• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.165-172
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• 2019

본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 유한요소법을 이용한 수치해석으로 예측해 보았다. 프리스트레스의 정도를 주요 변수로 하여 전단 강도의 변화를 살펴보았다. 유한요소해석 프로그램인 Abaqus를 사용하여 CDP재료 모델과 초기조건을 설정함으로 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 비교적 정확하게 예측할 수 있으며 오차는 5%이하였다. 또한 깊은 보의 strut-and-tie 모델과 동일한 형태를 나타냈으며, 해석이 타당하다고 본다. 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 예측하기 위해 제안된 수식으로 전단 강도를 계산하였을 때 실제 전단 강도보다 큰 수치를 얻었다. 텐던에 가해진 프리스트레스의 크기가 커질수록 깊은 보의 전단 강도는 선형적으로 증가하는 현상을 보였다. 깊은 보의 전단 강도를 효과적으로 증가시키기 위해 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보를 활용할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.305-312
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• 2014

콘크리트 깊은 보의 전단강도 산정을 위해 현행 미국콘크리트학회(ACI) 및 캐나다표준규격협회(CSA), 유럽콘크리트위원회(CEB-FIP)의 설계기준은 스트럿-타이 모델을 이용할 것을 제안하고 있지만 설계의 품질이 설계자가 구성한 트러스 모델 적합성에 크게 좌우된다는 특징을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 내부 트러스 모델에 따른 현행 ACI, CSA 및 CEB-FIP의 콘크리트 깊은 보 설계기준의 타당성을 홍성걸 등에 의해 제안된 콘크리트 소성학에 근거한 전단강도식의 예측치와 비교함으로써 평가한다. 비교 결과 ACI, CSA 및 CEB-FIP의 스트럿-타이 모델에 의해 설계된 깊은 보의 경우 내부 트러스 모델이 전단강도 예측에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났으며 CEB-FIP의 경우 가장 높은 스트럿 강도 예측치를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.615-623
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• 2015

철근콘크리트 전단벽의 전단강도를 예측하기 위한 기존 연구자들의 스트럿-타이 모델(STM)들은 횡하중 및 상부의 축력에 대한 전단벽의 내부 힘의 흐름과 웨브의 전단철근에 의해 전달되는 전단력의 비율을 명확히 제시하고 있지 않다. 이를 개선하기 위해서, 이 연구에서는 콘크리트 파괴역학의 균열 띠 이론을 기반한 단순한 STM을 개발하였다. 응력이완 스트립을 동반하는 콘크리트 스트럿의 등가유효너비는 중립축 깊이와 콘크리트 유효압축강도 계수로 결정되었다. 균열 띠 확장영역의 전단 전달 메커니즘은 강성법에 의한 트러스 작용으로부터 산정되었다. 웨브 콘크리트 스트럿과 전단철근에 의한 전단 전달력은 응력이완 스트립과 균열 띠 이론을 기반한 에너지평형조건으로부터 유도되었다. 제시된 모델은 Siao와 Hwang et al.의 STM에 비해 150여개의 기존 실험결과의 경향을 잘 예측하였다. 또한, 제시된 STM은 각 변수에 따른 무차원된 전단강도의 경향을 잘 반영하고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5A호
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• pp.841-848
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• 2006

PSC 박스거더 교량의 격벽(diaphragm)은 프리스트레스에 의해 큰 집중하중이 가해지기 때문에 응력의 분포가 매우 교란되며 격벽에 발생하는 과도한 균열은 격벽의 거동을 매우 복잡하게 만든다. AASHTO 설계기준에 따르면 집중 긴장하중에 의한 3차원 효과는 3차원 모델을 이용하거나, 둘 혹은 그 이상의 평면으로 분리된 하위모델(submodel)을 사용하여 근사적으로 계산하는 방법을 허용하고 있다. 이때 하위모델은 각 방향에 대하여 독립적으로 결정할 수 있으나 모델 간의 상호작용이 고려되어야 하며 일관성이 있어야 한다. 그러나 외부 긴장재의 정착을 위한 격벽은 2차원 문제로 간주하기 어려운 3차원 응력교란영역(disturbed region) 구조물이며, 2차원 모델을 이용하여 격벽에 작용하는 힘의 흐름을 표현하는 것은 만족한 결과를 주지 못한다. 본 연구에서는 3차원 응력교란영역 구조부재의 해석/설계를 위해 제안된 컴퓨터에 기반한 3차원 격자 스트럿-타이 모델 방법을 이용하여 Texas대학교에서 실험, 파괴된 PSC 박스거더 격벽의 1/2 축소 모형을 해석하였다. 그리고 그 결과를 기존의 연구결과 및 실험결과와 비교하여 제안된 방법의 타당성과 정확성을 평가함으로서, 포스트텐션 정착부 및 격벽부 설계를 위한 합리적인 컴퓨터 기반의 설계방법을 제시하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권3호
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• pp.185-193
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• 2020

An analytical model is developed in this paper to predict the shear capacity of reinforced concrete (RC) columns with corroded transverse reinforcements. The shear strength model for corroded RC columns is proposed based on modifying the existing strut-and-tie model, which considers the deformational compatibility between truss and arch mechanisms. The contributions to the shear strength from both truss and arch mechanisms are incorporated in the proposed model. The effects of corrosion level of transverse reinforcements are considered in the proposed model through the minimum residual cross-sectional area of transverse reinforcements and the reduction of concrete compressive strength for the cover area. The shear strengths calculated from the developed model are compared with the experimental results from Vu's study (2017), which consisted of RC columns with corroded transverse reinforcements showing shear failure under the cyclic loading. The comparison results indicate satisfactory correlations. Parametric studies are conducted based on the developed shear strength model to explore the effects of column axial loading, aspect ratios, transverse reinforcements and the corrosion levels in transverse reinforcements to the shear strength of RC columns with corroded transverse reinforcements.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.123-132
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• 1990

본논문(本論文)은 굴(堀)착깊이에 따르는 지중연속벽(地中連續壁)의 토지변동(土地變動)에 관(關)하여 벽체(壁體)의 강성(剛性), 흙의 밀도(密度), 근입(根入)깊이비(比) 벽체이동(壁體移動)에 기인(起因)되는 strut 설치지점(設置地點)의 선행변위등(先行變位等)의 요소(要素)들을 고려(考慮)한 탄소성(彈塑性) model을 제시(提示)하고 몇 가지 경우(境遇)에 대(對)하여 수치해석(數値解析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 변동영역(變動領域)에서의 탄소성한계비(彈塑性限界比)는 벽체(壁體)의 강성(剛性), 모래의 밀도(密度) 및 근입(根入)깊이비(比)가 증가(增加)됨에 따라 감소(減少)되는 현상(現像)을 나타낸다. 2. 벽체(壁體)의 최대(最大) 휨-모멘트값은 모래의 밀도(密屠)가 클수록 감소(減少)하고 벽체강성(壁體剛性)의 영향(影響) 근입(根入)깊이비(比)에 비례(比例)하여 커진다. 3. 최대(最大) strut 반력(反力)은 모래의 밀도(密度)에 반비례(反比例)한다. 4. strut 설치지점(設置地點)의 지중선행변위(地中先行變位)는 deflection에 큰 영향(影響)을 줌으로 반드시 고려(考慮)되어야한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권6호
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• pp.757-769
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• 2019

The seismic performance of a coupled shear wall system is governed by the shear resistances of its coupling beams. The plate-reinforced composite (PRC) coupling beam is a newly developed form of coupling beam that exhibits high deformation and energy dissipation capacities. In this study, the shear capacity of plate-reinforced composite coupling beams was investigated. The shear strengths of PRC coupling beams with low span-to-depth ratios were calculated using a softened strut-and-tie model. In addition, a shear mechanical model and calculating method were established in combination with a multi-strip model. Furthermore, a simplified formula was proposed to calculate the shear strengths of PRC coupling beams with low span-to-depth ratios. An analytical model was proposed based on the force mechanism of the composite coupling beam and was proven to exhibit adequate accuracy when compared with the available test results. The comparative results indicated that the new shear model exhibited more reasonable assessment accuracy and higher reliability. This method included a definite mechanical model and reasonably reflected the failure mechanisms of PRC coupling beams with low span-to-depth ratios not exceeding 2.5.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.257-265
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• 2016

철근콘크리트 깊은 보의 파괴거동은 전단경간비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 이 논문에서는 철근콘크리트 깊은 보의 파괴거동 특성을 합리적인 방법으로 반영하여 전단경간비가 3 이하인 철근콘크리트 보의 설계를 수행할 수 있는 두 종류의 단순 1차 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 1차 부정정 스트럿-타이 모델을 정정 스트럿-타이 모델로 변환시켜 현행 스트럿-타이 모델 설계기준에 의한 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 가능하게 하는 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율 결정 시 철근콘크리트 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 휨철근비, 콘크리트의 압축강도 등의 영향을 반영하였다. 이 논문의 동반논문에서는 여러 현행 설계기준의 방법들과 이 연구에서 제안한 스트럿-타이 모델 및 하중분배율을 이용하여 파괴실험이 수행된 전단경간비가 3 이하인 다양한 종류의 335개 철근콘크리트 보의 강도를 평가하고, 이 연구에서 제안한 스트럿-타이 모델 및 하중분배율의 타당성을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권3호
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• pp.299-313
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• 2022

Steel-concrete-steel composite structures with bidirectional webs (SCSBWs) are used in large-scale projects and exhibit good mechanical performances and constructional efficiency. The shear behaviors of SCSBW deep beam members in key joints or in locations subjected to concentrated forces are of concern in design. To address this issue, experimental program is investigated to examine the deep-beam shear behaviors of SCSBWs, in which the cracking process and force transfer mechanism are revealed. Compared with the previously proposed truss model, it is found that a strut-and-tie model is more suitable for describing the shear mechanism of SCSBW deep beams with a short span and sparse transverse webs. According to the experimental analyses, a new model is proposed to predict the shear capacities of SCSBW deep beams. This model uses strut-and-tie concept and introduces web shear and dowel action to consider the coupled multi mechanisms. A stress decomposition method is used to distinguish the contributions of different shear-transferring paths. Based on case studies, a simplified model is further developed, and the explicit solution is derived for design efficiency. The proposed models are verified using experimental data, which are proven to have good accuracy and efficiency and to be suitable for practical application.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1577-1582
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• 2011

Recently rapid construction of bridge is a main interest in construction. A research on rapid construction of pier coping is urgently needed because pier, which is a bridge understructure, directly affect lane reduction and increase of social cost. Precast assembly method and pre-assembly method are the main subjects of rapid construction. But these researches have focused not on reduction of reinforcement amount, but on modifying production method of coping. Reinforcement amount of design specification is as much as that of coping under constructing. So different approach is needed for reduction of reinforcement amount. In this paper, design of pier coping using strut-tie model was proposed for reduction of reinforcement amount and improvement of constructability. Railway bridge pier coping under constructing was analyzed using a finite element method and designed using strut-tie model.