• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.797-804
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• 2009

테두리 보에 의한 휨강성이 확보되지 않은 철근콘크리트 플랫 플레이트의 구조설계는 강도 조건 뿐만 아니라 사용성에 의하여 지배받을 수 있다. 특히, 조기 재령 슬래브의 과하중 작용 및 균열 발생은 시공 중인 플랫 플레이트의 처짐을 크게 증가시키므로, 시공 순서 및 슬래브 처짐에 대한 영향은 플랫 플레이트 시스템 설계의 주요한 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 시공 순서 및 콘크리트 균열 효과를 고려한 슬래브 처짐 산정 과정을 제안한다. 시공단계 및 시공하중이 간편법에 의하여 정의되고, 각 시공단계별로 슬래브 모멘트 및 탄성 처짐, 유효단면2차모멘트가 계산된다. 주열대와 중간대에서의 탄성 처짐은 유효단면2차모멘트 효과에 의해 비탄성 처짐으로 증폭되며, 슬래브 중앙부 처짐은 교차보법에 의하여 산정된다. 제안된 방법은 기존 실험 결과 및 비선형 해석 결과와의 비교를 통하여 검증된다. 또한, 제안법의 적용을 통하여, 시공 중인 플랫 플레이트의 처짐에 대한 시공주기 및 동바리 지지 층 수의 영향이 분석된다.

• Computers and Concrete
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• 제31권4호
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• pp.337-348
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• 2023

Shear wall is commonly used as a lateral force resisting system of concrete mid-rise and high-rise buildings, but it brings challenges in providing relatively large space throughout the building height. For this reason, the structure system where the upper structure with bearing, non-bearing and/or shear walls that sits on top of a transfer plate system supported by widely spaced columns at the lower stories is preferred in some regions, particularly in low to moderate seismic regions in Asia. A thick reinforced concrete (RC) plate has often been used as a transfer system, along with RC transfer girders; however, the RC plate becomes very thick for tall buildings. Applying the post-tensioning (PT) technique to RC plates can effectively reduce the thickness and reinforcement as an economical design method. Currently, a simplified model is used for numerical modeling of PT transfer plate, which does not consider the interaction of the plate and the upper structure. To observe the actual behavior of PT transfer plate under seismic loads, it is necessary to model whole parts of the structure and tendons to precisely include the interaction and the secondary effect of PT tendons in the results. This research evaluated the seismic behavior of shear wall-type residential buildings with PT transfer plates for the condition that PT tendons are included or excluded in the modeling. Three-dimensional finite element models were developed, which includes prestressing tendon elements, and response spectrum analyses were carried out to evaluate seismic forces. Two buildings with flat-shape and L-shape plans were considered, and design forces of shear walls and transfer columns for a system with and without PT tendons were compared. The results showed that, in some cases, excluding PT tendons from the model leads to an unrealistic estimation of the demands for shear walls sit on transfer plate and transfer columns due to excluding the secondary effect of PT tendons. Based on the results, generally, the secondary effect reduces shear force demand and axial-flexural demands of transfer columns but increases the shear force demand of shear walls. The results of this study suggested that, in addition to the effect of PT on the resistance of transfer plate, it is necessary to include PT tendons in the modeling to consider its effect on force demand.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 2009

큰 휨 지지력을 제공하는 테두리 보가 없이 기둥과 바닥판만으로 구성된 플랫 플레이트 시스템은 응력 조건뿐만 아니라 사용성 조건에 의하여 구조적 성능이 결정될 수 있다. 시공 순서 및 그에 따른 동바리로 연결되어 있는 슬래브들 간의 시공 하중 분포에 대한 영향이 플랫 플레이트의 단기 및 장기 성능에 대한 중요한 영향 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 슬래브 처짐 산정을 위하여, 선형해석 프로그램을 이용하여 시공 순서 및 콘크리트 균열효과를 고려할 수 있는 실용해석 기법을 제시한다. 구조설계기준에서 제시하고 있는 1방향 휨부재의 처짐 산정을 위한 유효단면 2차 모멘트의 개념을 2방향 슬래브 시스템인 플랫 플레이트의 유한요소해석에 확장하여 적용한다. 플랫 플레이트 시스템의 처짐에 대한 시공 중 과하중의 영향을 분석하기 위하여, 간편법에 의하여 산정된 시공 하중의 지배조건들에 대하여 제안된 실용해석 기법을 적용한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권1호
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• pp.1-18
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• 2006

Strengthening of existing old structures has traditionally been accomplished by using conventional materials and techniques, viz., externally bonded steel plates, steel or concrete jackets, etc. Alternatively, fibre reinforced polymer composite (FRPC) products started being used to overcome problems associated with conventional materials in the mid 1950s because of their favourable engineering properties. Effectiveness of FRPC materials has been demonstrated through extensive experimental research throughout the world in the last two decades. However there is a need to use refined analytical tools to simulate response of strengthened system. In this paper, an attempt has been made to develop a numerical model of strengthened reinforced concrete (RC) beams with FRPC laminates. Material models for RC beams strengthened with FRPC laminates are described and verified through a nonlinear finite element (FE) commercial code, with the help of available experimental data. Three dimensional (3D) FE analysis has been performed by assuming perfect bonding between concrete and FRPC laminate. A parametric study has also been performed to examine effects of various parameters like fibre type, stirrup's spacing, etc. on the strengthening system. Through numerical simulation, it has been shown that it is possible to predict accurately the flexural response of RC beams strengthened with FRPC laminates by selecting an appropriate material constitutive model. Comparisons are made between the available experimental results in literature and FE analysis results obtained by the present investigators using load-deflection and load-strain plots as well as ultimate load of the strengthened beams. Furthermore, evaluation of crack patterns from FE analysis and experimental failure modes are discussed at the end.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.279-288
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• 2008

본 논문에서는 압축력을 받는 고장력 볼트 마찰이음부의 미끄러짐 거동을 3차원 유한요소 해석 및 실험을 통하여 규명하였다. 모재의 두께가 고장력 불트이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. 초기 미끄러짐 하중 이후의 볼트의 강성을 고려한 이음부의 거동 모델을 제시하고 유한요소해석 및 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 지원되는 고체요소를 사용하여 해석모델을 작성하였고 모재 사이의 마찰 및 미끄러짐이 발생한 이후 볼트와 모재 사이의 마찰 등을 고려하였다. 기존의 문헌에 제시된 여러 가지 강재의 응력-변형도 관계를 적용하였으며 미끄러짐 변위와 볼트 주변의 축응력들을 비교하였다. 모재의 두께가 볼트의 직경보다 작은 경우에는 압축력에 의한 휨좌굴에 시험체에 발생하였고 모재의 두께가 볼트 직경보다 두꺼운 경우에는 볼트의 전단파괴가 이음부의 극한강도를 나타냄을 파악하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권6호
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• pp.713-739
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• 2007

Nowadays computers can perform symbolic computations in addition to mere number crunching operations for which they were originally designed. Symbolic computation opens up exciting possibilities in Structural Mechanics and engineering. Classical areas have been increasingly neglected due to the advent of computers as well as general purpose finite element software. But now, classical analysis has reemerged as an attractive computer option due to the capabilities of symbolic computation. The repetitive cycles of simultaneous - equation sets required by the finite element technique can be eliminated by solving a single set in symbolic form, thus generating a truly closed-form solution. This consequently saves in data preparation, storage and execution time. The power of Symbolic computation is demonstrated by six examples by applying symbolic computation 1) to solve coupled shear wall 2) to generate beam element matrices 3) to find the natural frequency of a shear frame using transfer matrix method 4) to find the stresses of a plate subjected to in-plane loading using Levy's approach 5) to draw the influence surface for deflection of an isotropic plate simply supported on all sides 6) to get dynamic equilibrium equations from Lagrange equation. This paper also presents yet another computationally efficient and accurate numerical method which is based on the concept of derivative of a function expressed as a weighted linear sum of the function values at all the mesh points. Again this method is applied to solve the problems of 1) coupled shear wall 2) lateral buckling of thin-walled beams due to moment gradient 3) buckling of a column and 4) static and buckling analysis of circular plates of uniform or non-uniform thickness. The numerical results obtained are compared with those available in existing literature in order to verify their accuracy.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.599-609
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• 2009

2층 규모의 철근콘트리트조 및 포스트텐션조 무량판구조를 1/3 스케일로 축소하여 제작한 실험체의 진동대 실험 결과를 바탕으로 무량판구조의 모델링 기법을 향상하고자 하는 연구를 수행하였다. 이 연구에서 적용한 모델링 방법은 슬래브의 휨모멘트에 의한 휨파괴, 불균형모멘트의 전달에 의한 휨파괴 및 펀칭전단파괴에 의한 슬래브-기둥 접합부의 모멘트 전달능력 상실등의 영향을 반영하는 매우 포괄적인 구조해석 방식이다. 펀칭전단파괴에 대해서는 중력비와 층간변위각에 기초한 한계상태 모델이 적용되었다. 이 논문에서 제안된 비선형 모델은 무량판구조의 진동대 실험 결과와 잘 부합하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.247-258
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• 2007

본 논문은 철골보의 하부 플랜지의 높이 조절이 가능하여 합성바닥판의 춤이 자유로운 신형상의 매입형 합성보에 관한 실험적 연구이다. 이를 위하여 강판성형 철골보 단면을 개발하였고 바닥 슬래브용으로 250mm의 춤을 가진 춤이 깊은 데크 플레이트(이하 Deep Deck)를 사용하여 장스팬에 유리하도록 계획하였다. 실험은 전단스터드 및 인장보강근의 사용유무, 사용강판의 두께, 웨브 개구부의 유무를 주요 변수로 하여 총 7개의 매입형 합성보에 대한 단순지지 휨실험 수행하였다. 실험결과, 강판성형 매립형 합성보는 전단연결재의 설치 없이 철골보와 콘크리트의 부착력에 의해 수평전단력이 전달되는 방식임에도 불구하고 대단히 우수한 합성거동을 나타냄을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.253-260
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• 2010

콘크리트충전 강관구조는 구조성능이 우수하고 내화성능 등이 우수하여 점진적으로 현장 적용이 확대되고 있다. 그러나 지금까지 이러한 구조형식에 있어서는 구조부재의 저항능력에 대해 연구가 활발하게 진행되어 왔으나, 기둥의 주각부에 대한 연구가 활발하지 못하여 아직까지 주각부에 대한 응력의 흐름이나 이력 특성에 대해 명확히 규명되어 있지 못하며, 따라서 주각부에 대한 구조설계 시에는 순수 철골구조에서 적용하는 설계방법을 원용하여 설계되고 있다. 본 연구에서는 충전강관 기둥의 주각부에 있어서의 구조적 거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험의 주된 변수로는 강관의 주각부 형식과 매립깊이를 변수로 하였으며, 비교를 위하여 순수강관 기둥에 대한 주각부의 실험도 병행하였다. 실험결과 순수강관과 충전강관의 주각부에 있어 구조적 거동의 차이점은 크게 나타나지 않고 있으나, 주각부의 형식에 따른 거동의 차이는 크게 나타나고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.615-622
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• 2002

철근콘크리트 무량판 구조의 내력 및 변위를 합리적으로 예측하기 위해서는 슬래브의 휨 강성을 고려한 해석모델이 필요하다. FEMA 273과 ACI 318-99에서는 횡 하중에 대한 슬래브의 해석모델들을 제시하고 있으나 실제적인 적용 방법론은 언급하고 있지 않다. 본 연구에서는 무량판 슬래브의 모델링 방법론을 정립하고 이를 내진설계에 어떻게 적용할 것인가에 대하여 연구하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1) 무량판 구조의 3차원 해석시 슬래브의 휨 강성을 적절히 고려하기 위해서는 본 연구진이 제시하는 유효보폭 모델을 적용하는 것이 바람직하다. 2) 예제 무량판 건물 해석에서 슬래브의 균열효과를 고려한 유효보폭을 이용할 경우 해석결과는 횡변위에 대하여 상한값을 나타낸 반면 유효보폭 계수만을 고려한 모델은 접합부 불균형 모멘트에 대하여 상한값의 결과를 나타냈다.