• 제목/요약/키워드: restrained concrete

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줄눈부의 거동을 고려한 시멘트콘크리트 포장체의 해석모델 개발 (Development of Analytical Model for Cement Concrete Pavements Considering Joint Behavior)

  • 변근주;이상민;임갑주
    • 콘크리트학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.91-98
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    • 1990
  • 시멘트콘크리트 포장의 세로줄눈 및 가로줄눈은 교통하중의 반복이동에 의한 포장슬래브의 단차현상을 억제하고, 하중, 온도 및 습도변화 등에 의하여 발생하는 응력 및 변형을 효율적으로 조절하기 위하여 설치된다. 그러나, 노반공극수의 동결융해, 지하수위의 변화, 줄눈부의 펌핑 및 단차현상으로 지반지지력이 저하되면 줄눈부에 국부적 응력집중이 발생하여 하중분산응력이 저하됨은 물론 포장의 공용성 및 안전성을 크게 위협하게 된다. 따라서 시멘트콘크리트 포장을 효율적으로 유지관리하고 사용성을 확보하기 위해서는 줄눈부의 하중전달특성을 보다 엄밀히 반영할 수 있는 해석모델이 정립되어야 하며, 이를 토대로 체계적인 유지관리 시스템이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 줄눈부의 거동을 다우얼바의 연결작용, 골재 맞물림작용 및 타이드키 작용으로 구분한 후, 포장체의 특성에 따라 이들의 영향을 포장슬래브의 구조해석에 선택적으로 반영시킬 수 있도록 해석프로그램을 개발하였다. 포장슬래브의 거동평가를 위하여 Winkler 기초모델 및 탄성지반 위에 놓인 판이론을 적용하였으며, 4절점 사각형 유한요소를 사용하여 줄눈요소의 강성 매트리스를 전 해석과정에 반영하였다. 한편, 본 연구의 해석결과를 Huang의 수치예에 비하여 Arlington 실험값에 더욱 근접된 경향을 보이므로 매우 효율적인 것으로 평가된다.

Experimental study on seismic performance of reinforced concrete frames retrofitted with eccentric buckling-restrained braces (BRBs)

  • Yang, Yong;Liu, Ruyue;Xue, Yicong;Li, Hui
    • Earthquakes and Structures
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    • 제12권1호
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    • pp.79-89
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    • 2017
  • As a new type of energy dissipation component with excellent mechanical performance, the Buckling-Retrained Braces (BRBs) were gradually applied in retrofitting and improving seismic performance of reinforced concrete structures in China. In order to investigate the seismic performance of reinforced concrete structures retrofitted with BRBs, quasi-static test of two single-bay and 3-story reinforced concrete frames specimens was conducted and introduced in this paper. Two 1/2 scaled specimens were designed to reflect real prototype structure. For comparison, one control specimen was designed without BRBs, and the other specimen was retrofitted with BRBs. And particularly, for the specimen retrofitted with BRBs, the BRBs were eccentric layout instead of usually concentric or x-shaped layout, aiming to be more suitable for large-span frames. In the test, the failure mode, carrying capacity, deformability, ductility and energy dissipation ability of both two specimens were investigated. Based on the test results of the measured hysterical curves, skeleton curves, the seismic performances such as bearing capacity, plastic deformability, energy dissipation ability and ductility of two specimens were fully studied. And from the test results, it was indicated that the specimen retrofitted with BRBs showed much better seismic performance than the control specimen without BRBs, and the BRBs could effectively improve the seismic performance of the reinforced concrete frame. For the specimen retrofitted with BRBs, the BRBs firstly yielded before the beam-ends and the column-ends, and an expected yielding process or yielding mechanism as well as good seismic performance was obtained. For the specimens without BRBs, though the beam-ends yielded prior to the column-ends, the seismic performance was much poor than that of the specimen with BRBs.

내화성능 개선을 위한 강섬유 보강 내부 앵커형 각형강관 합성기둥의 실험연구 (An Experimental Study of Improving Fire Performance with Steel-fibers for Internally Anchored Square Composite Columns)

  • 김선희;염경수;김용환;최성모
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.499-509
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    • 2014
  • 본 연구에서는 해결방안으로 내부 콘크리트를 강섬유와 혼입하여 기둥자체의 연성과 인성을 증대시키는 것에 중점을 맞추고 있다. 즉, 강섬유 혼입량과 하중조건에 따른 내력 및 변형능력을 종합적으로 파악하여 강섬유 콘크리트와 용접조립각형 강관기둥의 상호작용을 구조, 내화측면에서 분석해 보고자 한다. 동일한 형상과 경계조건(하중비)에서 강섬유 혼입(0.375%)으로 내화성능은 약 1.1~1.3배 향상된 실험결과를 얻을 수 있었다. 강섬유 콘크리트의 균열 억제 특성은 열 하중에 의한 콘크리트의 변형저항 성능을 증가 시키면서 내화성능의 향상을 가져온 것으로 판단된다. 또한, 내부 리브의 열 변형에도 내부 콘크리트 단면은 건전한 상태로 남아있어 하중 분담능력이 증폭된 결과로 분석됐다.

이중버블시트를 이용한 단열보온양생공법의 한중매스콘크리트 현장적용 (Field Application of the Mass Concrete Using Insulation Curing Method with Double Bubble Sheets Subject to Cold Weather)

  • 이동규;김종;김기훈;황인성;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2007년도 춘계학술논문 발표대회
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    • pp.1-4
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    • 2007
  • This study investigated the applicability of insulation curing method with double layer bubble sheets to the man concrete subjected to cold weather. Temperature history of the mass concrete indicated that the highest temperature of center section was exhibited at $34^{\circ}C$ while the that of surface section was $25^{\circ}C$. Difference between center and surface was shown to be less $10^{\circ}C$ when the temperature of center section was peak section, and thereby associated temperature cracking index was calculated 1.5, and occurrence probability of temperature cracking was 5%, so there was no temperature cracking caused by internal restraint. No temperature crack was observed by naked eye. It was clear that early frost demage and temperature cracking could be restrained due to reducing temperature difference between inner part and outside in the case double bubble sheets applied to insulation curing method in cold weather. The maturity of mass concrete is higher than outside about $72\sim89^{\circ}$ DD, so it was demonstrated to prevent early frost demage and ensure strength excellently. Insulation curing method with double bubble sheets was more economic than heating curing method.

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Half PC 슬래브의 건조수축 거동 예측에 관한 연구 (Study on Prediction of Drying Shrinkage Behavior of Half PC slab)

  • 서태석;최훈제
    • 한국건축시공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.31-37
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    • 2017
  • 최근에는 공사기간을 단축하기 위해서 데크플레이트 외에 half PC 슬래브의 사용도 점차적으로 증가하고 있는 실정이다. PC 슬래브 위에 후타설되는 topping concrete 의 건조수축 변형이 PC 슬래브에 의해 구속을 받게 되므로 topping concrete 에 건조수축에 의한 균열이 발생할 수 있다. 따라서 half PC 슬래브의 품질을 향상시키고 내구성능을 증가시키기 위해서 건조수축에 의한 half PC 슬래브의 거동을 사전에 정확히 예측하는 것이 중요하다. 하지만 아직까지 half PC 슬래브의 수축거동 예측에 관한 연구결과가 없는 실정이므로 본 연구에서는 half PC 슬래브를 대상으로 건조수축거동을 관찰하였으며, 크리프특성을 고려한 증분법에 의한 수축거동을 예측한 후 실측값과 비교하여 그 타당성을 검토하였다. 그 결과 건조수축의 구속작용에 의해 half PC 슬래브에 발생하는 인장변형률은 구속률 개념과 증분법을 적용하여 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

재생 PET 섬유가 혼입된 섬유 보강 콘크리트의 강도 및 균열저항 특성 (Strength and Crack Resistance Properties of Fiber Reinforced Concrete Mixed with Recycled PET Fiber)

  • 김성배;김현영;이나현;김장호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.102-108
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 폐 PET병을 재활용하여 만든 섬유(RPET)를 콘크리트 부재에 적용시키기 위한 성능 평가에 있다. RPET 섬유보강 효과를 평가하기 위해서 압축강도, 탄성계수, 쪼갬인장강도와 같은 기초물성실험과 건조수축균열실험을 수행하였다. 기초물성실험에서 RPET의 혼입률이 증가할수록 RPET 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수는 감소하였고, 쪼갬인장강도는 증가하였다. 건조수축 실험에서 자유건조수축은 증가하였다. 반면에 구속건조수축의 경우 RPET 섬유에 의한 인장 저항성의 증가로 인해 균열 발생을 지연시켰다. RPET 섬유와 PP 섬유를 혼입한 콘크리트 시편의 특성을 비교해보면 두 섬유가 유사하다는 것을 알 수 있다. 따라서 RPET 섬유는 PP 섬유의 대체 재료로서 충분할 뿐만 아니라 폐 PET병을 재활용하고 환경오염을 저감시킨다는 측면에서 친환경적으로 더 뛰어나다는 것을 알 수 있다.

변형률 및 열응력 이력 계측을 통한 초기재령 콘크리트의 컴플라이언스 함수 추정 (Identification of Compliance Function for Early-Age Concrete Based on Measured Strain & Thermal Stress Histories)

  • 오병환;신준호;최성철;차수원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.662-669
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    • 2003
  • 최근 들어 콘크리트 구조물의 내구성 및 사용성이 강조되고 있는 추세에서 많은 연구자들이 초기 재령 콘크리트의 거동에 대하여 실험 및 해석적으로 분석하고 있다. 그러나 이러한 노력에도 불구하고 아직도 초기재령 콘크리트의 거동에 대하여 많은 불확실성이 존재하며 대부분의 실험이 실내 실험에 국한되어 실제 구조물 내에서 발생하는 거동에 대한 분석은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 실제 구조물의 변형 및 열응력 이력의 계측을 통하여 초기재령 콘크리트의 응력 예측에 사용되는 컴플라이언스 함수를 추정하여 제안하였다. 본 연구에서 제안된 컴플라이언스 함수를 재하재령 및 재하기간에 따라 기존의 컴플라이언스 함수와 비교하였으며 기존의 함수는 초기 콘크리트의 변형을 과소평가하는 것으로 나타났다. 또한 제안된 함수를 이용하여 콘크리트의 시간에 따른 응력을 계산하였으며 계산된 응력은 기존의 함수를 이용하여 계산된 응력이 실제 응력을 과대평가하는것과는 달리 계측된 응력과 거의 일치하였다. 따라서 본 연구에서 제안된 컴플라이언스 함수는 초기재령 콘크리트의 시간에 따른 응력을 합리적으로 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

하이브리드 합성섬유를 이용한 고인성 섬유보강 복합체의 휨특성 (Flexural Characteristics of High Performance Fiber Reinforced Cement Composites used in Hybrid Synthetic Fibers)

  • 한병찬;전 에스더;박완신;이영석;복산양;윤현도
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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    • pp.734-737
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    • 2004
  • The synthetic fibers such as polypropylene(PP) and polyvilyl-alcohol(PVA) fiber are poised as a low cost alternative for reinforcement in structural applications. It has been reported that synthetic fiber in cement composites can control restrained tensile stresses and cracks and increase toughness, resistance to impact, corrosion, fatigue and durability. High performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCCs) shows ultra high ductile behavior in the hardened state, because of the fiber bridging properties. Therefore, a variety of experiments have being performed to access the performance of HPFRCCs recently. The research emphasis is on the flexural behavior of HPFRCCs made in synthetic fibers, and how this affects the composite property, and ultimately its strain-hardening performance. Three-point bending tests on HPFECCs are carried out. As the result of the bending tests, HPFRCCs showed high flexural strength and ductility. HPFRCCs made in PVA or Hybrid fiber were, also, superior to PP of singleness. On the other hand, effect of sand volume fraction on HPFRCCs made in PP was insignificant.

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Progressive Collapse Resistance of RC Frames under a Side Column Removal Scenario: The Mechanism Explained

  • Hou, Jian;Song, Li
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제10권2호
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    • pp.237-247
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    • 2016
  • Progressive collapse resistance of RC buildings can be analyzed by considering column loss scenarios. Using finite element analysis and a static test, the progressive collapse process of a RC frame under monotonic vertical displacement of a side column was investigated, simulating a column removal scenario. A single-story 1/3 scale RC frame that comprises two spans and two bays was tested and computed, and downward displacement of a side column was placed until failure. Our study offers insight into the failure modes and progressive collapse behavior of a RC frame. It has been noted that the damage of structural members (beams and slabs) occurs only in the bay where the removal side column is located. Greater catenary action and tensile membrane action are mobilized in the frame beams and slabs, respectively, at large deformations, but they mainly happen in the direction where the frame beams and slabs are laterally restrained. Based on the experimental and computational results, the mechanism of progressive collapse resistance of RC frames at different stages was discussed further. With large deformations, a simplified calculation method for catenary action and tensile membrane action is proposed.

Elastic distortional buckling of tapered composite beams

  • Bradford, M.A.;Ronagh, H.R.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제5권3호
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    • pp.269-281
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    • 1997
  • The overall buckling mode in a composite steel-concrete beam over an internal support is necessarily lateral-distortional, in which the bottom compressive range displaces laterally and twists, since the top flange is restrained by the nearly rigid concrete slab. An efficient finite element method is used to study elastic lateral-distortional buckling in composite beams whose steel portion is tapered. The simplified model for a continuous beam that is presented herein is a fixed ended cantilever whose steel portion is tapered, and is subjected to moment gradient. This is intended to give an insight into distortion in a continuous beam that occurs in the negative bending region, and the differences between the cantilever representation and the continuous beam are highlighted. An eigenproblem is established, and the buckling modes and loads are determined in the elastic range of structural response. It is found from the finite element study that the buckling moment may be enhanced significantly by using a vertical stiffener in the region where the lateral movement of the bottom range is greatest. This enhancement is quantified in the paper.