Until recently tensile stresses in concrete have not been considered, since it does not affect the ultimate strength of reinforced concrete flexural members significantly. However, to verify the load-deflection relationship, the effect of tensile stresses between reinforcing bars and concrete, so-called tension stiffening effect must be taken into account. Main parameters of the tension stiffening behavior are known as concrete strength, and bond between concrete and reinforcing bars. In this study a total of twenty specimen subject to bending was tested with different concrete strength, coverage, and de-bonding length of longitudinal bars. The effects of these parameters on the flexural rigidity, crack initiation and propagation were carefully checked and analyzed.
피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.
Cracking is considered to be one of the important factors in determining the durability of reinforced concrete structures. When the bending stress exceeds the modulus of rupture of the concrete, cracking form along the length of members. The total load is transferred across these cracks by the reinforcement, but the concrete between cracks is still capable of carrying stresses due to the bond between steel and concrete. This phenomenon is called the tension stiffening effect. The tension stiffening effect is affected by many variables, such as the bond stress, strength of concrete, interrocking of aggregate, type of steel, and dowel action of steel. Also, this tension stiffening effect is usually quite significant in beams under service loading, and must be taken into account in the calculation of deflection and crack widths. In this study, the experiment was carried out on types of specimen, strength of concrete, and steel ratio and finite element analysis were compared in terms of load-deflection relationship, crack pattern.
This paper presents a closed-form higher-order analysis of interfacial shear stresses in RC continuous beams strengthened with bonded prestressed laminates. For retrofitting reinforced concrete continuous beams is to bond fiber reinforced prestressed composite plates to their tensile faces. An important failure mode of such plated beams is the debonding of the composite plates from the concrete due to high level of stress concentration in the adhesive at the ends of the composite plate. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in and all parts of the strengthened beam, where both the shear and normal stresses are assumed to be invariant across the adhesive layer thickness. In the present theoretical analysis, the adherend shear deformations are taken into account by assuming a parabolic shear stress through the thickness of both the RC continuous beams strengthened with bonded prestressed laminates. The theoretical predictions are compared with other existing solutions. A parametric study has been conducted to investigate the sensitivity of interface behavior to parameters such as laminate stiffness and the thickness of the laminate where all were found to have a marked effect on the magnitude of maximum shear and normal stress in the composite member.
Based on the principle of complementary energy an analytical method is developed for determining thermal stress distribution in an thermal barrier coating. This method gives the stress distributions which satisfy the stress-free boundary conditions at the edge. Numerical examples are given in order to verify the method and to investigate the thickness effects of the ZrO$_2$-8wt%Y$_2$O$_3$ top coat on the integrity of thermal barrier coating consisted of IN738LC substrate and MCrAlY bond coat.
An analytical model which can simulate the post-cracking behavior of reinforced concrete structures subjected to in-plane shear and normal stresses is presented. Based on the force equilibriums, compatibility conditions, and bond stress-slip relationship between steel and concrete, a criterion to simulate consider the tension-stiffening effect is proposed. The material behavior of concrete is described by an orthotropic constitutive model, and focused on the tension-compression region with tension-stiffening and compression softening effects defining equivalent uniaxial relations in the axes of orthotropy. Correlation studies between analytical results and available experimental data are conducted with the objective to establish the validity of the proposed model.
본 연구에서는 GFRP 하부근과 상부근의 정착길이 설계식을 제안하기 위하여 실험적 연구를 수행하고 실험결과의 통계적 분석을 실시하였다. 상부근과 하부근 각각 52개의 수정인발실험을 계획하였으며, 실험변수는 보강근의 묻힘길이(보강근 지름의 15, 30, 45배), 순피복두께(보강근 지름의 0.5-2.0배), 상부근 효과, 보강근 종류(국내산 2종, 국외산 1종 등 3종) 및 보강근지름(D10, D13, D16)이다. 하부근과 하부근 각각에 대하여 수정인발실험을 통하여 평균부착강도를 결정하고, 평균부착강도에 대한 2변수 선형회귀분석을 실시하였다. 2변수 선형 회귀분석의 결과에 대하여 5% 분위수를 적용하여 보수적인 방법으로 정착길이 설계식을 제안하였다. 2변수 선형 회귀분석에 의한 하부근과 하부근의 정착길이 설계식을 제안하고 상부근과 하부근의 정착식을 비교하고, ACI 440.1R-06 식과 비교하였다.
이형철근의 부식이 우려되는 경우, GFRP 보강근의 사용이 사용될 수 있다. 이 연구에서는 GFRP 보강근으로 보강된 총 36개 보 및 일방향 슬래브의 휨 실험을 수행하였다. 4종의 GFRP 보강근을 실험에 사용하였고, 보강근 직경은 13 mm이었다. 대부분의 실험체의 보강근은 중앙부에서 겹침이음되었다. 모든 보 및 슬래브는 4점재하 되었으므로, 이음부는 균일한 모멘트를 받도록 계획하였다. 실험변수는 이음길이, 피복두께 및 보강근 간격이었다. 보수적으로 부착강도를 평가하기 위하여 이음부에는 스터럽을 사용하지 않았다. 실험결과 보강근과 콘크리트 간 발생한 부착응력을 비선형 단면해석을 통하여 결정하였다. 2변수 선형 회귀분석을 사용하여 평균부착강도의 예측식을 유도하였다. 5% 분위수 개념을 사용하여 이음길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 결과로 이론적인 이음길이 설계식이 제안되었으며 결과를 ACI 440 정착설계식과 비교하였다.
철근공사에서 이음은 필연적으로 발생되며, 일반적으로 겹침이음을 통해 이음강도를 확보한다. 인장 이음길이는 인장 정착길이를 기준으로 산정되며, 정착길이는 실험적으로 도출된 부착강도 모델을 기반으로 결정된다. 인장이음은 휨을 받는 경우에 발생되므로 부재의 휨변형이 반드시 발생된다. 휨변형에의해 프라이(Prying) 거동이 발생되어, 철근이 피복콘크리트를 밀어내는 힘이 발생된다. 이러한 힘은 부착응력에 의해 발생되는 인장응력과 동일한 역할을 한다. 프라이 거동에 의해 발생된 인장응력과 부착응력에 의해 발생된 인장응력의 합이 콘크리트 인장강도에 도달하면 이음부가 파괴되므로, 프라이거동의 존재는 부착강도를 저하시키게 된다. 역학적 모델을 구성하여 휨부재의 인장이음에서 프라이거동이 이음강도에 미치는 영향을 분석하였다. 프라이 거동에 의한 인장응력은 보강근의 인장강도와 탄성계수에 비례하며, 휨부재의 휨강성에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 이음되는 보강근의 간격에 반비례하여 인장응력이 유발된다. 따라서 슬래브와 같이 휨강성이 작은 부재에 촘촘하게 이음된 경우에는 현행 설계기준보다 긴 이음길이를 확보할 필요가 있다.
Fibre-reinforced self-compacting concrete (FRSCC) is a high-performance building material that combines positive aspects of fresh properties of self-compacting concrete (SCC) with improved characteristics of hardened concrete as a result of fibre addition. To produce SCC, either the constituent materials or the corresponding mix proportions may notably differ from the conventional concrete (CC). These modifications besides enhance the concrete fresh properties affect the hardened properties of the concrete. Therefore, it is vital to investigate whether all the assumed hypotheses about CC are also valid for SCC structures. In the present paper, the experimental results of short-term flexural load tests on eight reinforced SCC and FRSCC specimens slabs are presented. For this purpose, four SCC mixes - two plain SCC, two steel, two polypropylene, and two hybrid FRSCC slab specimens - are considered in the test program. The tests are conducted to study the development of SCC and FRSCC flexural cracking under increasing short-term loads from first cracking through to flexural failure. The achieved experimental results give the SCC and FRSCC slabs bond shear stresses for short-term crack width calculation. Therefore, the adopted bond shear stress for each mix slab is presented in this study. Crack width, crack patterns, deflections at mid-span, steel strains and concrete surface strains at the steel levels were recorded at each load increment in the post-cracking range.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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