• Title/Summary/Keyword: 프리스트레스트 보

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Nonlinear Flexural Modeling of Prestressed Concrete Beams with Composite Materials (복합소재 프리스트레스트 콘크리트보의 비선형 휨 모델링)

  • ;;Naaman, Antoine
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.6
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    • pp.269-280
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    • 1998
  • Recently, application of composite materials such as fiber reinforced concretes(FRCs) and fiber reinforced plastics(FRPs) in conjunction with conventional structural components has become one of the main research areas. A proper use of advanced composite materials requires understanding their resistance mechanism and failure mode when they are applied to structures or their components. Particular considerations are given in this research to develop an analytical model which can predict the nonlinear flexural responses of bonded and unbonded prestressed concrete beams possibly having layers of different cementitious composite matrices in a section and/or FRP tendons. The block concept is used, which can be regarded as an intermediate modeling method between the couple method with one block and the layered method with multiply sliced layers in a section. In order to find a particular deflection point of a beam under load, solutions to the 2N-variables are found numerically by using approximate N-force equilibrium equations and N-moment equilibirum equations. The model is shown to successfully predict the flexual behavior of variously reinforced bonded and unbonded prestressed concrete beams. The model is also successful in simulating a gradually increasing load after sudden drop inload resistance due to fracture of one or more FRP tendons. This feature is useful in tracing the overall load-deflection response of a beam prestressed with brittle FRP tendons.

A Study for Structural Capacity Evaluation of Embedded Steel Plate Connected with Prestressed Concrete Beam to Build Large Space Educational Facilities (대공간 교육시설 축조를 위한 프리스트레스트 보에 사용되는 접합 강재의 성능평가에 대한 연구)

  • Lee, Kyoung-Hun
    • The Journal of Sustainable Design and Educational Environment Research
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    • v.10 no.2
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • An experimental study to evaluate structural capacity of an embedded plate connected with prestressed concrete beam was performed. Embedded steel plates and prestressed concrete beam were connected with stud-bolts at the ends of concrete beam specimens. About 1,000 kN concentrated load was applied at 450mm away from the end of beam specimen. A 3,000 kN capacity static Oil-jack was used to direct concentrated load. The maximum strain of stud-bolt recorded $90{\times}10^{-6}$(mm/mm) and wide width cracks were not founded. Any falling failures of concrete and large deformations were not founded either between steel plate and prestressed concrete specimen. As a result, construction performance can be improved using this embedded steel plate connection system apply to large space educational facilities.

POST-BUCKLING ANALYSIS OF PRESTRESSED CONCRETE BEAN-COLUMNS BY THE DISPLACEMENT CONTROL STRATEGY (변위제어법에 의한 프리스트레스트 콘크리트 보-기둥 구조의 후좌굴거동 해석)

  • 강영진
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.1 no.2
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    • pp.121-132
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    • 1989
  • 유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.

Ultimate Stress of Prestressing Steel in Prestressed Concrete Beams Strengthened by External Prestressing (외부 프리스트레싱으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 보에서 프리스트레싱 강재의 극한응력)

  • Park Sang-Yeol
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.16 no.5 s.83
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    • pp.677-686
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    • 2004
  • This study deals with literature review, developing a predicting equation for the ultimate stress of internal and external prestressing steel, and an experimental test with the parameters affecting the ultimate stress of prestressing steel in prestressed concrete beams strengthened by external prestressing tendons. The proposed predicting equation takes rationally the effect of internal and external prestressing steels into consideration as a function of prestressing steel depth to neutral depth ratio. In the experimental study, prestressed concrete beams strengthened using external steel tendons are tested with the test parameters having a large effect on the ultimate stress of internal and external prestressing steel. The test parameters include internal and external prestressing steel reinforcement ratio and span to depth ratio. The test results are analyzed to confirm the rationality and applicability of the proposed equation for predicting the ultimate stress of internal and external prestressing steel. This research shows that the results obtained by the proposed equation for predicting the ultimate stress agreed very well with the test results.

Shear Behavior of Large Prestressed Concrete Beams Cast with High Strength Concrete and the Effect of Draped Tendon on their Shear Behavior (고강도 대형 프리스트레스트 콘크리트 보의 전단거동과 경사진 프리스트레싱 긴장재의 영향)

  • Kim Kang-Su
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.17 no.6 s.90
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    • pp.963-974
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    • 2005
  • This paper presented four shear test results from experimental tests of two large prestressed concrete beams cast with high strength concrete. In particular, this experiment investigated the effects of draped strands on shear behavior of these full-scaled beams. This study indicated that the use of draped strands increased the ultimate shear capacity as well as the web-shear cracking load. The test results also showed that draped strands reduced strand slip at ends of beams, which represented that these strands were effective to relieve the anchorage stresses. The test results were compared to predictions by two major codes; ACI 318-02 Building Code and AASHTO LRFD(2002). The shear design provisions in these codes provided conservative results on the shear strengths of all test specimens with reasonable margins of safety, and these provisions were particularly more conservative for test specimens having draped strands.

Measurement of Lateral Prestress Force of UHPC Cross Beam using the Smart Tendon (스마트강연선을 이용한 UHPC 가로보의 횡방향 긴장력 계측)

  • Kim, Hyun-Woo;Kim, Jae-Min;Kim, Young-Jin;Kim, Young-Sang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.178-181
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    • 2011
  • 본 연구에서는 광섬유센서를 내장한 스마트강연선을 이용하여 초고성능콘트리트로 제작된 하이브리드 사장교 세그먼트의 횡방향 도입 긴장력을 계측하고 세그먼트 내부의 프리스트레스를 계측하여 즉시손실에 해당하는 정착장치 활동에 의한 손실과 마찰손실을 도로교설계기준(2005)의 설계 마찰손실과 비교하였다. 제작된 2개의 UHPC 사장교 세그먼트는 횡방향 길이 16.7m, 종방향 길이 1.75m, 높이 1.5m이며 각 시험체의 1/4, 1/2, 3/4지점에 긴장력을 계측하기 위해 3개의 FBG센서를 배치하였다. 긴장력은 유압잭을 이용하여 5개의 강연선에 동시에 순차적으로 도입되었으며, 단부에서 최대 도입 긴장력은 세그먼트 1은 734kN, 세그먼트 2는 639kN이었다. 도로교설계기준에 제시된 마찰계수의 중간값(파상마찰계수=0.00405, 곡률마찰계수=0.20)을 사용하여 FBG센서 위치에서 계산된 긴장력은 계측치와 5% 이내의 차이를 보였으며, 정착장치 활동에 의한 순간손실은 긴장단에서 최대 12.8%로 계측되었다. 이로부터 이 연구에서 제시하는 긴장력계측방법의 적용성을 입증할 수 있었으며, 향후 이 방법은 프리스트레스트 콘크리트 교량의 설계기준 마찰계수 개정을 위한 연구에 좋은 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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'Comb-Structure' Model for the Shear Analysis of Partially Prestressed Concrete Beams (부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 들보의 전단해석을 위한 '빗 구조' 모델)

  • Kang, Won Ho
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.12 no.2
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    • pp.1-10
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    • 1992
  • In this study, the 'Comb-structure' model which has been developed from truss analogy is modified in order to be applied to the shear analysis of partially prestressed concrete members. The proposed 'Comb-structure' model is modified so that the position, the slope of concrete compressive chord and the slope of concrete diagonal strut may change according to the magnitude of loads and prestress. For the proposed mechanical model, non-linear beam and truss elements are used. By modifying the 'Compression-Field' theory, the equation to determine the slope angle of concrete diagonal strut can be induced. The anaysis results by the proposed 'Comb-structure' model are compared with the experimental results and validity of model is examined. It shows that the the result of 'Comb-structure' analysis lies between that of the modified M$\ddot{o}$rsch theory and classical M$\ddot{o}$rsch theory, and close to the measured value after cracking. The deflection of the beam and the stress of stirrup show good agreement, so it can be concluded that the proposed 'Comb-structure' analysis model explains the shear behavior of partially prestressed concrte beams after crack initiation.

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Research of Residual Strain Calculation of Prestressed Concrete Beam Element (프리스트레스트 콘크리트 보 부재의 잔류변형 산정에 대한 연구)

  • Lee, Duck-Ki
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.26 no.4
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    • pp.555-562
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    • 2014
  • To perform performance-based seismic design of buildings, it is necessary clear goal for usage and stability after an earthquake. To clear this goal, it requires a review of the constituent material of the building and, in particular, a member used as an indicator of the residual strain is useful. There are more usage of prestressed concrete because of prestressing steel witch has characteristics of the origin-oriented. In this study, the goal is estimating of residual strain on the prestressed concrete beam member. The expression for angle of deformed prestressed concrete beam member was obtained from using of curvature on the critical section and the equivalent plastic hinge length based on 'equivalent plastic hinge length method'. Considering the balance of strength and deformation conditions, suitable analysis values were derived from 'split Element Method'. Through various parametric studies, various factors affecting the residual strain were decided. Based on the results of this study, it is expected many researches will be proceed in the future.

A Structural Behaviour Analysis System for Simulating the Construction Steps of Prestressed Concrete Bridges (시공단계를 고려할 수 있는 프리스트레스트 콘크리트 교량 전용 거동해석 시스템)

  • 안경한;김대영;이환우;김덕경;김우종;김철영
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 1991.10a
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    • pp.96-101
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    • 1991
  • 프리스트레스트 콘크리트 교량은 콘크리트와 PS 강재의 역학적 장점들을 십분 활용하여 경제적인 단면 구성이 가능한 반면, 서로 다른 두 재료의 복합적인 특성들 즉, 콘크리트의 크리이프 (creep), 건조수축 (shrinkage)과 PS 강재의 이완 (relaxation) 등과 같이 시간에 따라 변화하는 인자들로 인하여 복잡한 구조적 거동을 보여 해석상 어려움이 따른다. 이와같은 복합거동은 시공순서와 시공방법에 의해 시공중의 구조계와 지지조건 등이 변화하는 경우에는 더욱 복잡한 양상을 띄게 된다. 뿐만 아니라 박스 거더와 같은 박벽요소에서는 일반적인 보요소(beam element)로는 나타낼 수 없는 ?(warping)을 무시할 수 없으므로 ? 자유도를 구현할 수 있는 특수한 기능의 구조해석용 프로그램의 개발이 절실히 요망된다. 그리고 시공단계별로 출력되는 많은 양의 수치결과들을 설계와 시공실무자에 지향된 형태로 조합, 변형시켜 그래픽 화면상에 나타내는 후처리 프로그램(Post-processor) 기능도 구조해석용 프로그램의 개발 못지않게 중요하다. 본 연구의 목적은 삼성종합건설과 서울대 토목공학과가 공동으로 ?(warping) 자유도를 포함한 7개의 자유도를 갖는 3차원 보요소를 사용하여 PS 콘크리트의 재료적 특성인 크리이프와 건조수축, 그리고 강재의 이완(relaxation)을 포함한 프리스트레싱력의 손실을 고려할 수 있고 시공 단계별 구조계의 변화 및 지지조건들의 다양한 변화를 효율적으로 모사할 수 있는 프로그램의 개발에 있다.

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