• Earthquakes and Structures
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• 제17권2호
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• pp.233-244
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• 2019

In this work, we have studied the effects of different soil thicknesses, haunch heights, reinforcement forms and construction technologies on the seismic performance of a composite precast fabricated utility tunnel by pseudo-static tests. Five concrete specimens were designed and fabricated for low-cycle reciprocating load tests. The hysteretic behavior of composite precast fabricated utility tunnel under simulated seismic waves and the strain law of steel bars were analyzed. Test results showed that composite precast fabricated utility tunnel met the requirements of current codes and had good anti-seismic performance. The use of a closed integral arrangement of steel bars inside utility tunnel structure as well as diagonal reinforcement bars at its haunches improved the integrity of the whole structure and increased the bearing capacity of the structure by about 1.5%. Increasing the thickness of covering soil within a certain range was beneficial to the earthquake resistance of the structure, and the energy consumption was increased by 10%. Increasing haunch height within a certain range increased the bearing capacity of the structure by up to about 19% and energy consumption by up to 30%. The specimen with the lowest haunch height showed strong structural deformation with ductility coefficient of 4.93. It was found that the interfaces of haunches, post-casting self-compacting concrete, and prefabricated parts were the weak points of utility tunnel structures. Combining the failure phenomena of test structures with their related codes, we proposed improvement measures for construction technology, which could provide a reference for the construction and design of practical projects.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권6호
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• pp.801-812
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• 2022

To better promote the development of fabricated buildings, this paper studies the seismic behavior of precast concrete beam-column bolted joint under vertical low cyclic loading. The experimental results show that cracks appear in the beam-column joint core area. Meanwhile, the concrete and the grade 5.6 bolts are damaged and deformed, respectively. Specifically, the overall structure of the beam-column joint remains intact, and the bolts have good energy dissipation capacity. Based on the experimental study, a new method of beam-column bolted connection is proposed in simulation analysis. The simulation results show that the bolts deform in the core area of the new beam-column joint, which enhances the concrete shear capacity legitimately and protects the T-end of the beam against shear failure. To summarize, both the experimental joint and the simulated joint prolong the service life by replacing the bolts under the seismic loading. The research results provide a reference for applications of the fabricated beam-column joint.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권1호
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• pp.59-68
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• 2022

Prestressed prefabricated hollow core concrete slabs with spans of 5 m and 10 m are commonly used since last century and still in service due to the advantage of construction convenience and durability. However, the end slabs are regularly subjected to cracks at the top and fail with brittleness due to the asymmetric boundary conditions. To better maintain such widely used type of hollow core slabs, the effect of asymmetric constraint in the end slabs are systematically studied through detailed nonlinear finite element analyses and experimental data. Experimental tests of slabs with four prestressed tendons and seven prestressed tendons with different boundary conditions were conducted. Results observe three failure modes of the slabs: the bending failure mode, shear and torsion failure mode, and transverse failure mode. Detailed nonlinear finite element models are developed to well match the failure modes and to reveal potential damage scenarios with asymmetric boundary conditions. Recommendations regarding ultimate capacity of the slabs with asymmetric boundary conditions are made to ensure a safe and rational design of prestressed concrete hollow slabs for short span bridges.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.281-287
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• 2011

최근 프리캐스트 하부 구조에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며 국내 및 국외에서 현장 적용이 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 프리캐스트 하부 구조의 경우 대부분 교각의 기둥 부분에 대한 연구에 매진하고 있으나, 프리캐스트 하부 구조를 완성하려면 코핑부 또한 사전 제작 및 현장 운반이 필요한데, 이를 위해서는 코핑부의 경량화를 이루어야 한다. 이렇듯 코핑부의 경량화를 위해서 코핑부 역시 기둥부와 같이 분절화하여 현장에서 조립하는 공법을 적용하여야 교량의 하부 구조 시스템이 완전하게 프리캐스트 하부 구조가 될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 사전에 제안된 프리캐스트 교각에 맞는 프리캐스트 코핑부를 기존 연구자에 의하여 제시되어진 모델을 기반으로 한 수정 모델을 제안하였으며, 이를 해석 및 실험 연구를 통하여 거동 분석을 수행하여 그 성능을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.38-47
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• 2013

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부로서 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성된 조립식 이음부가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부의 휨강성과 휨강도를 향상시키고자 단면상세를 개선하였고, 구조실험을 통해 얻은 결과를 기존 볼트체결 이음부와 비교 분석하였다. 비교분석 결과에 의하면, 전단스터드와 가외철근에 의한 이음부 콘크리트 보강으로 뚜렷한 전단균열 감소효과가 있었다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 서로 비교해 본 결과, 단면개선 전의 이음부에 비해 약 47% 정도 휨강성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한, 휨강도 비교결과에 의하면 개선된 이음부의 휨강도는 개선 전에 비해 약 32% 증가하였다. 개선된 이음부의 휨성능을 이음부가 없는 단면과 비교하면, 휨강도의 경우 동등 수준 이상이었으나, 휨강성의 경우는 약 37% 정도 더 작은 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권2호
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• pp.225-238
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• 2022

In order to improve the cracking resistance of reinforced concrete and give full play to the advantages of prefabricated assembly structure in construction, prestressed reinforced concrete composite beam (PRCC) is proposed. Through the bending static test of seven I-shaped beam specimens, the bending failure modes and bearing capacity of PRCC and reinforced concrete composite beam are compared and analyzed, and the effects of prestress size, prestressed reinforcement layout and prestress application sequence on the flexural behavior of PRCC beams are studied. The results show that the cracking load and ultimate load of PRCC beams significantly increased after prestressing, and prestressed tendons can effectively control the crack development. With the increase of prestressing degree, the deformation resistance and bending stiffness of PRCC beams are increased. The application sequence of prestress has little influence on the mechanical properties of PRCC beams. The crack width, stiffness and normal section bearing capacity of PRCC beam are analyzed, and the calculated results are in good agreement with the experimental results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.705-714
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• 2012

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

• 한국주거학회:학술대회논문집
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• 한국주거학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.287-290
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• 2005

Precast Concrete apartments were main stream of domestic industrialized housing around 90's , and Steel Houses applying Steel Stud technique with light weighted steel have been dominant portion since 1995. On the other hand, various building techniques including Steel Stud method and highly prefabricated and industrialized Unit method are prevailing in developed countries like Japan. Steel stud and Unit Box have their own merits an demerits, but the more crucial aspect is that the constant design standard should be applied in each design procedure. It entails the necessity of industrial housing development on the Open System basis. In this study, the design standard for Unit house will be established coping with the established preparing standard for design specifications defined by Architectural Law and Promotion Law of Housing Construction. That is for design standard of industrialized private housing on the Open System basis.

• 한국주거학회:학술대회논문집
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• 한국주거학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.291-294
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• 2005

Precast Concrete apartments were main stream of domestic industrialized housing around 90's , and Steel Houses applying Steel Stud technique with light weighted steel have been dominant portion since 1995. On the other hand, various building techniques including Steel Stud method and highly prefabricated and industrialized Unit method are prevailing in developed countries like Japan. Steel Stud and Unit Box have their own merits and demerits, but the more crucial aspect is that the constant design standard should be applied in each design procedure. It entails the necessity of industrial housing development on the Open System basis. In this study, the design standard for Unit house will be established coping with the established preparing standard for design specifications defined by Architectural Law and Promotion Law of Housing Construction. That is for design standard of industrialized private housing on the Open System basis.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.23-31
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• 2007

건설여건의 변화에 따라 교량구조물의 급속시공에 대한 요구가 늘어나고 있다. 이 논문에서는 하부구조에서 교각의 프리캐스트화를 위한 준정적 실험을 수행하였다. 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 교각 설계의 가장 주요한 항목이 내진성능의 확보에 있다. 7개의 프리캐스트 교각을 제작하였고 주요 실험변수는 긴장재의 양, 프리스트레스트의 크기, 이음부의 위치 및 수로 설정하였다. 실험결과 축방향으로 도입되는 프리스트레스에 의해 작은 횡변위하에서는 일부 손상이 발생하여도 변형의 복원력을 발휘하였지만 소성힌 지구간의 손상이 많은 경우에는 이러한 복원력이 효과를 발휘하지 못하는 것을 확인하였다. 실험을 통해 관찰된 손상의 형태로부터 판단할 때 조립식 교각의 이음부 설계는 기초부와 교각부 사이의 이음부에 대해서 실시되어야한다. 축방향 긴장재의 양은 RC 교각과 강재비를 일치시키는 것은 지나친 설계가 될 수 있고 주어진 하중조건에 대한 P-M 상관도를 만족시키는 수준에서 결정되어야 한다. 변위연성도 평가를 볼 때 프리캐스트 교각에서 횡철근비는 현재의 철근 콘크리트 교각과 동일한 수준에서 확보되어야 요구연성도를 만족할 수 있다. 에너지 소산능력은 강재비가 증가함에 따라 향상되었고 이음부의 수가 많은 경우가 다소 뛰어난 능력을 발휘하였다.