• 제목/요약/키워드: retrofitting method

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단부 증타 보강된 RC 전단벽체의 전단강도 (Shear Strength of Retrofitted RC Squat Wall by Additional Boundary Element)

  • 이유선;홍성걸;박영미
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.489-499
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    • 2015
  • 내진 보강 공법의 보강효과 파악을 위해선 이에 대한 이론적 규명이 필요하다. 이에 본 연구는 단부에 기둥 부재를 증타한 단근 배근된 전단벽체를 대상으로 해 보강되는 기둥의 상세와 일체화 거동을 고려한 전단강도 모델을 제안했다. 이 모델은 증타된 기둥부재의 전단변형이 집중되는 길이를 가정해 이를 일체화된 벽체 내에 발생하는 스트럿 두께 산정에 이용했다. 뿐만 아니라 이 길이 내에 집중 발생하는 전단변형률을 유도, 이를 일체화 거동을 고려한 적합성 조건을 기존 전단벽체의 해석 알고리즘에 도입함으로써 증타 보강된 벽체의 해석 알고리즘을 새로이 제안했다. 또한 제안된 알고리즘을 통해 계산된 전단강도로 횡력 저항 메커니즘을 단일 스트럿 화 시켜줌으로써 보강부재의 초기강성을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 방법의 타당성을 확인하기 위해 해석 결과 값을 본 연구에서 수행한 증타 보강된 벽체를 대상으로 한 실험뿐만 아니라 기존 RC 골조 내에 RC 전단벽체를 신설해 보강한 실험의 결과와 비교해 본 결과, 기둥부재의 상세를 고려하면서 동시에 기존 기준들에 비해 실험결과에 가깝게 예측할 수 있음을 확인했다.

Seismic vulnerability assessment of composite reinforced concrete-masonry building

  • Remki, Mustapha;kehila, Fouad;Bechtoula, Hakim;Bourzam, Abdelkrim
    • Earthquakes and Structures
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    • 제11권2호
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    • pp.371-386
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    • 2016
  • During the last decades, many destructive earthquakes occurred in Algeria, particularly in the northern part of the country (Chlef (1980), Constantine (1985), Tipaza (1989), Mascara (1994), Ain-Benian (1996), Ain Temouchent (1999), Beni Ourtilane (2000), and recently $Boumerd{\acute{e}}s$ (2003), causing enormous losses in human lives, buildings and equipments. In order to reduce this risk and avoid serious damages to the strategic existing buildings, the authorities of the country, aware of this risk and in order to have the necessary elements that let them to know and estimate the potential losses in advance, with an acceptable error, and to take the necessary countermeasures, decided to invest into seismic upgrade, strengthening and retrofitting of those buildings. To do so, seismic vulnerability study of this category of buildings has been considered. Structural analysis is performed based on the site investigation (inspection of the building, collecting data, materials characteristics, general conditions of the building, etc.), and existing drawings (architectural plans, structural design, etc.). The aim of these seismic vulnerability studies is to develop guidelines and a methodology for rehabilitation of existing buildings. This paper presents the methodology, based on non linear and seismic analysis of existing buildings, followed in this study and summarizes the vulnerability assessment and strengthening of one of the strategic buildings according to the new Algerian code RPA 99/version 2003. As a direct application of this methodology, both, static equivalent method and non linear dynamic analysis, of composite concrete masonry existing building in the city of "CONSTANTINE", located in the east side of ALGERIA, are presented in this paper.

정수처리장내 급속모래 여과지의 이단복합여과시스템으로의 개량 (Improvement of Rapid Sand Filtration to Two Stage Dual Media Filtration System in Water Treatment Plant)

  • 우달식;황규원;김준언;황병기;조관형
    • 한국환경보건학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.141-149
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    • 2011
  • This study aimed for developing a two stage dual media filtration system. It has a sand and activated carbon layer above the under-drain system, and a sand layer above the middle-drain system for pretreatment. When retrofitting an old sand filter bed or designing a new one, this technology can substitute the existing sand filter bed without requiring a new plant site. The removal rate of total particle is 93, and 3~7 ${\mu}m$ and 5~15 ${\mu}m$ particles are all 97%. These high removal efficiencies of each pollutant due to adsorption and biological oxidation in activated carbon filter layer. The best backwashing method of two stage dual media filtration system is ascertained by air injection, air + water injection and water injection sequence. In this study, a pilot plant of two stage and dual filtration system was operated for 4 months in water treatment plant. The stability of turbidity was maintained below 1 NTU. The TOC, THMFP and HAAFP were removed about 90% by two stage and dual media filtration system, which is almost 2 times higher than existing water treatment plant.

Modeling of RC shear walls strengthened by FRP composites

  • Sakr, Mohammed A.;El-khoriby, Saher R.;Khalifa, Tarek M.;Nagib, Mohammed T.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제61권3호
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    • pp.407-417
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    • 2017
  • RC shear walls are considered one of the main lateral resisting members in buildings. In recent years, FRP has been widely utilized in order to strengthen and retrofit concrete structures. A number of experimental studies used CFRP sheets as an external bracing system for retrofitting of RC shear walls. It has been found that the common mode of failure is the debonding of the CFRP-concrete adhesive material. In this study, behavior of RC shear wall was investigated with three different micro models. The analysis included 2D model using plane stress element, 3D model using shell element and 3D model using solid element. To allow for the debonding mode of failure, the adhesive layer was modeled using cohesive surface-to-surface interaction model at 3D analysis model and node-to-node interaction method using Cartesian elastic-plastic connector element at 2D analysis model. The FE model results are validated comparing the experimental results in the literature. It is shown that the proposed FE model can predict the modes of failure due to debonding of CFRP and behavior of CFRP strengthened RC shear wall reasonably well. Additionally, using 2D plane stress model, many parameters on the behavior of the cohesive surfaces are investigated such as fracture energy, interfacial shear stress, partial bonding, proposed CFRP anchor location and using different bracing of CFRP strips. Using two anchors near end of each diagonal CFRP strips delay the end debonding and increase the ductility for RC shear walls.

비탄성 지진응답 제어를 위한 ATC-55에 기반한 마찰감쇠기 설계절차 (ATC-55 Based Friction Damper Design Procedure for Controlling Inelastic Seismic Responses)

  • 김형섭;민경원;이상현;박지훈
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권1호통권41호
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • 본 논문의 목적은 탄성과 비탄성 구조물의 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계절차를 제시하는 것이다. ATC-40과 ATC-55를 이용하여 비탄성 구조물의 등가선형감쇠비와 등가선형주기를 구하였고, 이에 기초하여 목표 성능을 만족하기 위한 마찰감쇠기의 최대마찰력을 결정하는 식을 제시하였다. 이 식은 항복 전후 강성비와 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도비, 그리고 구조물의 주기에 따라 비선형 수치해석과 오차가 발생한다. 수식에 의해 산출한 최대마찰력과 비선형 수치 해석에 의해 산출된 값과의 오차를 줄이기 위하여, 최소 제곱법을 사용하여 오차 보정식을 제시하였다. 수치해석결과는 제안된 보정식을 사용하면 탄성 및 비탄성 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계를 합리적으로 수행할 수 있음을 보여준다

Load carrying capacity of CFRP retrofitted broken concrete arch

  • Wang, Peng;Jiang, Meirong;Chen, Hailong;Jin, Fengnian;Zhou, Jiannan;Zheng, Qing;Fan, Hualin
    • Steel and Composite Structures
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    • 제23권2호
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    • pp.187-194
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    • 2017
  • To reuse a broken plain concrete (PC) arch, a retrofitting method was proposed to ensure excellent structural performances, in which carbon fiber reinforced polymers (CFRPs) were applied to repair and strengthen the damaged PC arch through bonding and wrapping techniques. Experiments were carried out to reveal the deformation and the load carrying capacity of the retrofitted composite arch. Based on the experiments, repairing and strengthening effects of the CFRP retrofitted broken arch were revealed. Simplified analysing model was suggested to predict the peak load of the CFRP retrofitted broken arch. According to the research, it is confirmed that absolutely broken PC arch can be completely repaired and reinforced, and even behaves more excellent than the intact PC arch when bonded together and strengthened with CFRP sheets. Using CFRP bonding/wrapping technique a novel efficient composite PC arch structure can be constructed, the comparison between rebar reinforced concrete (RC) arch and composite PC arch reveals that CFRP reinforcements can replace the function of steel bars in concrete arch.

X-가새형 탄소섬유케이블을 이용한 중·저층 철근콘크리트 건물의 내진보강법 개발 (A Development of Seismic Rehabilitation Method of RC Buildings Strengthened with X-Bracing Using Carbon Fiber Composite Cable)

  • 이강석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.1-9
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    • 2014
  • 본 연구에서는 기존 강재브레이스 내진보강법이 가지는 좌굴문제 등 단점을 극복할 수 있는 중 저층 철근콘크리트 건축물에 효과적으로 적용할 수 있는 새로운 내진보강법을 개발하였다. Carbon Fiber Composite Cable (CFCC)을 이용하여 건축물 골조 외부에 X자 형태로 내진보강을 실시하고, 상부 및 하부 보 양 단부에 CFCC X-브레이싱을 고정하기 위해서 평판 및 돌출형 나사식 접합으로 내진보강을 실시하는 내진보강법으로서, 반복하중 실험을 통하여 내진보강 효과를 규명하였다. 실험체는 비교용 비보강 골조, 평판형 및 돌출형 CFCC X-브레이싱 내진보강 골조 실험체 총 3개를 제작하였다. 실험결과, 본 연구에서 개발한 CFCC 내진보강법은 강도증진형 내진보강법으로 드러났으며, 기존 강재브레이스 보강법 대비 중량증가가 거의 없으며, 재료자체가 압축에 대한 좌굴이 없으며, 경량이므로 시공성이 매우 우수하고 중량 및 체적대비 우수한 강도가 발휘될 뿐만 아니라 특히, CFCC의 직경을 변경함으로서 내진보강 목적 (강도 보강량)에 대응하여 내진성능을 쉽게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.

탄소섬유 앵커 X-브레이싱으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조거동 및 내진보강 효과 (Retrofitting Effects and Structural Behavior of RC Columns Strengthened with X-Bracing Using Carbon Fiber Anchor)

  • 심종성;이강석;권혁우;김현중
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.323-331
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    • 2012
  • 이 논문에서는 콘크리트 기둥에 새로운 보강방법을 제시하여 반복하중에 대한 구조적인 성능시험을 하였다. 두 개의 콘크리트 기둥에 고성능 탄소섬유 다발을 이용하여 X자 형태의 보강을 실시하고, 기둥의 내부에 X-브레이싱을 고정하기 위해 기둥 단면을 천공하여 탄소섬유 다발을 기둥에 삽입한 후 탄소섬유로 단부를 감싸주는 새로운 보강방법인 탄소섬유 앵커 X-브레이싱 보강공법을 이용해 콘크리트 기둥의 구조성능과 보강효과를 시험을 통하여 규명하였다. 이를 위해 탄소섬유로 보강된 휨 파괴형 실험체 기둥과 전단 파괴형 실험체 기둥을 축소모형으로 각각 제작하였다. 휨과 전단저항 기둥에 대해 X-브레이스 보강 유, 무 실험체에 반복하중시험을 통해 기둥의 연성과 강도 보강효과를 확인하였다.

광섬유센서가 내장된 강연선을 이용한 교량의 장력 모니터링 방법 (A Methodology for Monitoring Prestressed Force of Bridges Using OFS-embedded Stand)

  • 김재민;김현우;김영상;김진원;윤정방
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.287-294
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    • 2008
  • 이 연구에서는 교량 상부구조물의 보수 보강에 많이 사용되는 7연 강연선의 공용중 긴장력 관리를 위한 새로운 방법은 제안하였다. 제안된 스마트 강연선은 기존 강연선의 중앙 킹와이어를 강제튜브로 대체하고, 강제튜브의 내부에 FBG 광섬유센서를 설치하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있도록 하였다. 내장된 센서를 통하여 이 스마트 강연선의 변형률을 쉽게 측정할 수 있으므로, 공용중 강연선의 긴장력을 모니터링할 수 있다. 본 연구에서 제안된 장력 모니터링 방법의 효용성을 증명하기 위하여 FBG센서 2개가 내장된 길이 7.0m인 스마트 강연선을 제작하고, 이를 길이 6.4m, 높이 0.6m인 RC T형 모형거더에 외장형 텐던으로 적용하였다. 그리고 이 시험거더에 대한 재하-제하시험을 실시하고 로드셀에서 계측된 긴장력과 스마트 강연선을 이용하여 예측한 긴장력을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 스마트 강연선은 긴장력이 작용된 강연선의 장력을 정확하게 모니터링 하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

Cyclic tests on RC joints retrofitted with pre-stressed steel strips and bonded steel plates

  • Yu, Yunlong;Yang, Yong;Xue, Yicong;Wang, Niannian;Liu, Yaping
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제75권6호
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    • pp.675-684
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    • 2020
  • An innovative retrofit method using pre-stressed steel strips and externally-bonded steel plates was presented in this paper. With the aim of exploring the seismic performance of the retrofitted RC interior joints, four 1/2-scale retrofitted joint specimens together with one control specimen were designed and subjected to constant axial compression and cyclic loading, with the main test parameters being the volume of steel strips and the existence of externally-bonded steel plates. The damage mechanism, force-displacement hysteretic response, force-displacement envelop curve, energy dissipation and displacement ductility ratio were analyzed to investigate the cyclic behavior of the retrofitted joints. The test results indicated that all the test specimens suffered a typical shear failure at the joint core, and the application of externally-bonded steel plates and that of pre-stressed steel strips could effectively increase the lateral capacity and deformability of the deficient RC interior joints, respectively. The best cyclic behavior could be found in the deficient RC interior joint retrofitted using both externally-bonded steel plates and pre-stressed steel strips due to the increased lateral capacity, displacement ductility and energy dissipation. Finally, based on the test results and the softened strut and tie model, a theoretical model for determining the shear capacity of the retrofitted specimens was proposed and validated.