• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권5호
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• pp.937-949
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• 2016

Fiber reinforced polymer (FRP) applications in the structural engineering field include concrete-FRP composite systems, where FRP components are either attached to or embedded into concrete structures to improve their structural performance. This paper presents the results of an analytical study conducted using finite element model (FEM) to simulate the behavior of three-points load beam reinforced with GFRP and/or steel bars. To calibrate the FEM, a small-scale experimental program was carried out using six reinforced concrete beams with $200{\times}200mm$ cross section and 1000 mm length cast and tested under three point bending load. The six beams were divided into three groups, each group contained two beams. The first group was a reference beams which was cast without any reinforcement, the second group concrete beams was reinforced using GFRP, and the third group concrete beams was reinforced with steel bars. Nonlinear finite element simulations were executed using ANSYS software package. The difference between the theoretical and experimental results of beams vertical deflection and beams crack shapes were within acceptable degree of accuracy. Parametric study using the calibrated model was carried out to evaluate two parameters (1) effect of number and position of longitudinal main bars on beam behavior; (2) performance of concrete beam with composite longitudinal reinforcement steel and GFRP bars.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권3호
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• pp.211-221
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• 2019

To study the eccentric compression behavior of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) columns, six UHPFRC columns and one high-strength concrete (HSC) column were tested. Variation parameters include load eccentricity, volume of steel fibers and stirrup ratio. The crack pattern, failure mode, bearing capacity, and deformation of the specimens were studied. The results showed that the UHPFRC columns had different failure modes. The large eccentric compression failure mode was the longitudinal tensile reinforcements yielded and many horizontal cracks appeared in the tension zone. The small eccentric compression failure mode was the longitudinal compressive reinforcements yielded and vertical cracks appeared in the compressive zone. Because of the bridging effect of steel fibers, the number of cracks significantly increased, and the width of cracks decreased. The load-deflection curves of the UHPFRC columns showed gradually descending without sudden dropping, indicating that the specimens had better deformation. The finite element (FE) analysis was performed to stimulate the damage process of the specimens with monotonic loading. The concrete damaged plasticity (CDP) model was adopted to characterize the behaviour of UHPFRC. The contribution of the UHPFRC tensile strength was considered in the bearing capacity, and the theoretical calculation formulas were derived. The theoretical calculation results were consistent with the test results. This research can provide the experimental and theoretical basis for UHPFRC columns in engineering applications.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구의 목적은 경계요소를 갖는 철근콘크리트 전단벽의 잠재소성힌지길이를 합리적으로 평가할 수 있는 단순모델의 제시이다. 전단벽의 높이에 따른 이상화된 곡률분포로부터, 기본방정식은 항복모멘트와 최대모멘트 그리고 사인장균열에 의한 부가모멘트의 함수로 일반화되었다. 전단벽의 항복모멘트와 최대모멘트는 변형률 적합조건과 힘의 평형조건을 기반하여 산정하였다. 사인장균열 발생의 여부는 ACI 318-11에서 제시된 콘크리트의 전단력으로부터 검토되었으며, 부가모멘트는 Park and Paulay에 의해 제시된 트러스기구를 이용하여 산정하였다. 이들 모멘트식들은 다양한 변수범위에서 변수연구를 수행하였다. 결과적으로 등가소성힌지길이는 주철근 및 수직철근지수와 축력지수의 함수로 제시될 수 있었다. 제시된 등가소성힌지길이의 모델은 실험결과의 비교에서 평균 및 표준편차가 각각 1.019와 0.102로 실험 결과를 정확하게 예측하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권2호
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• pp.115-121
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• 1991

보-기둥 접합부에서 보의 축방향 철근의 슬립은 정하중 및 동하중 하에서 철근 콘크리트 골조를 손상시키는 중요한 요인중 하나이다. 이 논문은 이형철근의 국부 부착-슬립 특성에 관한 콘크리트강도 및 보강철근에 대해 실행된 실험결과를 요약하였다. 실험결과로부터 부착할렬균열(bond splitting crack)이 기둥은 축방향 철근에 의해 제어되는 한 횡방향 보강철근이 국부부착거동에 직접적인 영향을 미치지 않으며 극한부착강도는 콘크리트강도의 콘크리트강도의 제곱근에 비례해 증가함을 알 수 있었다. 이를 근거로 압축강도에 따른 보강철근 내부의 콘크리트와 이형철근의 국부 부착 응력-슬립 상관관계를 나타내는 실험모델을 유도하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제1권1호
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• pp.1-16
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• 1993

The behavior of shear-wall dominant, low-rise, multistory reinforced concrete building structures is investigated. Because there are no beams or columns and the slab and wall thicknesses are approximately equal, available codes give little information relative to design for gravity and lateral loads. Items which effect the analysis of shear-wall dominant building structures, i.e., material nonlinearity including rotating crack capability, 3-D behavior, slab-wall interaction, floor flexibilities, stress concentrations around openings, the location and the amount of main discrete reinforcement are investigated. For this purpose 2 and 5 story building structures are modelled. To see the importance of 3-D modelling, the same structures are modelled by both 2-D and 3-D models. Loads are applied first the vertical then lateral loads which are static equivalent earthquake loads. The 3-D models of the structures are loaded in both in the longitudinal and transverse directions. A nonlinear isoparametric plate element with arbitrarily places edge nodes is adapted in order to consider the amount and location of the main reinforcement. Finally the importance of 3-D effects including the T-C coupling between walls are indicated.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.255-266
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• 2014

이 논문은 새로운 수직 접합부와 현장타설 습식 접합부를 가진 T형 프리캐스트 벽체의 내진 성능에 관한 연구이다. 반복하중을 받는 T형 PC 벽체의 하중-변위 관계, 강도, 연성도, 파괴 모드, 그리고 변형 능력에 대해 알아보았다. 실험체 주요 변수는 전단력 전달을 위한 대각 철근의 유무이다. 벽체의 양단에 위치한 길이방향 주철근이 먼저 항복을 하였고 최종 변형은 C형 접합부의 파괴에 의해 결정되었다. 그리고 전단력 전달을 위한 대각 철근은 균열 제어에 효과적인 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해 구한 강도와 변형은 실험값과 대체로 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.594-600
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• 2016

본 연구에서는 수치해석 기법을 활용하여 간략화한 지하 복합발전 플랜트 내 파공 위치에 따른 가스 확산 및 유동특성을 고찰하였다. 특히 가스 누출 위치 주변의 장애물 배치가 밀폐 공간 내부의 가스 농도 분포에 미치는 영향을 분석하였으며, 메탄가스의 가연 한계 값을 이용하여 누출 특성을 정량적으로 비교하였다. 수치해석 결과, 분사류 주변으로 수직 벽면이 있을 경우, 장애물이 횡 방향 유동을 제한하여 종 방향 누출 거리가 장애물이 없을 경우에 비해 약 60% 가량 증가하였다. 하지만 Air filter가 가스 분사류 경로에 있을 경우, 횡 방향 누출 거리는 장애물이 없을 경우에 비해 최대 8배까지 증가하였다. 이러한 이유는 분사류가 수평 및 하부 방향으로 굴절되어 장애물 주변으로 재순환 유동이 형성되었기 때문이다. 따라서 밀폐공간 내 사고 방지 시스템 설계 시 주요 설비 위치 및 공간 구조가 누출 분사류 경로에 미치는 영향을 고려할 필요가 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.9-12
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• 2008

PSC-I거더형태는 교량설계에 있어 널리 쓰이는 형태이다. 현재 일부 선진국가들은 고강도콘크리트를 교량에 적용하고 있는 반면 국내에는 다소 낮은 강도의 콘크리트(40MPa)를 사용하고 있다. 이에 따라 본 논문은 고강도 콘크리트를 실용화하기 위해 고강도 콘크리트를 타설한 부재의 특성과 거동에 대해 연구하였다. 이를 위해 4개의 거더를 제작하여 부재의 성능과 구조적 거동을 분석하였다. 실험에 앞서 상용프로그램을 이용하여 예상되는 거동을 구조해석을 통해 알아보았다. 스틸 게이지와 콘크리트 게이지를 매립하여 철근과 콘크리트의 종방향, 횡방향 변형율을 측정하였고. LVDT(Linear Variable Differential Transducer)을 중앙부와 지점에 설치해 부재의 처짐 및 변형을 측정하였다. 긴장작업시와 구조실험간 하중-처짐 관계와 균열하중의 실험결과를 구조해석 결과와 비교 분석하였다. 이를 통해 고강도 콘크리트를 부재에 적용하였을 때 거동변화와 긍정적인 효과에 대해 알아보았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.657-665
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• 2011

프리캐스트 콘크리트 페널의 일종인 LB-DECK은 콘크리트 교량 바닥판의 시공시 LB-DECK 위에 현장타설되는 콘크리트와 합성 거동하는 영구 콘크리트 거푸집이다. 현행 LB-DECK은 두께가 60 mm인 콘크리트 슬래브와 슬래브 내부에 높이 125 mm인 lattice-girder들의 일부가 매립되어 있는 구조이다. 이러한 LB-DECK은 시공하중에 의해 종방향 균열이 발생하지 않도록 거더 간격이 충분히 작은 교량 바닥판 시공시 주로 적용되고 있다. 이 논문에서는 최근 강박스 교량과 같이 교량 바닥판의 지간장이 긴 교량에 LB-DECK를 적용할 경우 콘크리트 하부에 발생될 수 있는 종방향 균열을 최소화시키기 위하여, LB-DECK의 균열강도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. LB-DECK 콘크리트 슬래브의 두께, lattice-girder의 높이, 그리고 top-bar의 지름을 변수로 하는 8종류 24개의 비합성 보부재와 4가지 종류의 합성 보부재 4개를 제작한 후 정적하중 재하실험을 수행하였다. 실험체에 대한 정적하중 재하 실험을 통해 각 실험체의 균열하중과 극한하중을 평가하였으며, 또한 최종 파괴시까지 중앙부 처짐, top-bar의 변형률, 콘크리트 슬래브의 균열 진전 양상 그리고 최종 파괴 형태를 살펴보았다. 각 실험체로부터 얻은 균열하중의 크기는 탄성해석을 통해 얻은 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트 건조수축이 균열강도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 AEMM 방법을 이용한 장기 거동 해석을 수행하였다. 실험 결과를 토대로, 지간장이 긴 교량 바닥판에 LB-DECK 적용시, 균열 발생을 예방할 수 있도록 LB-DECK 콘크리트 슬래브의 균열강도와 설계상세를 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.147-157
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• 2018

철근콘크리트 교량에 대한 대부분의 내진설계기준들은 전체 교량 시스템의 붕괴를 방지하기 위한 성능보장설계를 암시적 또는 명시적으로 적용하고 있다. 이러한 개념 및 규정들을 명시하는 이유는 교량 전체 시스템에 설계지진하중이 작용하는 동안 철근콘크리트 교각들이 완전한 소성회전성능을 발휘할 때까지 구조적인 다른 구성요소들의 취성적인 파괴를 방지하기 위함이다. 이를 위해 철근콘크리트 교량에 대한 내진설계기준들에서는 취성적인 전단파괴를 피하도록 규정하고 있다. 성능보장의 중요한 요소 중의 하나가 교각의 연성거동을 보장하기 위한 전단강도가 충분히 확보되어야 하고 신뢰할 수 있어야 한다. 실험체 8개에 대하여 실험을 수행하였으며 모든 실험체에서 변위비 1.5%에서 다수의 휨-전단 균열이 발생되었고 최종단계까지 균열폭이 증가되었고 균열이 진전되었다. 휨-전단 균열의 각도는 부재 축과 $42^{\circ}{\sim}48^{\circ}$의 범위로 계측되었다. 본 연구에서는 실험에서 계측된 횡방향철근이 부담하는 전단강도에 대한 분석을 중심으로 하였다. 횡방향철근이 부담하는 전단강도, 축력 작용에 의한 전단강도, 콘크리트에 의한 전단강도 등 3요소에 대해 분석하였고 비교하였다. 실험체들의 콘크리트 응력은 도로 교설계기준의 응력한계를 초과하였다.