• Earthquakes and Structures
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• 제4권3호
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• pp.265-283
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• 2013

This research was prompted by the paucity of specific code provisions regarding the design of short columns for shear. The purpose of this paper was to investigate whether the use of the normal shear design procedure of various codes may or may not be applied to reliably calculate the shear strength of short columns. Provisions of the codes American ACI 318M-08, Canadian CSA A23.3-04, Japanese AIJ Guidelines, New Zealand NZS 3101, European EN 1998 (EC8) parts 1 and 3, combined with EN 1992-1-1 (EC2), and draft fib Model Code 2010, as well as a strut-and-tie model are applied on short columns tested under cyclic loading that failed in shear. Actual shear resistances are compared to predictions, and the resulting shortcomings of the codes are identified. EN1998-3 appears to be the only code among those considered that may be reliably applied to estimate the shear resistance of short columns. Further, the proposed strut-and tie model can be a useful tool for the detailed design and assessment of short columns.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.6-9
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• 2011

지속하중을 받는 철근콘크리트 휨부재는 크리프, 건조수축 등 장기거동에 의하여 처짐이 증가된다. ACI318-08, KCI 2007 등 현행 구조설계기준의 장기처짐 평가방법은 인장 및 압축 철근비, 배근상세, 재료 강도 등 설계변수에 따른 장기처짐의 변화를 합리적으로 고려하기 어렵다. 본 연구에서는 장기거동에 의한 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 사용하여 크리프와 건조수축에 의한 철근콘크리트 균열단면의 장기변형을 예측하는 간략 평가식을 제안하였다. 장기변형 평가 시 콘크리트와 철근은 선형탄성거동을 가정하였고, 시간에 따른 콘크리트와 철근 사이의 응력재분배를 고려하기 위하여 재령보정탄성계수법을 적용하였다. 변수연구 및 검증 결과, 철근콘크리트 휨재의 장기처짐은 설계변수의 영향으로 달라질 수 있고, 제안된 방법은 이러한 장기처짐의 변화를 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제10권3호
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• pp.295-306
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• 2012

Optimum cost design of a simply supported reinforced concrete beam is presented in this paper. In the formulation of the optimum design problem, the height and width of the beam, and reinforcement steel area are treated as design variables. The design constraints are implemented according to ACI 318-08 and studies in the literature. The objective function is taken as the cost of unit length of the beam consisting the cost of concrete, steel and shuttering. The solution of the design problem is obtained using the artificial bee colony algorithm which is one of the recent additions to metaheuristic techniques. The artificial bee colony algorithm is imitated the foraging behaviors of bee swarms. In application of this algorithm to the constraint problem, Deb's constraint handling method is used. Obtained results showed that the optimum value of numerical example is nearly same with the existing values in the literature.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.551-558
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• 2011

경량 골재 콘크리트의 역학적 특성에 대한 천연모래 치환율과 경량 굵은 골재 최대 크기의 영향을 평가하기위해 15배합의 실험이 진행되었다. 경화된 경량 골재 콘크리트의 공극률 및 기건 단위 질량, 재령에 따른 압축강도 발현, 인장저항성능, 탄성계수, 파괴계수 및 응력-변형률 관계를 측정하였다. 측정된 역학적 특성들은 ACI 318-08, EC2 및 CEB-FIP 기준 또는 Slate 등, Yang 등 및 Wang 등의 제안모델들과 비교하였다. 실험 결과 경량 골재 콘크리트의 압축강도는 굵은 골재 최대 크기가 클수록 그리고 경량 잔골재 양이 증가할수록 감소하였다. 경량 골재 콘크리트의 압축강도 발현에 대한 상수는 굵은 골재의 비중과 천연모래 치환율의 함수로서 제시될 수 있었다. 한편, 측정된 경량 콘크리트의 파괴계수 및 인장강도는 설계기준 및 제안모델들에 비해 일반적으로 낮았는데, 이는 경량 콘크리트의 인장저항성은 압축강도뿐만 아니라 기건 단위 질량에 의해서도 영향을 받기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.13-22
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• 2011

이 논문에서는 전편 논문에서 제안한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율 결정식을 ACI 318M-08 스트럿-타이 모델 설계기준에 적용하여 파괴실험이 수행된 51개 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 극한강도를 평가하였다. 또한 연속 깊은 보의 극한강도를 실험식, 실험 및 이론 전단강도모델에 기초한 설계기준, 그리고 현 스트럿-타이 모델설계기준 등으로 평가하고, 그 결과를 이 연구의 방법에 의한 결과와 비교분석하여 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다. 이 연구의 방법은 기존의 여러 방법에 비해 극한강도를 비교적 양호하게 평가하였으며, 또한 극한강도평가 시 연속 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 콘크리트의 압축강도, 그리고 휨철근비 등 주요설계변수들의 영향을 기존 방법들에 비해 정확하고 일관성 있게 반영하였다. 따라서 이 연구의 방법은 부정정 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 연속 깊은 보의 합리적이고 실용적인 설계를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-48
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• 2011

이 연구에서는 상부 2점 집중하중을 받는 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동을 부분 프리스트레싱 비와 긴장재의 유효 프리스트레스에 따라 평가하였다. 절건비중 1,770 $kg/m^3$의 경량 콘크리트 설계강도는 35 MPa이었으며, 항복강도 383 MPa의 일반 이형철근과 인장강도 2,040 MPa의 3연선을 각각 주 인장철근과 프리스트레싱 긴장재로 사용하였다. 실험 결과, 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 내력은 부분 프리스트레싱 비의 증가와 함께 증가하지만 긴장재의 유효 프리스트레스에는 거의 영향을 받지 않았다. 동일 휨 보강지수에서 프리텐션 경량 콘크리트 보의 무차원 휨 내력은 Harajli and Naaman 및 Bennet에 의해 실험된 프리텐션 보통중량 콘크리트 보와 비슷한 수준이었다. 한편 프리텐션 경량 콘크리트 보의 변위 연성비는 부분 프리스트레싱 비의 감소와 함께 그리고 유효 프리스트레스의 증가와 함께 증가하였다. 프리텐션 경량 콘크리트 보의 하중-변위 관계는 비선형 2차원 해석모델에 의해 적절하게 평가될 수 있었다. 또한 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 균열 내력 및 최대 휨 내력은 각각 탄성이론 및 ACI 318-08의 등가응력블록과 긴장재의 응력평가 식을 이용하여 안전측에서 예측될 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.217-224
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• 2013

ACI 318-08에 신설된 확대머리 철근의 정착길이 설계식은 콘크리트 강도, 철근 항복강도, 철근 지름만을 변수로 횡보강철근의 영향을 고려하지 않고 있다. 또한 제한적인 데이터에 근거한 설계식으로 순간격과 재료강도에 엄격한 제한을 두고 있다. 이 연구에서는 철근 항복강도 600 MPa의 고강도 철근을 사용하여, $2d_b$의 좁은 순간격을 갖고 횡보강철근을 배근한 겹침 이음 실험을 실시하였다. 실험 결과 횡보강철근을 배근하지 않은 실험체의 경우, 프라잉 거동으로 인해 하부 피복콘크리트가 일찍 탈락되었다. 전체 정착강도 중 확대머리 지압의 기여도는 평균 15%로 지압이 제대로 발현되기 전에 파괴되었다. 이음길이 전체에 스터럽을 배근한 횡보강 실험체는 프라잉 거동이 억제되고 횡보강에 의한 부착강도 증진으로 무보강에 비해 지압과 부착이 모두 증가하였다. 이음 단부에만 횡보강철근을 배근한 단부보강 실험체의 경우, 프라잉 거동은 억제되었지만 이음구간의 부착이 크게 증가되지 않아 지압이 충분히 발현되기 전에 부착에 의해 파괴되었다. 실험결과를 회귀 분석하여 확대머리 철근의 정착강도 평가식을 제안하였다. 평가식은 부착과 지압의 영향을 분리하여 구성하였으며, 콘크리트강도, 횡방향 철근 지수, 정착길이를 설계 변수로 포함하였다. 실험 결과와 비교한 결과 평균 1.0, 변동계수 6%로 변수에 따른 편향 없이 정착강도를 예측하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권4호
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• pp.379-394
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• 2013

Post-earthquake fire (PEF) can lead to a rapid collapse of buildings damaged partially as a result of prior earthquake. Almost all standards and codes for the design of structures against earthquake ignore the risk of PEF, and thus buildings designed using those codes could be too weak when subjected to a fire after an earthquake. An investigation based on sequential analysis inspired by FEMA356 is performed here on the Immediate Occupancy, Life Safety and Collapse Prevention performance levels of structures, designed to the ACI 318-08 code, after they are subjected to an earthquake level with PGA of 0.35g. This investigation is followed by a fire analysis of the damaged structures, examining the time taken for the damaged structures to collapse. As a point of reference, a fire analysis is also performed for undamaged structures and before the occurrence of earthquake. The results indicate that the vulnerability of structures increases dramatically when a previously damaged structure is exposed to PEF. The results also show that the damaging effects of post-earthquake fire are exacerbated when initiated from the second and third floor. Whilst the investigation is made for a certain class of structures (conventional buildings, intermediate reinforced structure, 3 stories), the results confirm the need for the incorporation of post-earthquake fire into the process of analysis and design, and provides some quantitative measures on the level of associated effects.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권5호
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• pp.679-700
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• 2013

Two new predictive design methods are presented in this study. The first is a hybrid method, called neuro-fuzzy, based on neural networks with fuzzy learning. A total of 280 experimental datasets obtained from the literature concerning concentric punching shear tests of reinforced concrete slab-column connections without shear reinforcement were used to test the model (194 for experimentation and 86 for validation) and were endorsed by statistical validation criteria. The punching shear strength predicted by the neuro-fuzzy model was compared with those predicted by current models of punching shear, widely used in the design practice, such as ACI 318-08, SIA262 and CBA93. The neuro-fuzzy model showed high predictive accuracy of resistance to punching according to all of the relevant codes. A second, more user-friendly design method is presented based on a predictive linear regression model that supports all the geometric and material parameters involved in predicting punching shear. Despite its simplicity, this formulation showed accuracy equivalent to that of the neuro-fuzzy model.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제4권1호
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• pp.63-68
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• 2010

With the emergence of ultra-high strength of concrete, the compression lap splice has become an important area of interest. According to ACI 318-08, a compression splice can be longer than a tension splice when high-strength concrete is used. By reevaluating the test results of compression splices and performing regression analysis, a simplified design equation for splice length in compression was developed based on the basic form of design equations for development/splice lengths of deformed bars and hooks in tension. A simple linear relation between $l_s/d_b$ and $f_{sc}\sqrt{f'_c}$ was assumed, and yields good values for the correlation coefficient and the mean and the COV (coefficient of variation) of the ratios of tests to predictions of splice strengths in compression. By including the 5% fractile coefficient of 0.83, a design equation for splice length in compression was developed. The splice length calculated using the proposed equation has a reliability that is equivalent to other provisions for reinforcing bars.