• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권1호
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• pp.1-17
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• 2015

An experimental investigation is conducted to examine the behavior and cracking of steel fiberre-inforced concrete spandrel L-shaped beams subjected to combined torsion, bending, and shear. The experimental program includes 12 medium-sized L-shaped spandrel beams organized into two groups, namely, specimens with longitudinal reinforcing bars, and specimens with bars and stirrups. All cases are examined with 0%, 1%, and 1.5% steel fiber volume fractions and tested under two different loading eccentricities. Test results indicate that the torque to shear ratio has a significant effect on the crack pattern developed in the beams. The strain on concrete surface follows the crack width value, and the addition of steel fibers reduces the strain. Fibrous concrete beams exhibited improved overall torsional performance compared with the corresponding non-fibrous control beams, particularly the beams tested under high eccentricity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권6호
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• pp.713-737
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• 2006

This paper presents the results of an experimental investigation on the behaviour of 56 reinforced concrete beams subjected to pure torsion. The reported results include the behaviour curves, the failure modes and the values of the pre-cracking torsional stiffness, the cracking and ultimate torsional moments and the corresponding twists. The influence of the volume of stirrups, the height to width ratios and the arrangement of longitudinal bars on the torsional behaviour is discussed. In order to describe the entire torsional behaviour of the tested beams, the combination of two different analytical models is used. The prediction of the elastic till the first cracking part is achieved using a smeared crack analysis for plain concrete in torsion, whereas for the description of the post-cracking response the softened truss model is used. A simple modification to the softened truss model to include the effect of confinement is also attempted. Calculated torsional behaviour of the tested beams and 21 beams available in the literature are compared with the experimental ones and a very good agreement is observed.

• 콘크리트학회지
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• 제5권1호
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• pp.103-113
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• 1993

일반적으로 스터럽이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트 압축강도, 주철근비, 전단스팬비 및 보 유효깊이에 좌우된다는 것이 많은 연구를 통하여 밝혀지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보의 거동 및 전단강도 특성을 분석하기 위하여 주철근비, 전단스팬비 및 보 유효깊이를 변수로 두고 총 22개의 단철근 보 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과는 ACI규준식, Zsutty식 및 Bazant & Kim식의 예측값들과 함께 비교, 분석되었는데, ACI 규준식은 주철근비 및 전단스팬비의 효과를 과소평가할 뿐만 아니라 유효깊이가 915mm인 큰 보의 경우 안전측이 아니어서 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. Zsutty식은 주철근비의 효과를 적절하게 평가하는 것으로 나타났으며, Bazant & Kim 식은 유효깊이 증가에 따른 전단강도 감소 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한, 다른 연구자들의 실험치와 비교, 분석해본 결과 주철근비 및 전단스팬비의 효과는 콘크리트 압축강도 수준에 따라 큰 변화가 없는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권3호
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• pp.343-361
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• 2010

The Discrete Element Method adopting particles for the domain discretization has recently been adopted in fracture studies of non-homogeneous continuous media such as concrete and rock. A model is proposed in which the reinforcement is modelled by 1D rigid-spring discrete elements. The rigid bars interact with the rigid circular particles that simulate the concrete through contact interfaces. The DEM enhanced model with reinforcement capabilities is evaluated using three point bending and four point bending tests on reinforced concrete beams without stirrups. Under three point bending, the model is shown to reproduce the expected final crack pattern, the crack propagation and the load displacement diagram. Under four point bending, the model is shown to match the experimental ultimate load, the size effect and the crack propagation and localization.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.375-378
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• 2005

In the mechanism of beam shear failure, beam action and arch action always exist simultaneously. According to a/d ratio, the proportion and contribution between these two actions to shear capacity are merely changed. Moreover, the current codes recommendations are founded on the experimental results with normal strength concrete, the applicable range of $f'_{c}$ must be extended. Based on this mechanism and new requirement, an analytical equation is proposed for shear capacity prediction of reinforced concrete beams without stirrups. To reflect contribution change of two actions, stress variation in longitudinal reinforcement along the span is considered with Jenq and Shah Model. Dowel action and shear friction are also taken into account. Size effect is included to derive more precise equation. It is shown that the proposed equation is more accurate than other empirical equations and codes. So, it can be possible that wide range of a/d ratio is considered by one equation.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.341-344
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• 2008

본 논문은 프리텐션 프리스트레스트 구조물의 긴장재 용접 절단에 따른 콘크리트의 응력을 실험적으로 고찰하였다. 14개의 긴장재를 1열 배치한 3개의 슬래브 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 긴장력 도입 중 종방향 및 횡방향 철근에 배치된 변형률 게이지로부터 변형률의 변화를 측정하였다. 실험 결과, 횡방향 변형률이 긴장재의 절단 순서에 따라 변화되는 것을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권1호
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• pp.41-55
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• 2015

In this paper, a model for the evaluation of shear strength of fibre reinforced polymer (FRP)-reinforced concrete beams is given. The survey of literature indicates that the FRP reinforced beams tested with shear span to depth ratio less than or equal to 1.0 is limited. In this study, eight concrete beams reinforced with GFRP rebars without stirrups are cast and tested over shear span to depth ratio of 0.5 and 1.75. The concrete compressive strength is varied from 40.6 to 65.3 MPa. The longitudinal reinforcement ratio is varied from 1.16 to 1.75. The experimental shear strength and load-deflection response of the beams are determined and reported in this paper. A model is proposed for the prediction of shear strength of beams reinforced with FRP bars. The proposed model accounts for compressive strength of concrete, modulus of FRP rebar, longitudinal reinforcement ratio, shear span to depth ratio and size effect of beams. The shear strength of FRP reinforced concrete beams predicted using the proposed model is found to be in better agreement with the corresponding test data when compared with the shear strength predicted using the eleven models published in the literature. Design example of FRP reinforced concrete beam is also given in the appendix.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.173-182
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• 1996

이 연구에서는 콘크리트 보의 전단거동에서 콘크리트 압축강도가 스터럽 유효성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 이를 위하여 단며이 $300{\times}600mm$ 인 수직 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보 4개와 수직 스터럽이 배근된 콘크리트 보 20개에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 2종류(보통강도, 고강도)의 콘크리트 압축강도 수준과 6종류의 전단철근비이다. 실험에 앞서 주어진 단면과 가정된 재료 상수에 대하여 ACI Building Code를 사용하여 휨파괴가 유발되는 전단철근비( ${\rho}_vACI$)를 산정하였으며, 이 값을 기준으로 6종류의 전단철근비를 선택하였다. 실험결과, 스터럽이 배근되지 않은 콘크리트 보에 있어서 ACI 전단강도식의 안전율은 콘크리트의 압축강도가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 스터럽이 많이 배근된 고강도 콘크리트 보에서는 보통강도 콘크리트 보 이상의 안전율이 확보되는 것으로 나타나 스터럽 유효성은 고강도 콘크리트 보에서 더 큰 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권3호
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• pp.313-326
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• 2020

Glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars have been introduced as an effective alternative for the conventional steel reinforcement in concrete structures to mitigate the costly consequences of steel corrosion. However, despite the superior performance of these composite materials in terms of corrosion, the effect of replacing steel reinforcement with GFRP on the seismic performance of concrete structures is not fully covered yet. To address some of the key parameters in the seismic behavior of GFRP-reinforced concrete (RC) structures, two full-scale beam-column joints reinforced with GFRP bars and stirrups were constructed and tested under two phases of loading, each simulating a severe ground motion. The objective was to investigate the effect of damage due to earthquakes on the service and ultimate behavior of GFRP-RC moment-resisting frames. The main parameters under investigation were geometrical configuration (interior or exterior beam-column joint) and joint shear stress. The performance of the specimens was measured in terms of lateral load-drift response, energy dissipation, mode of failure and stress distribution. Moreover, the effect of concrete damage due to earthquake loading on the performance of beam-column joints under service loading was investigated and a modified damage index was proposed to quantify the magnitude of damage in GFRP-RC beam-column joints under dynamic loading. Test results indicated that the geometrical configuration significantly affects the level of concrete damage and energy dissipation. Moreover, the level of residual damage in GFRP-RC beam-column joints after undergoing lateral displacements was related to reinforcement ratio of the main beams.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.717-726
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• 2007

일반 강도의 철근을 고강도콘크리트 구조물에 사용하는 경우, 고강도콘크리트의 취성을 보완하고 그 성능을 십분 활용하기 위해서는 많은 양의 철근이 요구된다. 이는 곧 철근의 과밀 배근이나 자중의 증가와 같은 구조, 시공상의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 고강도콘크리트 부재에 적합한 새로운 보강 재료 혹은 공법이 필요한 것이다. 이에 본 연구에서는 100 MPa의 고강도콘크리트를 사용하여 4개의 실물크기 보 시험체를 제작하고, 전단보강재를 달리하여 전단 거동에 대한 효과를 관찰하기 위해 실험을 수행하였다. 4개의 시험체는 각각 일반 철근, 고장력 철근, 헤디드 바, CFRP 바를 전단 스터럽으로 사용하였으며, 이 중 2개의 시험체에는 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 그 효과를 관찰하였다. 고장력 철근의 사용은 전단철근에 의한 전단력과 부착력의 증가로 인해 전반적인 전단 성능의 향상을 가져왔다. 헤디드 바로 전단 보강된 부재의 경우에도 헤디드 바의 상당히 높은 정착강도로 인해서 우수한 전단 거동을 보였다. 하지만 본 실험에서 사용된 CFRP 바의 경우, 부착력이 매우 떨어져 전단보강재로서 적합하지 못한 것으로 나타났다. 강섬유 보강 콘크리트를 통해 부재의 연성 및 균열 제어 능력이 향상되었다.