• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.45-53
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• 2014

강도 한계상태 설계에서는 균열이 일어난 이후 철근콘크리트 부재의 인장영역에서 철근이 모든 인장력을 부담하는 것으로 가정한다. 그러나 균열 사이의 콘크리트가 실제 콘크리트 부재에서는 특히 사용하중 수준에서의 어느 정도의 인장 응력을 견디는데, 일조 하는 것으로 보고 있다. 이러한 효과를 Tension stiffening 효과라 한다. 본 연구에서는 Tension stiffening 모델과 고강도 철근 콘크리트 보의 휨 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 유효성을 평가 하고자 한다. 이를 통해 선정 된 6가지의 Tension stiffening 모델과 실험에 의한 모멘트-곡률, 하중-처짐등을 관계를 평가하였다. 실험결과 설계기준에서는 ACI 318이 Tension stiffening 모델에서는 Owen & Damjanic이 실험 값과 가장 적은 오차율을 보이며 높은 신뢰도를 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.43-54
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• 2019

Existing reinforced concrete frame buildings designed for only gravity loads have been seismically vulnerable due to their inadequate column detailing. The seismic vulnerabilities can be mitigated by the application of a column retrofit technique, which combines high-strength near surface mounted bars with a fiber reinforced polymer wrapping system. This study presents the full-scale shaker testing of a non-ductile frame structure retrofitted using the combined retrofit system. The full-scale dynamic testing was performed to measure realistic dynamic responses and to investigate the effectiveness of the retrofit system through the comparison of the measured responses between as-built and retrofitted test frames. Experimental results demonstrated that the retrofit system reduced the dynamic responses without any significant damage on the columns because it improved flexural, shear and lap-splice resisting capacities. In addition, the retrofit system contributed to changing a damage mechanism from a soft-story mechanism (column-sidesway mechanism) to a mixed-damage mechanism, which was commonly found in reinforced concrete buildings with strong-column weak-beam system.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권sup3호
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• pp.109-121
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• 2016

Recently, as the use of high-performance materials and complex composite methods has increased, the need for advanced design specifications for steel-concrete composite structures has grown. In this study, various design provisions for ultimate flexural strengths of composite beams were reviewed. Design provisions reviewed included the load and resistance factor design method of AISC 360-10 and the partial factor methods of KSSC-KCI, Eurocode 4 and JSCE 2009. The design moment strengths of composite beams were calculated according to each design specification and the variation of the calculated strengths with design variables was investigated. Furthermore, the relationships between the deformation capacity and resistance factor for flexure were examined quantitatively. Results showed that the design strength and resistance factor for flexure of composite beams were substantially affected by the design formats and variables.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권1호
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• pp.1-25
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• 2011

A new nonlinear model was developed to evaluate the shear resistance of steel fiber-reinforced concrete beams (SFRCB) using linear genetic programming (LGP). The proposed model relates the shear strength to the geometrical and mechanical properties of SFRCB. The best model was selected after developing and controlling several models with different combinations of the influencing parameters. The models were developed using a comprehensive database containing 213 test results of SFRC beams without stirrups obtained through an extensive literature review. The database includes experimental results for normal and high-strength concrete beams. To verify the applicability of the proposed model, it was employed to estimate the shear strength of a part of test results that were not included in the modeling process. The external validation of the model was further verified using several statistical criteria recommended by researchers. The contributions of the parameters affecting the shear strength were evaluated through a sensitivity analysis. The results indicate that the LGP model gives precise estimates of the shear strength of SFRCB. The prediction performance of the model is significantly better than several solutions found in the literature. The LGP-based design equation is remarkably straightforward and useful for pre-design applications.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.605-617
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• 2020

In this study, the experimental tests for the direct tensile strength measurement of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) were numerically modeled by using the discrete element method (circle type element) and Finite Element Method (FEM). The experimental tests used for the laboratory tensile strength measurement is the Compressive-to-Tensile Load Conversion (CTLC) device. In this paper, the failure process including the cracks initiation, propagation and coalescence studied and then the direct tensile strength of the UHPC specimens measured by the novel apparatus i.e., CTLC device. For this purpose, the UHPC member (each containing a central hole) prepared, and situated in the CTLC device which in turn placed in the universal testing machine. The direct tensile strength of the member is measured due to the direct tensile stress which is applied to this specimen by the CTLC device. This novel device transferring the applied compressive load to that of the tensile during the testing process. The UHPC beam specimen of size 150 × 60 × 190 mm and internal hole of 75 × 60 mm was used in this study. The rate of the applied compressive load to CTLC device through the universal testing machine was 0.02 MPa/s. The direct tensile strength of UHPC was found using a new formula based on the present analyses. The numerical simulation given in this study gives the tensile strength and failure behavior of the UHPC very close to those obtained experimentally by the CTLC device implemented in the universal testing machine. The percent variation between experimental results and numerical results was found as nearly 2%. PFC2D simulations of the direct tensile strength measuring specimen and ABAQUS simulation of the tested CTLC specimens both demonstrate the validity and capability of the proposed testing procedure for the direct tensile strength measurement of UHPC specimens.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.263-266
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• 2005

Recently, many researches for high-strength and high-durability concrete structure have remarkably been studied by adopting new construction material, fiber reinforced polymer (FRP). In connection with these research trend, the shearing capacity of concrete beams reinforced by GFRP stirrup which is developed in this study was evaluated. Experimental variables are span to depth ratio and spacing of shear reinforcement for test. In the result of test, the crack pattern, failure mode and shear load between shear steel reinforcement specimen and GFRP stirrup reinforcement specimen showed similar structural tendency. Therefore, it was investigated that the adaptability of shear-reinforced concrete structure with GFRP stirrup will be improved with further researches of shear design variables.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-829
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• 2002

철근콘크리트 기둥-철골 보 합성골조는 철근콘크리트와 철골부재의 재료적인 장점을 살린 합리적인 구조물이나, 이질 재료간의 접합으로 인해 보-기둥 접합부의 설계와 해석에서는 많은 구조적인 문제점들이 생기게 된다. 이 연구에서는 철골 보의 하중이 콘크리트 기둥으로 원활히 전달되면서 현장 시공성이 우수한 새로운 형태의 합성골조 접합부의 형식을 제안하고자 한다. 이 연구에서 고안된 접합부는 H 형강을 반분한 T 형강을 시스템 내부 및 외부의 모든 응력 전달 요소를 연결하는 주요 요소로 하고, 보 플랜지의 인장력 전달을 위해 한 방향은 고강도 강봉을, 이와 직교하는 방향은 강재 연결판을 사용하였다. 스티프너보강된 ㄱ형강을 사용하여 보 플랜지의 인장력을 기둥면에 전달하도록 하였으며, T 형강에 용접된 전단 접합판을 보의 웨브와 고력볼트로 접합하여 전단력을 지지하도록 설계하였다. 이 연구에서는 보의 플랜지로부터 스티프너 보강된 ㄱ형강을 통해 강봉이나 연결판으로 전달되는 휨모멘트 전달성능을 확인하고자 구조성능 시험을 수행하였다. 시험체는 실제 보-기둥 접합부를 모델로 하여, 실물크기로 4개가 제작되었으며, 구조실험은 철골 보의 양 단부를 단순지지한 상태에서 기둥 중앙에 집중하중을 가해 보-기둥 접합부에 휨모멘트와 전단력을 작용시키는 방식으로 진행되었다. 실험결과, 이 연구에서 제안된 접합부는 현장 적용이 가능한 가공성과 운반성 및 시공성을 가지며, 철골 보-접합용 ㄱ형강 -연결용 강봉 및 연결판에 의한 응력전달이 매우 순조로운 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.689-696
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• 2003

최근 ACI 318-02기준 부록 A에 깊은 보의 전단설계에 있어 스트럿-타이 모델을 적용 가능하도록 소개하고 있다. STM은 깊은 보, 개구부가 있는 깊은 보, 코벨, 턱이진 보와 같이 부재의 변형률 분포가 상당히 비선형인 콘크리트 부재의 설계에 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구는 고강도콘크리트를 적용한 깊은 보의 각국의 전단강도규준과 전단거동을 평가하고자 실험적 연구로 2점 단순 집중하중을 받는 고강도 RC 깊은 보 5개를 제작하여 파괴 실험을 실시하였다. 또한, 국내 B사의 기계적 정착철물을 사용하여 주인장철근의 양단부에 기계적정착을 적용하였다. 파괴 시 모든 시험체는 가력점과 지지점을 연결하는 주 경사균열이 나타났고, 주인장철근을 기계적 정착한 시험체가 90도 표준갈고리 시험체보다 파괴 시 하중 수행능력이 우수한 것으로 나타났다. 실험결과를 기초로 ACI 318-99 기준, ACI 318-02 부록 A STM, CSA 23.3-94 기준 및 CIRIA Guide-2의 전단설계기준을 비교 평가하였다. ACI 318-99 기준과 ACI 318-02 기준의 스트럿-타이 모델, CIRIA Guide-2는 단순스팬 깊은 보의 극한전단강도 예측 있어 10∼36%정도 낮게 안정적으로 평가하는 것으로 나타났다. ACI 318-99 기준에 의한 전단강도예측값이 표준편차가 가장 낮은 것으로 조사되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.27-33
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• 2010

본 연구에서는 2,000 kN 용량의 actuator를 이용, 12 m 경간의 실물 크기로 제작된 프리스트레스트 콘크리트 보의 구조성능 평가를 위한 실험을 수행하였다. 보의 양 단에는 접합을 위한 강판을 매립하였으며 시험체는 별도로 제작된 철골 보에 고력볼트접합 방식으로 세팅되었다. 프리스트레스트 콘크리트와 슬래브 콘크리트의 설계기준강도는 각각 50 MPa와 24 MPa이며, 인장 철근으로 사용된 2-HD25 철근은 매립강판의 구성요소 중 하나인 수직강판에 용접하였다. 실험은 변위제어법에 의하여 수행되었으며 10 mm의 변위를 증가시키며 loading과 unloading을 반복적으로 가력하였다. 실험결과를 살펴보면, 탄성거동구간에서는 약 88.34%, 비탄성거동구간에서는 약 86.97% 그리고 소성거동구간에서는 약 66.83%의 프리스트레싱에 의한 변위복원능력을 나타냄을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권3호
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• pp.255-265
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• 2018

The prestress force effect on the fundamental frequency and deflection shape of Prestressed Concrete I (PCI) beams was studied in this paper. Currently, due to the conflicts among existing theories, the analytical solution for properly considering the structural behavior of these prestressed members is not clear. A series of experiments were conducted on a large-scale PCI beam of high strength concrete with an eccentric straight unbonded tendon. Specifically, the simply supported PCI beam was subjected to free vibration and three-point bending tests with different prestress forces. Subsequently, the experimental data were compared with analytical results based on the Euler-Bernoulli beam theory. It was proved that the fundamental frequency of PCI beams is unaffected by the increasing applied prestress force, if the variation of the initial elastic modulus of concrete with time is considered. Vice versa, the relationship between the deflection shape and prestress force is well described by the magnification factor formula of the compression-softening theory assuming the secant elastic modulus.