• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제37권1호
• /
• pp.111-129
• /
• 2011

This paper presents a nonlinear analysis of reinforced concrete column with lap splice confined by FRP wrapping in the critical hinging zone. The steel stress-slip model derived from the tri-uniform bond stress model presented in the companion paper is included in the nonlinear frame analysis to simulate the response of reinforced concrete columns subjected to cyclic displacement reversals. The nonlinear modeling is based on a fiber discretization of an RC column section. Each fiber is modeled as either nonlinear concrete or steel spring, whose load-deformation characteristics are calculated from the section of fiber and material properties. The steel spring that models the reinforcing bars consists of three sub-springs, i.e., steel bar sub-spring, lap splice spring, and anchorage bond-slip spring connected in series from top to bottom. By combining the steel stress versus slip of the lap splice, the stress-deformation of steel bar and the steel stress-slip of bars anchored into the footing, the nonlinear steel spring model is derived. The analytical responses are found to be close to experimental ones. The analysis without lap splice springs included may result in an erroneous overestimation in the strength and ductility of columns.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제11권6호
• /
• pp.129-135
• /
• 1999

Reinforced concrete structures are constructed under the basic assumption of perfect bonding between steel and concrete. The corrosion of steel in the reinforced concrete beams results in the excessive cracks and gradual deterioration of concrete. This paper are concerned about the slip characteristics of reinforced concrete between steel and concrete. The accelerated test by external power supply was conducted with the three corrosion rates in the laboratory. As a result, it was obtained as follows: (1) the yield strength of steel was reduced according to corrosion states. (2) the equivalent steel area should be considered for detailed analysis. (3) According to the use of corroded steel or not, slip amounts between concrete and steel in test beams increased as the corrosion rate increased. These results can be explained from the bond loss between concrete and steel in test beams.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2016

본 연구에서는 콘크리트에 표면매입된 FRP판의 부착거동에서, 전단키와 연단거리의 효과를 관찰하기 위한 부착시험을 실시하였다. 실험에서의 주요변수는 전단키의 위치, 형태 그리고 연단길이이다. 규격 $3.6mm{\times}16mm$의 FRP를 $400mm{\times}200(300)mm{\times}400mm$ 규격의 콘크리트 블록에 매입하고 에폭시로 고정시켜서 실험변수에 따라 총 10개의 부착실험체를 제작하였다. FRP의 연단에 인장력을 가한 뒤 파괴시까지 실험을 실시하고 하중을 기록하였으며, 미끄러짐과 FRP의 인장변형량을 기록하였다. 실험으로부터, 전단키의 위치는 가력부에서 멀리 떨어질수록 전단강도가 상승하는 것으로 나타났으며, 전단키의 직경이 커질수록 내력이 저하되는 것으로 나타났다. 특히 전단키가 일정 이상의 규격이 되면 전단키가 없는 경우에 비하여 내력이 저하되어 오히려 부착강도에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. NSM FRP에서 응력장용방향의 연단거리가 길어짐에 따라 동일 부착길이임에도 불구하고 내력이 일부 증가하는 것으로 나타났다. 표면매입 보강된 FRP의 부착실험에서, FRP와 콘크리트사이의 부착-미끄러짐은 전체거동을 지배하는 것으로 나타나므로 이에 따른 과도한 미끄러짐은 설계에 반드시 고려될 필요가 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.809-815
• /
• 2011

철근과 GFRP bar의 콘크리트 및 PVA가 사용된 ECC에서의 부착-미끌림 관계를 실험을 통해 평가하였다. 총 8개의 최대하중 발현 이후 파괴 모드가 크게 변경되고 부착강도의 증진을 예상할 수 있는 PVA 및 PE가 2% 부피비로 혼입된 ECC로 제작된 RILEM 기준에 따른 실험체가 제작되었다. 이 연구의 목적은 ECC 및 GFRP가 사용되었을 경우 하중-변위 관계 및 부착응력-미끌림 관계를 다음과 같은 변수에 따라 파악하는 것이다. 1) 콘크리트의 종류(보통 콘크리트, 섬유보강 콘크리트), 2) 보강근의 직경(10 mm, 13 mm) 실험 결과 콘크리트와 ECC는 철근에 대한 실험체는 유사한 거동을 하였지만 GFRP에 대해서는 서로 다른 거동을 보였다. 기존 연구로 제안된 평가 방법은 실험 결과와 유사한 값을 나타내었지만 부착강도를 과대평가하는 경향을 보였으며 설계기준으로도 사용되는 ACI 위원회 제안식은 보수적인 결과를 타나내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제37권1호
• /
• pp.95-110
• /
• 2011

This paper presents a tri-uniform bond stress model for predicting the lap splice strength of reinforcing bar at the critical bond splitting failure. The proposed bond distribution model consists of three zones, namely, splitting zone, post-splitting zone and yielding zone. In each zone, the bond stress is assumed to be constant. The models for bond strength in each zone are adopted from previous studies. Combining the equilibrium, strain-slip relation and the bond strength model in each zone, the steel stress-slip model can be derived, which can be used in the nonlinear frame analysis of the column. The proposed model is applied to derive explicit equations for predicting the strength of the lap splice strengthened by fiber reinforced polymer (FRP) in both elastic and post-yield ranges. For design purpose, a procedure to calculate the required FRP thickness and the number of FRP sheets is also presented. A parametric investigation was conducted to study the relation between lap splice strength and lap splice length, number and thickness of FRP sheets and the ratio of concrete cover to bar diameter. The study shows that the lap splice strength can be enhanced by increasing one of these parameters: lap splice length, number or thickness of FRP sheets and concrete cover to bar diameter ratio. Verification of the model has been conducted using experimental data available in literature.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
• /
• pp.25-26
• /
• 2009

본 논문에서는 합성보의 부착슬립거동을 해석하기 위한 유한요소 수치해석모델을 제안하고, 기존의 수치해석결과 및 실험결과와의 비교를 통해 부착슬립거동이 적절하게 나타나고 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.113-121
• /
• 1992

본 논문에서는 철근콘크리트 부재의 뽐힘부착거동을 규명하기 위하여 일련의 포괄적인 실험 및 이론 연구를 수행하였다. 실험의 주요변수는 콘크리트의 압축강도, 철근간격 및 덮개, 그리고 철근의 부착길이 등을 선정하였다. 본 연구결과 철근 콘크리트의 부착강도는 뿐만아니라 부착길이, 철근의 덮개 등에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이들의 영향을 정량적으로 도출하였다. 또한, 본 연구에서는 철근콘크리트의 부착강도식을 새롭게 제안하였으며, 부착응력-슬립관계식도 유도하여 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제17권6호
• /
• pp.929-949
• /
• 2014

Thirty one push-out tests were carried out in order to investigate the bond behavior between shape steel, steel tube (named steels) and recycled aggregate concrete (RAC), including 11 steel reinforced recycled aggregate concrete (SRRAC) columns, 10 recycled aggregate concrete-filled circular steel tube (RACFCST) columns and 10 recycled aggregate concrete-filled square steel tube (RACFSST) columns. Eleven recycled coarse aggregate (RCA) replacement ratios (i.e., 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% and 100%) were considered for SRRAC specimens, while five RCA replacement ratios (i.e., 0%, 25%, 50%, 75% and 100%), concrete type and length-diameter ratio for recycled aggregate concrete-filled steel tube (RACFST) specimens were designed in this paper. Based on the test results, the influences of all variable parameters on the bond strength between steels and RAC were investigated. It was found that the load-slip curves at the loading end appeared the initial slip earlier than the curves at the free end. In addition, eight practical bond strength models were applied to make checking computations for all the specimens. The theoretical analytical model for interfacial bond shear transmission length in each type of steel-RAC composite columns was established through the mechanical derivation, which can be used to design and evaluate the performance of anchorage zones in steel-RAC composite structures.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.213-220
• /
• 2015

본 논문에서는 CFT 구조의 강관과 내부 충전 콘크리트 간 복합거동을 유한요소해석 시 적절하게 반영하기 위해 강관과 콘크리트 간 부착 슬립관계 묘사를 위한 알고리즘을 제시하였다. 내부 충전 콘크리트에 축방향 하중 발생 시, 강관과 콘크리트 간 마찰로 인해 강관으로 하중이 전달되며, 이에 따른 강관 슬립량과 힘의 평형관계를 통해 등가강성을 통해 부착관계를 파악할 수 있다. 실제 원형 CFT 부재의 부착응력 실험을 통해 측정된 수직 및 수평 방향 응력 분포 결과와 제안된 해석 기법을 통해 산정된 응력 분포의 비교를 통해 제안된 해석 기법의 타당성을 검증하였다. 또한 비선형 유한요소해석 시 강관과 콘크리트의 부착 거동 묘사에 따라 CFT 기둥의 거동 특성에 영향을 미치게 되므로 축방향 하중이 작용하는 CFT 부재 실험 결과와 제안된 부착-슬립 모델을 반영한 유한요소해석 결과의 하중-변위 곡선 관계 비교를 통해 제안된 기법의 적합성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.73-81
• /
• 2022

최근 구조물의 사용연한이 증가함에 따라 다양한 요인에 의해 철근이 부식되어 구조물의 내하력이 감소하는 문제들이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 내식성, 경량성, 고인장강도를 갖는 FRP 보강근의 부착특성에 대한 연구가 활발히 진행중이나, 콘크리트에 매립된 격자형 CFRP 보강재의 부착특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 격자형 CFRP 보강재를 철근의 대체재로 사용하고 사용성 측면에서 부착특성을 평가하기 위해, 격자형 CFRP 보강재의 종방향 부착길이와 횡방향 격자길이를 변수로 하여 직접인발시험을 수행하였다. 이를 통해 격자형 CFRP 보강재의 부착하중-슬립 곡선을 도출하였으며, 부착거동을 분석하였다. 총 부착하중 식은 종방향 부착길이의 부착력과 횡방향 격자의 전단력의 합으로 제안하였으며, 부착하중-슬립곡선의 면적을 전체 일로 표현하여 슬립량에 대한 에너지 소산량의 변화를 분석하여 횡방향 격자가 부착력에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.