대한 장부철근의 영향은 매우 미미하였다. HSRC 보 시스템의 휨 강도는 단면의 완전소성으로 가정하여 산정한 H-보의 최대 휨 내력에 비해 안전 측에서 평가될 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.113-123
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• 2006

콘크리트 부재의 내진설계에 있어 강도와 더불어 변형 능력은 중요한 요소이다. 연결보는 전단 지배 부재임에도 항복 이후 소성 변형을 요구하는 부재인데 본 연구에서는 연결보의 변형 능력에 대한 실험을 통해 변형 모형을 제시하였다. 일반적인 배근 형태를 가진 철근 콘크리트 연결보를 대상으로 단조하중실험을 수행하였다. 경간-깊이비, 휨 철근비, 전단 철근비를 변수로 하여 연결보의 거동을 평가하였다. 전단 지배 부재인 연결보는 아치작용과 트러스 작용으로 전단력에 대해 저항하는데 실험 결과를 통해 전단력을 두 작용의 구분과 항복 강도 발현 이후 소성 변형에 따른 두 작용의 구성비 변화에 대해 분석하였다. 실험결과에 기초한 전단 철근과 휨 철근의 변형률 분포 모형을 이용하여 휨 철근의 응력 상태를 산정하였다. 휨 철근의 부착-미끄러짐에 의해 결정되는 균열폭을 고려하는 연결보의 변형 모형을 제시하였다. 항복 상태는 휨 철근의 항복 시점으로 정의하였고, 극한 상태는 변형 증가에 따른 스트럿의 압축 강도 저하에 의해 결정되었다. 이 변형 모형은 변위기초설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Computers and Concrete
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• 제29권 6호
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• pp.393-405
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• 2022

Lightweight concrete is a superior material due to its light weight and high strength. There however remain significant lacunae in engineering knowledge with regards to shear failure of lightweight fiber reinforced concrete beams. The main aim of the present study is to investigate the optimum usage of steel fibers in lightweight fiber reinforced concrete (LWFRC). Multi-scale finite element model calibrated with experimental results is developed to study the effect of steel fibers on the mechanical properties of LWFRC beams. To decrease the amount of steel fibers, it is preferred to reinforce only the middle section of the LWFRC beams, where the flexural stresses are higher. For numerical simulation, a multi-scale finite element model was developed. The cement matrix was modeled as homogeneous and uniform material and both steel fibers and lightweight coarse aggregates were randomly distributed within the matrix. Considering more realistic assumptions, the bonding between fibers and cement matrix was considered with the Cohesive Zone Model (CZM) and its parameters were determined using the model update method. Furthermore, conformity of Load-Crack Mouth Opening Displacement (CMOD) curves obtained from numerical modeling and experimental test results of notched beams under center-point loading tests were investigated. Validating the finite element model results with experimental tests, the effects of fibers' volume fraction, and the length of the reinforced middle section, on flexural and residual strengths of LWFRC, were studied. Results indicate that using steel fibers in a specified length of the concrete beam with high flexural stresses, and considerable savings can be achieved in using steel fibers. Reducing the length of the reinforced middle section from 50 to 30 cm in specimens containing 10 kg/m3 of steel fibers, resulting in a considerable decrease of the used steel fibers by four times, whereas only a 7% reduction in bearing capacity was observed. Therefore, determining an appropriate length of the reinforced middle section is an essential parameter in reducing fibers, usage leading to more affordable construction costs.