• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권1호
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• pp.61-67
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• 2015

The concept of horizontal shear connection utilization on wood-concrete beams intends to be an alternative connection detail for composite wood-concrete decks. The volume of sawn-wood is over three times more expensive than concrete, in Brazil. In order to be competitive in the Brazilian market we need a composite deck with the least amount of wood and a simple and inexpensive connection detail. This research project uses medium to high density tropical hardwoods managed from the Brazilian Amazon region and construction steel rods. The beams studied are composed of a bottom layer of staggered wood boards and a top layer of concrete. The wood members are laterally nailed together to form a wide beam, and horizontal rebar connectors are installed before the concrete layer is applied on top. Two sets of wood-concrete layered beams with horizontal rebar connectors (6 and 8) were tested in third-point loading flexural bending. The initial results reveal medium composite efficiency for the beams tested. An improvement on the previously conceived connection detail (set with six connectors) for the composite wood-concrete structural floor system was achieved by the set with eight connectors. The new layout of the horizontal rebar connectors added higher composite efficiency for the beams tested. Further analysis with advanced rigorous numerical Finite Element Modeling is suggested to optimize the connection parameters. Composite wood-concrete decks can attend a large demand for pedestrian bridges, as well as residential and commercial slabs in the Brazilian Amazon.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.269-272
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• 2008

본 연구에서는 취성적인 시멘트 복합체에 2%이내의 단섬유를 보강하여 균열하중이 이후에도 급격한 강도저하 없이 강재와 같은 변형경화 특성을 부여한 신개념의 건설재료인 변형 경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 활용한 콘크리트 구조물의 균열제어성능 개선을 위한 방안을 모색하고자 한다. 본 연구에 활용된 SHCC는 물겹합재비 0.45의 시멘트 복합체에 1.3%의 PVA 섬유 및 0.2%의 PE 섬유를 보강하여 제조되었다. 단면 $100{\times}100mm$의 정사각형 단면을 갖는 무근 콘크리트 보와 인장측 하부면에서 30 및 50mm 두께의 콘크리트를 SHCC로 단면 대체한 보의 휨 및 균열진전 과정을 비교하여 본 연구에서 제조된 SHCC에 의한 균열제어성능을 평가하고자 하였다. 인장측 하부면을 SHCC로 대체한 콘크리트 보 실험체의 휨거동 특성 및 균열제어성능은 무근 콘크리트 보에 비하여 크게 개선되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제34권6호
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• pp.685-702
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• 2010

In this paper, a nonlinear finite element procedure is presented for the dynamic analysis of reinforced concrete shell structures. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), was used. A 4-node flat shell element with drilling rotational stiffness was used for spatial discretization. The layered approach was used to discretize the behavior of concrete and reinforcement in the thickness direction. Material nonlinearity was taken into account by using tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. The smeared crack approach was incorporated. The low-cycle fatigue of both concrete and reinforcing bars was also considered to predict a reliable dynamic behavior. The solution to the dynamic response of reinforced concrete shell structures was obtained by numerical integration of the nonlinear equations of motion using Hilber-Hughes-Taylor (HHT) algorithm. The proposed numerical method for the nonlinear dynamic analysis of reinforced concrete shell structures was verified by comparison of its results with reliable experimental and analytical results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.21-27
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• 2001

이 논문에서는 철근콘크리트 쉘구조의 동적해석을 위한 비선형 유한요소 해법을 제시하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 유한요소로서는 면내회전강성도를 갖는 4절점 평면 쉘요소가 사용되었다. 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법이 도입되었다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 동적 평형방정식의 해는 HHT법에 의한 수치적분으로 구하였다. 신뢰성 있는 해석결과와 비교를 통하여 이 논문의 제안방법이 철근 콘트리트 쉘구조의 비선형 동적해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권1호
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• pp.53-64
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• 1987

도로포장의 구조평가 및 유지관리를 위하여 매우 효율적인 장비로 알려진 Dynaflect의 이용이 날 로 증가하고 있어, 이에 대한 연구가 절실하다. 따라서 본 연구에서는 도로포장에 사용되는 재료의 탄성계수에 따른 해석모질을 설정하고, 이를 다층토 이론에 근거한 콤퓨터 프로그램을 통하여 Dyn select의 처짐곡선을 산출함으로써 표층 두께와 탄성계수에 따른 분산도의 특성을 연구하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권1호
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• pp.17-34
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• 2001

An improved method has been developed for the computation of the section forces and stiffness in nonlinear finite element analysis of RC plane frames. The need for a new approach arises because the conventional technique may have a questionable level of efficiency if a large number of layers is specified and a questionable level of accuracy if a smaller number is used. The proposed technique is based on automatically dividing the section into zones of similar state of stress and tangent modulus and then numerically integrating within each zone to evaluate the sectional stiffness parameters and forces. In the new system, the size, number and location of the layers vary with the state of the strains in the cross section. The proposed method shows a significant improvement in time requirement and accuracy in comparison with the conventional layered approach. The computer program based on the new technique has been used successfully to predict the experimental load-deflection response of a RC frame and good agreement with test and other numerical results have been obtained.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.369-379
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• 2012

비산물체의 충돌 및 폭발, 테러 등의 극한하중에 의한 구조물의 붕괴는 재산상의 손실뿐만 아니라 다수의 인명피해를 유발한다. 일반적으로 콘크리트는 타 건설재료에 비해 충격 및 폭발 하중에 우수한 저항성능을 지니고 있다고 알려져 있으나, 준-정적(quasi-static)하중과는 달리 높은 변형률 속도를 갖는 극한하중을 고려하지 않고 설계된 기존의 콘크리트 구조물은 예상치 못한 극한하중에 노출될 경우 상당히 위험할 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트 보의 충격저항성능을 향상시키기 위해 길이 30 mm의 번들형 양단 hooked type의 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하여 정하중 및 충격하중 휨 실험을 수행하고, 그 성능을 평가하였다. 실험 결과 강섬유의 혼입률을 증가시킬 경우 정하중뿐만 아니라 충격하중에서도 휨강도와 연성 등 휨 저항성능이 크게 향상되는 경향을 보였다. 강섬유를 인장부에 집중적으로 혼입한 층 구조 콘크리트 보의 경우에는 동일한 양의 섬유를 보 전체에 타설한 시편에 비해 휨 저항성능이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 강섬유 보강 콘크리트의 재료적 비선형성을 고려하여 단자유도계(sing degree of freedom, SDOF) 시스템의 해석 알고리즘을 구성하고 실험 결과와 비교하였으며, 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권1호
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• pp.21-29
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• 2021

본 연구는 한중 환경에서 가열 보온양생을 실시한 벽식구조 아파트의 슬래브 상부 및 벽체를 대상으로 2중 버블시트 포설에 따른 온도이력 및 강도발현 특성을 저자 등에 의해 이전 연구에서 개발된 무선센서 네트워크인 Concrete IoT Management System(CIMS)를 이용하여 실시간 모니터링 및 추정하고자 하였다. 분석결과 버블시트의 단열성능에 기인하여 구조체 콘크리트의 온도가 높게 나타났다. 또한, CIMS의 경우는 콘크리트 내부온도를 30 m까지 양호하게 무선센서 네트워크로 스마트폰에 전송되어 적산온도 및 실시간 압축강도 측정으로 효율적인 초기 품질관리가 가능할 수 있음을 알 수 있었다. 초기 품질관리 결과로서 압축강도는 7일 이내에서 약 2 MPa 이내의 오차로 추정될 수 있음에 따라 버블시트의 단열효과까지 포함하여 실무에서는 거푸집 존치기간을 1사이클 당 1일 정도 단축하는 공정관리 측면에서 효과도 얻을 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권4호
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• pp.341-359
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• 2019

Non-monolithic concrete structural connections are commonly used both in new constructions and retrofitted structures where anchors are used for connections. Often, flaws are present in anchor system due to poor workmanship and deterioration; and methods available to check the quality of the composite system afterward are very limited. In case of presence of flaw, load transfer mechanism inside the anchor system is severely disturbed, and the load carrying capacity drops drastically. This raises the question of safety of the entire structural system. The present study proposes a wave propagation technique to assess the integrity of the anchor system. A chemical anchor (embedded in concrete) composite system comprising of three materials viz., steel (anchor), polymer (adhesive) and concrete (base) is considered for carrying out the wave propagation studies. Piezoelectric transducers (PZTs) affixed to the anchor head is used for actuation and the PZTs affixed to the surrounding concrete surface of the concrete-anchor system are used for sensing the propagated wave through the anchor interface to concrete. Experimentally validated finite element model is used to investigate three types of composite chemical anchor systems. Studies on the influence of geometry, material properties of the medium and their distribution, and the flaw types on the wave signals are carried out. Temporal energy of through time domain differentiation is found as a promising technique for identifying the flaws in the multi-layered composite system. The present study shows a unique procedure for monitoring of inaccessible but crucial locations of structures by using wave signals without baseline information.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권6호
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• pp.797-816
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• 2014

Cooling tower is analyzed as an assembly of layered nonlinear shell elements. Geometric representation of the shell is enabled through layered nonlinear shell elements to define the different layers of reinforcements and concrete by considering the material nonlinearity of each layer for the cooling tower shell. Modal analysis using Ritz vector analysis and nonlinear time history analysis by direct integration method have been carried out to study the effects of the inclination of the supporting columns of the cooling tower shell on its dynamic characteristics. The cooling tower is supported by I-type columns and ${\Lambda}$-type columns supports having the different inclination angles. Relevant comparisons of the dynamic response of the structural system at the base level (at the junction of the column and shell), throat level and at the top of the tower have been made. Dynamic response of the cooling tower is found to be significantly sensitive to the change of the inclination of the supporting columns. It is also found that the stiffness of the structure system increases with increase in inclination angle of the supporting columns, resulting in decrease of the period of the structural system. The participation of the stiffness of the tower in structural response of the cooling tower is fund to be dependent of the change in the inclination angle and even in the types of the supporting columns.