This study investigated headed bar anchorage of exterior beam column joints in nuclear power plants. In nuclear power plant structures, anchorage of headed bar is recommended to satisfy ACI 349-01 App. B that are based on the Concrete Capacity Design (CCD) method. However, CCD method may lead to very conservative results for beam column joints where head is anchored within the diagonal strut and concrete is confined by transverse rebar. Compared with results of 5 joint specimens, the anchorage capacities calculated by ACI 349-01 are underestimated by 70-90%. Therefore, it is necessary to amend ACI 349-01 for the mechanical anchorage in beam column joints.
The re-bar work in the construction of nuclear power plants is difficult, due to the large diameter and the congestion of reinforcements. The mechanical anchorage offers a potential solution for this problem. However, the requirements or the standards for the shape of anchor plate of mechanical anchor has not been clearly established up to now. In this paper, the required performance of the mechanical anchorage for large diameter reinforcements in nuclear power plants are proposed, and the anchor plates are designed through nonlinear finite element analysis. The diameters of anchor plate are determined to be $\sqrt{5}$ times of reinforcement diameter for longitudinal reinforcements and $\sqrt{10}$ for shear reinforcements. The thickness of anchor plates is optimized as 0.3-0.35 times of reinforcement diameter for longitudinal reinforcements and 0.5~0.56 times for shear reinforcements.
본 연구는 PHC말뚝의 단점을 보강한 기능성 말뚝을 개발함으로서 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝 단면 확대를 통한 압축응력을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치함으로서 전단과 휨 성능을 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 링형 합성 전단연결재를 배치함과 동시에 PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)을 연결재 내부에 배치함으로서 두 부재의 유격내에 콘크리트로 메우는 슬리브형 기계적 이음방법을 도입하였다. 링형 합성 전단연결재의 배치 간격 도출과 말뚝의 전단 및 휨 성능을 검증하고자 범용프로그램을 이용한 콘크리트 구조물의 비선형재료 모델로 유한요소해석을 수행하였다. 링형 합성 전단연결재를 배치하여 제작되는 CFP말뚝의 다양한 해석을 통해서 PHC 말뚝의 전단 및 휨 강성을 효과적으로 증대시킬 수 있음이 입증되어 건설현장에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
GFRP 보강근은 최근 철근 대체 보강근으로서의 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 장기내구성 콘크리트 구조물을 구성하는데 있어 핵심재료로 각광받고 있다. 그러나 GFRP 보강근은 기존철근 보강근과는 달리 제작방식 및 기계적 특성이 상이하여 실제 건설현장에서 사용하기 위해서는 설계 이론, 코드 및 지침등이 GFRP 보강근의 특성에 맞게 개발되고 제안되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 ACI318, ACI440.IR, CSA S806 및 ISIS Canada design manual을 분석하여 국내 적용 가능한GFRP 보강근의 설계지침을 제안하고자 한다. 분석결과, GFRP 보강근의 불확실성을 충분히 반영할수 있기 위해서는 한계상태설계법이 적합한 설계방법으로 분석되었으며, 따라서 본 연구에서는 ISIS Canada design manual을 준용하여 GFRP 보강근의 설계지침을 제안하였으며, 이를 ACI 설계식들과장단점을 비교분석하였다.
이 연구는 다양한 보강상세를 갖는 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)로 표면매립 보강된 철근콘크리트보의 보강효과에 관한 실험연구이다. 다양한 보강상세를 갖는 표면매립공법의 보강효과를 분석하기 위해 실험변수로 CFRP 보강재의 단면형상, 보강량, 매립 개수 및 위치 등의 다양한 보강상세를 적용하여 총 14개의 실험체를 제작하였다. 실험 결과, 표면매립보강의 파괴모드는 보강재 단면형상에 상관없이 보강재와 충전재가 하나로 거동하는 부착파괴 및 보강재 파단을 보였고, 홈 간격에 따라 홈 주변 콘크리트의 파괴면이 중첩되어 조기 부착파괴가 발생하는 것으로 나타났다. 등가 단면을 고려하여 부착상세를 개선한 기계적 맞물림(MI) 실험체의 파괴모드는 기존 부착파괴에서 CFRP 보강재 파단으로 개선되었고, CFRP 효율은 83%에서 100%로 향상되었다.
국내 LRFD 도로교설계규정의 휨에 대한 재료 저항계수 정립 시 기초 통계자료로 활용하기 위하여 국산 강재를 적용한 강합성 플레이트 거더 단면의 정모멘트 및 부모멘트 하 휨저항강도를 통계적으로 분석하였다. 최근 국내에서 생산된 16,000여 표본의 구조용 강재와 철근에 대한 항복강도와 인장강도 등의 기계적 특성을 통계적으로 분석하여, 공칭강도에 대한 편심계수(bias factor)와 변동계수(coefficient of variation)를 구하였다. 이들 국산 강재와 철근을 적용하여 정 부모멘트를 받는 도로교 강합성 플레이트 거더교 대표단면에 대한 재료 비선형 소성해석을 수행하였으며, 해석결과로부터 모멘트-곡률 곡선을 구하고 단면의 휨저항강도를 산정하였다. 공칭휨강도와 극한휨저항강도를 비교하고 대표적 강합성 단면에 대한 편심계수와 변동계수 통계치를 제시하였다.
본 연구는 프리캐스트 콘크리트 모멘트 골조 시스템의 시공 성능 향상과 접합부 내진성능 향상을 위하여 새로운 개념의 PC 기둥 부재와 시공 공정을 개발하였다. 이 PC 기둥은 원심력으로 제조되어 내부에 공간이 비워있는 중공관 PC 부재로서, 이 기둥을 활용할 경우, 중공관을 통하여 현장타설 콘크리트와 동일한 일체성을 확보할 수 있다. 본 연구는 제안된 PC 기둥 접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 반복가력 시험을 수행하였다. 실험체는 기둥 주철근의 연속성을 확보하기 위하여 기계적 이음과 겹침이음을 활용한 2가지 이음 방법을 적용하였으며, PC 기둥의 띠철근 배근 형태를 고려하여 실물 크기의 4개 실험체를 계획 실험하였다. 반복 횡력 시험 결과, 제안된 HPCC 기둥을 활용할 경우, 현장타설 RC 시스템의 접합부 내진성능을 충분히 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 기존의 펌프나 가스를 이용한 강제유동식 시스템과는 달리 회전원통을 이용한 유동대전현상에 대하여 연구하여, 강제유동식에서의 대전특성과 비교, 분석하였다. 연구결과, 회전원통 시스템에서의 회전원통의 회전속도 및 온도에 따른 유동대전 특성은 강제유동식과 같은 경향을 보여 회전원통 시스템이 유동대전현상을 연구하는데 적합함을 알 수 있었다. 회전원통시스템은 강제유동식에 비하여 실험장치의 기계적 구조가 간단하고, 적은 양의 절연유만이 필요하며, 여러 가지 다른 물질로 실험하기가 비교적 편리하였다. 또한 대전 방지제의 첨가나 절연유의 열화에 따른 대전현상 등을 연속적으로 측정할 수 있는 특징이 있음을 알 수 있었다.
Flash butt welding is applied in many industries. New technology was developed recently for joining billets which called "EBROS (Endless Bar Rolling System)". After reheating billets in furnace, two billets were joined using flash butt welding. The objective of this study was to investigate the effect of alloying elements on mechanical properties of flash butt welded zone of hot rolled steel bar. The tensile properties on welded zone of Fe-Mn steel and Fe-Mn-V steel were dropped as compared with non-welded zone. Fe-Mn-Nb steel was opposed to the former. It was found that the white band at the welded zone had high ferrite volume fraction and large ferrite grain size. The vertical white band between flash butt welded billets was transformed into an arrowhead it of steel bar. According to this band, softening has been appeared. There was a interesting phenomenon with HAZ of Fe-Mn-Nb Steel, 40nm scale of particles were observed and hardness of HAZ was higher than non-welded zone.
The present study deals with the microstructure and mechanical properties of 700 MPa-grade high-strength seismic resistant reinforced steel bars fabricated by various TempCore process conditions. For the steel bars, in the surface region tempered martensite was formed by water cooling and subsequent self-tempering during TempCore process, while in the center region there was ferrite-pearlite or bainite microstructure. The steel bar fabricated by the highest water flow and the lowest equalizing temperature had the highest hardness in all regions due to the relatively fine microstructure of tempered martensite and bainite. In addition, the steel bar having finer microstructures as well as the high fraction of tempered martensite in the surface region showed the highest yield and tensile strengths. The presence of vanadium precipitates and the high fraction of ferrite contributed to the improvement of seismic resistance such as high tensile-to-yield strength ratio and high uniform elongation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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