• 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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• 제2권3호
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• pp.55-64
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• 1990

구조재료로서 섬유보강콘크리트의 사용이 증가와 더불어 그 자체의 역학적 특성에 대한 더많은 지식이 필요해지고 있다. 본 논문은 단조하중과 반복압축하중을 받을 때 탄소섬유보강콘크리트의 거동에 대한 실험 결과를 나타낸다. 그 결과등은 (1)CFRC는 콘크리트 매트릭스에 섬유를 증가시킴으로써 큰크리트 매트릭스이 강도를 개선시키고 있다. (2) 콘크리트 매트릭스에 섬유를 증가시키는 것은 그 자체의 응력도-변형도 응답에 대해서 실질적인 변화를 가져왔었다. 이 변화는 응력도-변형에도 주목할 정도로 연성이 증가되는 특성이 나타나고 있다. (3) CFRC의 반복하중하에서의 거동은 보통콘크리트에 비해서 더욱 많은 안정성을 가지고 있다. 높은 섬유혼입은 응력도-변형도 곡선에서 곳선하강곡선이 보다 완만하게 나타나고 있다. 이것은 재료의 더 높은 연성의 결과이다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.73-89
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• 2016

The stress dependence of ultrasonic wave velocity is known as the acoustoelastic effect. This effect is useful for stress monitoring if the acoustoelastic coefficient of a subject medium is known. The acoustoelastic coefficients of metallic materials such as steel have been studied widely. However, the acoustoelastic coefficient of concrete has not been well understood yet. Basic constituents of concrete are water, cement, and aggregates. The mix proportion of those constituents greatly affects many mechanical and physical properties of concrete and so does the acoustoelastic coefficient of concrete. In this study, influence of the water-cement ratio (w/c ratio) and the fine-coarse aggregates ratio (fa/ta ratio) on the acoustoelastic coefficient of concrete was investigated. The w/c and the fa/ta ratios are important parameters in mix design and affect wave behaviors in concrete. Load-controlled uni-axial compression tests were performed on concrete specimens. Ultrasonic wave measurements were also performed during the compression tests. The stretching coda wave interferometry method was used to obtain the relative velocity change of ultrasonic waves with respect to the stress level of the specimens. From the experimental results, it was found that the w/c ratio greatly affects the acoustoelastic coefficient while the fa/ta ratio does not. The acoustoelastic coefficient increased from $0.003073MPa^{-1}$ to $0.005553MPa^{-1}$ when the w/c ratio was increased from 0.4 to 0.5. On the other hand, the acoustoelastic coefficient changed in small from $0.003606MPa^{-1}$ to $0.003801MPa^{-1}$ when the fa/ta ratio was increased from 0.3 to 0.5. Finally, it was also found that the relative velocity change has a linear relationship with the stress level of concrete.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.645-654
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• 2005

This paper presents a nonlinear finite element procedure for the analysis of reinforced and prestressed concrete shells using the four-node quadrilateral flat shell element with drilling rotational stiffness. A layered approach is used to discretize, through the thickness, the behavior of concrete, reinforcing bars and tendons. Using the smeared-crack method, cracked concrete is treated as an orthotropic nonlinear material. The steel reinforcement and tendon are assumed to be in a uni-axial stress state and to be smeared in a layer. The constitutive models, which cover the loading, unloading, and reloading paths, and the developed finite element procedure predicts with reasonable accuracy the behavior of reinforced and prestressed concrete shells subjected to different types of loading. The proposed numerical method fur nonlinear analysis of reinforced and prestressed concrete shells is verified by comparison with reliable experimental results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.565-572
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• 2004

The mechanical behavior of concrete-filled glass fiber reinforced polymer columns is affected by various factors including concrete strength, stiffness of tube, end confinement effect, and slenderness ratio of members. In this research the behavior of slender columns was examined both experimentally and analytically. Experimental works include 1) compression test with 30cm long glass fiber composite columns under different end confinement conditions, 2) uni-axial compression test for 7 slender columns, which have various slenderness ratios. Short-length stocky columns gave high strength and ductility revealing high confinement action of FRP tubes. The strength increment and strain change were examined under different end confinement conditions. With slender columns, failure strengths, confinement effects, and stress-strains relations were examined. Through analytical work, effective length was computed and it was compared with the amount of reduction in column strength, which is required to predict design strength with slender specimens. This study shows the feasibility of slender concrete-filled glass fiber reinforced polymer composite columns.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.29-36
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• 1987

초기균열을 갖는 대부분의 구초체는 부재크기가 증가함에 따라 강도가 저하한다. 이러한 현상을 크기효과(size effect)라고 한다. 유리, 금속, 콘크리트 동, 구조재료중에서 콘크리트는 비록 초기균열이 없더라도 이 size effect 현상을 보인다. 현존의 크기효과 법칙에 따르면 매우 큰 콘크리트 구조체는 거의 하중을 저하할 수 없다. 그러나 실제로는 초기 균열이 없는 경우 상당한 크기의 응력을 저항할 수 있다. 이러한 현상은 매우 큰 구조체와 작은 구조체는 강도기준의 적용이 합당하고, 그 중간 크기의 구조체는 비선형파괴역학의 적용이 합당함을 말한다. 이 논문에서는 비선형파괴역학에 근거하여 유도된 실험식에, 기존의 실험치를 이용하여 비선형회귀분석올 행하여 실험상수를 정함으로써 일축압축, 할열(splitting)인장 및 전단강도에 대한 실험식을 제시한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.529-541
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• 2004

콘크리트 충전 강관에 대한 기존의 연구는 단일 압축상태, 휨모멘트 상태, 편심 압축력 상태의 연구만이 행해 졌을 뿐 압축력과 비틀림이 조합된 응력 상태에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT 부재의 거동에 대한 특성을 살펴보고 합리적인 해석법을 연구하였다. 원형 CFT부재가 압축력과 비틀림을 받을 경우의 압축 강도와 비틀림 강도를 결정하는데 중요 요소인 구속효과와 부착 응력에 의한 스파이럴 효과를 본 모델에 고려하였다. 이를 위하여 단일 압축응력을 받을 경우 원형 강관에 의해 구속된 콘크리트 코어에 대한 연구가 선행되었다. 또한 비틀림을 받을 경우는 비틀림에 의한 크랙이 콘크리트의 표면을 따라 발생하게 된다. 크랙 발생이후 비틀림을 계속 받게 되면 크랙은 나선형태로 진전되어 콘크리트가 솟아 나오려 하나 강관과 콘크리트 사이의 부착 응력에 의해 억제 되게 된다. 이러한 이유 때문에 코어 콘크리트는 압축응력을 받게 되고 강관만 인장응력을 받게 되는데 이러한 영향 효과를 실제적으로 고려하였다. 연구 결과는 기존의 실험결과와 비교하였으며 제안된 이론은 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT부재의 실제 거동을 합리적으로 설명하고 있다.