• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.505-515
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• 2024

In this study, obtaining theoretical stress-strain curves and determining the parameters defining the equivalent rectangular stress block were aimed for 3 and 4-layered rectangular Reinforced Concrete (RC) cross-sections subjected to flexure. For these aims, the analytical stress-strain model proposed by Hognestad was chosen for the concrete grades (20 MPa≤fck≤60 MPa) used in this study. The tensile strength of the concrete was neglected and the thickness of the concrete layers in the compression zone of the concrete cross-section was taken as equal. In addition, while concrete strength was kept constant within each layer, concrete strengths belonging to separate layers were increased from the neutral axis towards the outer face of the compression zone of the concrete cross-section. After the equivalent rectangular stress block parameters were determined by numerical iterations, variations of these parameters depending on concrete strength in layers and layer numbers were obtained. Finally, some analytical equations have been proposed to predict the equivalent stress block parameters for the 3 and 4-layered RC cross-sections and validities of these proposed equations were shown by different metrics in this study.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.915-920
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• 2001

This study was conducted to analysis the distribution of the rectangular stress block for high-strength polymer concrete beam. C-shaped specimens were produced and tested to compute parameters of the rectangular stress block. They were $\kappa_{1}$ = 0.73, $\kappa_{3}$ = 0.94 and $\gamma$= 0.845, respectively. Experimental value of flexural strength of beam was same to be compared with theoretical value. But there is desirable to need many experimental data in order to exact design of polymer concrete structure.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.248-251
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• 2003

The ACI 318 stress block parameters have been closely examined for validity of their values in evaluation of flexural strength and deformability. For this the conventional definition of stress block has been used. The comparison of parameter values between ACI stress blocks and the exact approach implies that an alternative idealization other than the rectangular stress block may be required.

• 한국농공학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.29-37
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• 2008

Stress-strain relation and stress block parameters of polymer concrete flexural compression members were experimentally investigated. For these purposes, a series of C-shaped polymer concrete specimens subjected to axial compressive load was tested. Based on the test results, we proposed an equation by which the stress-strain relation of polymer concrete can be predicted. In this model, we took account the slope of descending branch beyond the peak stress point of single curve. The proposed equation was numerically integrated to compute the rectangular stress block parameters. Computed ${\beta}_1$ was greater than the values prescribed in ACI 318 Code for cement concrete, and $\gamma$ was about 0.85 that is similar to the value regulated in the ACI.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.335-343
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• 2003

철근 콘크리트 보의 휨 해석 시 적용되는 콘크리트 압축연단의 극한변형률(${\varepsilon}$$_{cu}$) 과 등가응력블럭 계수(${\beta)$$_1$)는 1축 뿐 만 아니라 2축 휨 해석에도 적용될 수 있는 것으로 여러 실험결과를 통하여 검증되었다. 그러나 2축 휨을 받는 기둥 단면에서와 같이 압축영역이 비직사각형인 경우 극한변형률과 등가응력블럭 계수는 압축영역이 직사각형인 경우와 달라지게 되고, 이와 같은 압축영역 형태에 따른 콘크리트 응력분포 특성의 변화는 기둥과 같이 고축력을 받는 경우 단면의 휨 강도에 중요한 영향을 끼치게 된다. 그러나 ACI318-99에서 제시하는 기둥의 2축 휨 설계도표는 1축과 2축 휨 해석에 동일한 응력분포 특성치를 적용하여 산출되었다. 본 논문에서는 중립축 각도와 깊이에 따른 응력분포 특성을 파악하고 이를 합리적으로 수식화 함으로써 수정된 단면 소성해석 모델을 제시하였다. 또한 제시된 소성해석 모델을 적용한 기둥 단면해석 Program을 개발하고 해석 결과를 기존의 소성해석 모델 및 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.365-376
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• 2011

현행 콘크리트구조설계기준(2007)은 콘크리트 구조물의 설계에 적용하는 콘크리트의 압축응력 분포로 ACI 318의 등가 직사각형 응력 분포를 규정하고 있다. 단면의 휨강도 해석에는 등가 직사각형 응력 분포가 충분하겠지만, 성능 중심 설계의 한계 상태 검증에는 실제와 가까운 압축응력-변형률 관계가 필요하다. 또 등가 직사각형 응력 분포는 고강도 콘크리트 기둥의 휨강도 해석에 비안전측의 결과를 준다는 것이 알려져 있으므로, 이를 대신하는 새로운 응력 분포 모델이 필요하다. 이 연구에서는 Eurocode와 일본 토목학회의 설계기준에서 채택하고 있는 포물선-직선 형상의 새로운 모델을 제안하였다. 이 응력 분포 모델은 이 연구에서 수행된 압축응력 분포 실험과 타 연구자들의 실험 결과를 분석하여 도출된 것으로서, 보통 강도뿐만 아니라 고강도 콘크리트를 포함한 것이다. 제안 모델의 특성은 미국 ACI 318, 캐나다 CSA, 유럽의 Eurocode, 일본 토목학회 설계기준의 응력 분포 모델과 함께 실험 결과와 비교하여 정리하였다.

• Computers and Concrete
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• 제8권2호
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• pp.207-227
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• 2011

In flexural strength design of unconfined reinforced concrete (RC) members, the concrete compressive stress-strain curve is scaled down from the uni-axial stress-strain curve such that the maximum concrete stress adopted in design is less than the uni-axial strength to account for the strain gradient effect. It has been found that the use of this smaller maximum concrete stress will underestimate the flexural strength of unconfined RC members although the safety factors for materials are taken as unity. Herein, in order to investigate the effect of strain gradient on the maximum concrete stress that can be developed in unconfined flexural RC members, several pairs of plain concrete (PC) and RC inverted T-shaped specimens were fabricated and tested under concentric and eccentric loads. From the test results, the maximum concrete stress developed in the eccentric specimens under strain gradient is determined by the modified concrete stress-strain curve obtained from the counterpart concentric specimens based on axial load and moment equilibriums. Based on that, a pair of equivalent rectangular concrete stress block parameters for the purpose of flexural strength design of unconfined RC members is determined.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.149-160
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• 1999

본 논문은 고강도 콘크리트기둥에 대한 설계방법을 검증하는 연구의 일부로서, 보통강도 및 고강도 콘크리트기둥시편에 대하여 편심하중의 재하실험을 수행하여 파괴거동을 관찰하고 기둥강도를 측정하였다. 기둥시편은 모두 32개로 콘크리트 압축강도, 종방향 철근비, 세장비, 재하편심을 실험의 주요변수로 선정하였다. 콘크리트 압축강도는 356~951 kg/$cm^$ 이며, 종방향철근비는 1.13~5.51 %, 세장비는 19, 40, 61의 3 종류로 하였다. ACI의 직사각형 응력블럭, Ibrahim과 MacGregor의 수정된 직사각형 응력블럭, 사다리꼴 응력 블럭을 이용한 기둥강도해석과 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석을 수행하였으며, 실험결과와 비교분석하였다. 현시방서에서 적용하고 있는 직사각형 응력블럭은 철근비가 낮은 고강도 콘크리트기둥에 대하여 비안전측의 축력-모멘트강도를 제공한다. 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석시에는 콘크리트 응력-변형률곡선의 최대응력을 결정하는 $k_3$ 값에 따라 정확성 및 안전성이 좌우된다. 또한, 본 논문에서는 재하실험을 통한 기둥의 파괴거동, 압축연단 극한변형률, 응력블럭변수 등을 비교분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권2호
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• pp.185-207
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• 2013

In flexural strength design of normal-strength concrete (NSC) beams, it is commonly accepted that the distribution of concrete stress within the compression zone can be reasonably represented by an equivalent rectangular stress block. The stress block it governed by two parameters, which are normally denoted by ${\alpha}$ and ${\beta}$ to stipulate the width and depth of the stress block. Currently in most of the reinforced concrete (RC) design codes, ${\alpha}$ and ${\beta}$ are usually taken as 0.85 and 0.80 respectively for NSC. Nonetheless, in an experimental study conducted earlier by the authors on NSC columns, it was found that ${\alpha}$ increases significantly with strain gradient, which means that larger concrete stress can be developed in flexure. Consequently, less tension steel will be required for a given design flexural strength, which improves the ductility performance. In this study, the authors' previously proposed strain-gradient-dependent concrete stress block will be adopted to produce a series of design charts showing the maximum design limits of flexural strength and ductility of singly-and doubly-NSC beams. Through the design charts, it can be verified that the consideration of strain gradient effect can improve significantly the flexural strength and ductility design limits of NSC beams.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.638-644
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• 2002

본 연구에서는 압축강도 1400 kgf/$\textrm{cm}^2$ 를 갖는 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트를 이용하여 제작한 C형 시험체에 대한 편심압축 시험을 통하여 폴리머 콘크리트 휨부재의 응력-변형률 관계를 구명하고 등가직사각형 응력블럭의 파라미터 $\alpha$, $\beta$1, ${\gamma}$를 산출하였다. 아울러 인장철근비를 달리하는 5종의 전단스팬비 4.0인 철근 보강 폴리머 콘크리트 보에 대한 휨시험에서 얻어진 극한모멘트 시험값과 C형 시험체 응력-변형률 곡선에서 산출되는 파라미터 $\alpha$=0.61, $\beta$1=0.73 를 이용하여 계산된 이론적인 극한모멘트 값을 비교하여 보았던 바, 인장철근비가 0.50 $\rho$b 이상일때 시험값과 이론값이 비교적 잘 부합됨을 확인 할 수 있었다. 그러나 폴리머 콘크리트 휨 부재에 대한 보다 정확한 설계기준의 마련을 위해서는 압축강도와 크기를 변수로 하는 C형 시험체에 대한 보다 많은 시험을 통한 파라미터의 체계적인 연구가 필요하다.