• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권3호
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• pp.577-596
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• 2016

FRP-concrete interfacial mechanical properties determine the strengthening effect of RC beams strengthened with FRP. In this paper, the model experiments were carried out with eight specimens to study the failure modes and the strengthening effect of RC beams strengthened with FRP. Then a theoretical model based on interfacial performances was proposed and interfacial mechanical behaviors were studied. Finite element analysis confirmed the theoretical results. The results showed that RC beams strengthened with FRP had three loading stages and that the FRP strengthening effects were mainly exerted in the Stage III after the yielding of steel bars, including the improvement of the bearing capacity, the decreased ultimate deformation due to the sudden failure of FRP and the improvement of stiffness in this stage. The mechanical formulae of the interfacial shear stress and FRP stress were established and the key influence factors included FRP length, interfacial bond-slip parameter, FRP thickness, etc. According to the theoretical analysis and experimental data, the calculation methods of interfacial shear stress at FRP end and FRP strain at midspan were proposed. When FRP bonding length was shorter, interfacial shear stress at FRP end was larger that led to concrete cover peeling failure. When FRP was longer, FRP reached the ultimate strain and the fracture failure of FRP occurred. The theoretical results were well consistent with the experimental data.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.19-27
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• 1993

파괴역학에서 최근의 연구들은 균열체의 강도를 해석함에 있어서 균열선단 주위의 탄성 에너지 해방용, 균열확장력 그리고 응력장의 특성 등에 대한 지식을 요구하고 있다. 이런 연구들의 주안점은 에너지율, 응력장 그리고 탄성이방성체의 여러가지 경우들을 설명하는 데 있다. 철근콘크리트, 목재, 박층구조 그리고 각각의 방향으로 성질을 가지는 탄성체들은 대부분 직교이방성이다. 본 연구에서는 균열선단에 특이요소를 사용하고 균열선단 부근에서 아주 세밀한 요소를 사용하여 직교이방성 탄성체의 응력확대계수를 결정 하였다. 본 연구에서 응력확대계수를 구하기 위해 변위상관법을 사용하였으며 타 논문의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권2호
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• pp.243-258
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• 2022

In this paper, tensile behavior of joint filling has been investigated under experimental test and numerical simulation (particle flow code). Two concrete slabs containing semi cylinder hole were prepared. These slabs were attached to each other by glue and one cubic specimen with dimension of 19 cm×15 cm×6 cm was prepared. This sample placed in the universal testing machine where the direct tensile stress can be applied to this specimen by implementing a special type of load transferring device which converts the applied compressive load to that of the tensile during the test. In the present work, two different joint filling thickness i.e., 3 mm and 6 mm were prepared and tested in the laboratory to measure their direct tensile strengths. Concurrent with experimental test, numerical simulation was performed to investigate the effect of hole diameter, length of edge notch, filling thickness and filling length on the tensile behavior of joint filling. Model dimension was 19 cm×15 cm. hole diameter was change in four different values of 2.5 cm, 5 cm, 7.5 cm and 10 cm. glue lengths were different based on the hole diameter, i.e., 12.5 cm for hole diameter of 2.5 cm, 10 cm for hole diameter of 5 cm, 7.5 cm for hole diameter of 7.5 cm and 5 cm for hole diameter of 10 cm. length of edge notch were changed in three different value i.e., 10%, 30% and 50% of glue length. Filling thickness were changed in three different value of 3 mm, 6 mm and 9 mm. Tensile strengths of glue and concrete were 2.37 MPa and 6.4 MPa, respectively. The load was applied at a constant rate of 1 kg/s. Results shows that hole diameter, length of edge notch, filling thickness and filling length have important effect on the tensile behavior of joint filling. In fixed glue thinks and fixed joint length, the tensile strength was decreased by increasing the hole diameter. Comparing the results showed that the strength, failure mechanism and fracture patterns obtained numerically and experimentally were similar for both cases.