• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.349-365
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• 2022

Steel fibre-reinforced concrete (SFRC) is an emerging class of composite for construction. However, a reliable method to assess the flexural behaviour of SFRC structural member is in lack. An analytical technique is proposed for determining the moment-curvature response of concrete beams reinforced with steel fibres and longitudinal bars (R/SFRC members). The behaviour of the tensile zone of such members is highly complex due to the interaction between the residual (tension softening) stresses of SFRC and the tension stiffening stresses. The current study suggests a transparent and mechanically sound method to combine these two stress concepts. Tension stiffening is modelled by the reinforcement-related approach assuming that the corresponding stresses act in the area of tensile reinforcement. The effect is quantified based on the analogy between the R/SFRC member and the equivalent RC member having identical geometry and materials except fibres. It is assumed that the resultant tension stiffening force for the R/SFRC member can be calculated as for the equivalent RC member providing that the reinforcement strain in the cracked section of these members is the same. The resultant tension stiffening force can be defined from the moment-curvature relation of the equivalent RC member using an inverse technique. The residual stress is calculated using an existing model that eliminates the need for dedicated mechanical testing. The proposed analytical technique was validated against test data of R/SFRC beams and slabs.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1C호
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• pp.21-31
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• 2009

기존의 연구에서 이미 경량성토재료로서 적용된 바 있는 저회(Bottom Ash), 폐타이어-흙 혼합토의 성능을 토대로 하여, 전통적인 성토재료인 흙 대신 저회를 활용하는 새로운 경량성토재료를 제안한 바 있다. 이어서 이 연구에서는 저회-폐타이어 혼합토의 경량성토재료로서의 적용성을 평가하기 위해 현장다짐시험과 실대형 성토 모형실험을 수행하여 기존의 성토재료인 풍화토만으로 조성된 성토구조물과 저회-폐타이어 혼합토로 조성한 성토구조물에 대한 침하, 토압, 지지력, 진동저감효과 등을 평가하였다. 그 결과 토압 및 진동은 저감되는 효과를 보였으며, 정동적 하중에 따른 침하거동은 두 재료(풍화토 단면, 저회-폐타이어 혼합재료)에서 유사하게 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.