This research aims to estimate the shear strength of the composition of prestressed hollow-core slab and steel beam. The shear strength of prestressed hollow-core slab combined with the steel beam decreases, as the beam deflection increases to a considerable extent. Existing studies on the shear strength of prestressed hollow-core slab are mostly limited to 265mrn- and larger thickness slab on concrete beam. This study investigates the slab of 100mm-thickness combined with steel beam instead of concrete beam. Five shear connector methods are proposed and the shear strength is estimated with or without the beam deflection for each composition method, respectively. Finally the reduction coefficient $(\beta)$ for the transverse shear stress$(\tau_{zx})$, which is critical for the failure of prestressed hollow-core slab, is proposed.
본 논문은 기존의 철근콘크리트의 단점을 개선한 Lip형 모듈단면 MSC보의 휨거동에 대하여 실험값과 이론값을 비교 분석하여 MSC보의 적용에 대한 기초적인자료를 제시하고자하였다. 기존의 SC보는 제작과정에서 절단 및 용접 등 많은 노동력을 필요로 하지만 MSC보는 박판강재를 측면모듈과 하부모듈의 2가지 형태로 모듈화 하여 필요한 크기의 SC보를 손쉽게 제작할 수 있는 프리패브의 개념을 도입하였다. 실험결과 모듈간의 결합방법 및 콘크리트와의 합성방법에 개선이 필요성이 나타났으며 추후 연구를 통해 모듈간의 결합력강화 및 강재와 콘크리트의 합성율을 높인다면 새로운 구조부재로 사용이 가능하다고 판단된다.
Electron beam was applied on the low carbon steel in order to fabricate Metal/Metal GBM(Graded Boundary Material). Ni sheet was placed on the steel substrate. The electron beam was irradiated on the surface and produced a homogeous alloyed layer. Sequential repetition of electron beam treatments for 4 times resulted in 8mm thick graded layer. To determine each layers property, optical microscopy, XRD, microhardness tester and EDS were used. The residual stress was measured by the low angle x-ray diffraction method. The graded boundary layer was stepwise profile, but Ni content incresed up to 80 wt% and Fe content decreased 20 wt% near surface. Each layers microstructure and hardness varied by different Fe/Ni composition. The compressive residual stress was induced by martensite transformation in the 1st and End layers and the shrinkage cracks were formed in graded layer by rapid cooling.
Daegu urban railroad line 3 is introduced with straddle-type monorail system within the country at the first time. This system is long line with 24km in total length which has not the results of construction in Korea. The rail beam of monorail bridge to be constructed/ installed in the city is adopted on the basis of the PSC rail beam. It is required to apply the steel rail beam at rapid/ curved line parts or location to be required the long span bridge as passing river and intersection. The composition of span bridge is various and the height of bridge is change with each section and exist the different curve radius due to all section is passes in the city. The rail beam shall be considered the ground conditions and then consider the construction methods. It is analyzed to construction period of PSC rail beam to be linked with period of infrastructure construction and construction of steel rail beam, structure construction of station etc. It is compared to crane construction methods and launching girder as alternative construction methods and propose to upper construction methods which is superior in economic and construction.
최근, 장스팬 구조물이 많이 요구되어지고 있다. 그로인하여 지진하중 및 풍하중에 의한 바닥의 진동방지 및 과대변형을 억제하기 위하여 강성을 증대시킬 필요가 있다. 이러한 목적으로, 철골의 단부를 철근콘크리트로 보강하는 것이 효과적이다. 이러한 유효 보강 방법을 실현하기 위해서는 철골 부분과 철골 단부를 철근콘크리트로 보강한 부분 사이의 경계부에서 원활한 응력전달이 이루어져야 한다. 따라서 원활한 응력전달을 위하여 그 경계부에 정착판을 설치하였다. 본 연구는 기존 실험을 기초로 한 수치해석을 통하여 유효 응력 전달 방법을 평가한 것이다.
본 연구의 목적은 시험적 방법을 통해 SHN400 강재의 소재 특성이 건축구조용 강재로 적합한지를 평가하는 것이다. 이를 위해 국내에서 생산되는 열간 압연 H형강 중 최대 춤 및 최대 플랜지 두께의 H형강과 SHN400 강종의 주요 사용처가 될 보부재로 수요가 많은 H형강 규격을 대상으로 화학성분 평가, 인장강도, 매크로, 미크로 및 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 각 시험은 관련 KS 규격에서 요구하는 시험 조건하에서 수행되었으며, 시험 결과 화학성분 및 기계적 특성과 관련된 모든 시험에서 SHN400 강종은 KS 규격(KS D 3866)의 요구 조건과 내진설계시 강재에 요구되는 조건들을 만족하는 것으로 나타났다. 특히 용접성과 관련된 탄소당량(Ceq)과 비탄성 변형능력과 관련된 항복비의 경우 KS 규격을 상회하는 결과를 나타내었다. 따라서 SHN400 강재는 소재 특성 측면에서 건축구조용 강재에 적합한 것으로 판단된다.
A laser welding was applied between sintered tip of Fe-Co-W and low carbon steel shank for the diamond saw blade. The welding characteristics and formation of defects were investigated carefully for the weld fusion zone in different welding condition. Dendrite arm spacing in weld bead decreased with decrease of heat input. Co and W increased and Fe decreased in the weld fusion zone with increase of the heat input. The corresponding change of composition was observed with the change of beam position. The maximum and total length of crack decreased with increase of the heat input. The crack in weld bead was propagated along the dendrite boundary and was caused mainly by the segregation of constituent during the solidification.
합성보의 전단연결재는 국내외에서 연구가 진행되어 콘크리트 슬래브와 철골보의 합성율을 개선시킬 수 있는 디테일이 많이 개발되어 사용 중에 있다. 현재 보편적으로 사용되는 스터드는 내력산정의 편이성과 시공성 등이 조합되어 가장 많이 적 용되고 있으나, 철근이나 ㄷ형강 등도 일부 개발되어 적용되고 있다. 본 연구는 합성보 연구의 일부로서 기존에 사용되던 스터드와 동등 이상의 내력과 연성을 확보할 수 있는 전단연결재를 개발하고, 합성보의 시어 커넥터에 대한 구조설계 및 시공에 필요한 기초 자료를 제시한 것이다.
Varshney, L.K.;Patel, K.A.;Chaudhary, Sandeep;Nagpal, A.K.
Structural Engineering and Mechanics
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제70권6호
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pp.751-763
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2019
Steel-concrete composition is widely used in the construction due to efficient utilization of materials. The service load behavior of composite structures is significantly affected by cracking, creep and shrinkage effects in concrete. In order to control these effects in concrete slab, an efficient and novel strategy has been proposed by use of fiber reinforced concrete near interior supports of a continuous beam. Numerical study is carried out for the control of cracking, creep and shrinkage effects in composite beams subjected to service load. A five span continuous composite beam has been analyzed for different lengths of fiber reinforced concrete near the interior supports. For this purpose, the hybrid analytical-numerical procedure, developed by the authors, for service load analysis of composite structures has been further improved and generalized to make it applicable for composite beams having spans with different material properties along the length. It is shown that by providing fiber reinforced concrete even in small length near the supports; there can be a significant reduction in cracking as well as in deflections. It is also observed that the benefits achieved by providing fiber reinforced concrete over entire span are not significantly more as compared to the use of fiber reinforced concrete in certain length of beam near the interior supports in continuous composite beams.
인장강도 및 휨강도가 낮고 취성파괴의 특성을 가지는 일반적인 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 최근에는 압축강도가 180 MPa이상인 고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 강재거더 상부 플랜지의 역할이 거의 불필요할 것으로 예상된다. 이러한 점을 착안하여 본 논문에서는 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하였다. 역T형 거더에 UHPC바닥판을 합성하여 합성보를 구성할 경우, 상부플랜지가 없는 이유로 전단연결재의 설치 위치가 상부플랜지 대신에 강재 거더 복부에 설치해야하는 문제점이 발생되며, 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 현재까지 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정인 이유로 이에 대한 연구가 절실하다. 이를 위하여 본 논문에서는 전단연결재 간격, 바닥판 두께 등을 변수로 하여 역T형 거더와 UHPC바닥판을 합성한 합성보를 8개 제작하여 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 파악하고자 하였다. 또한, 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 인장연화거동을 고려한 재료모델링 및 이를 적용한 보 부재 단면의 변형률 적합조건을 이용한 해석모델을 제안하였다. 실험결과 및 해석결과를 기준으로 볼 때, UHPC 콘크리트의 경우 전단연결재의 간격은 100 mm에서 바닥판 두께의 2~3배 사이로 규정함이 적절한 것으로 나타났다. 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다. 따라서, 본 연구에서 제시한 인장연화거동 특성을 반영한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 재료모델링 및 휨거동 해석기법은 적절하며, 제시기법에 의해 강섬유보강 초고성능 콘크리트 합성 부재의 휨 내력을 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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