• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.649-660
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• 2003

본 논문은 비균열 무근콘크리트에 매입된 익스팬션 앵커의 인발내력을 평가하기 위한 실험적 연구이다. 앵커의 인발실험은 익스 팬션 앵커에 해당하는 고하중 앵커와 웨지 앵커를 대상으로 대상으로 삽입깊이, 콘크리트 강도 및 연단거리을 변수로 하여 실험을 수행하였다. 후시공 앵커의 설계식은 EOTA와 ACI 318-02 규준의 근거가 되는 CCD 방법이 제안되어 있다. 본 연구에서는 비균열 무근콘트리트에 매입된 익스팬션 앵커의 콘크리트 콘 파괴강도에 관한 설계식을 분석하였으며, 고하중 앵커와 웨지 앵커의 실험값을 CCD 방법의 예측값과 비교 평가하였다. 실험 결과, 비균열 무근콘크리트에 매입된 웨지 앵커의 콘크리트 콘 파괴 시 공칭강도의 계수는 CCD 방법에 근거하여 9.94임을 알 수 있었다. 고하중 앵커의 콘크리트 콘 파괴 시 공칭강도의 계수는 CCD 방법에 근거하여 11.50임을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권4호
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• pp.531-546
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• 2022

Headed bars are often used when there is insufficient space for a straight or curved bar to be fully developed to ensure the transference of forces between steel and concrete in several types of connections between structural members. In such cases, the concrete breakout strength of the headed bars can be a critical point of the design and must be considered appropriately. This paper evaluates the tensile strength of headed bars embedded in reinforced concrete members, failing due to concrete breakout. Four experimental tests on headed bars embedded in slender concrete members are presented and discussed, showing that strength previsions from the design codes can be significantly conservative as they ignore the contribution from the flexural reinforcement. 3D finite element models were developed using Abaqus Unified FEA to simulate the tested specimens, and it was observed that they were able to reproduce the formation of the concrete cone accurately, besides the response and resistance observed in tests. Furthermore, the experimental, numerical, and design code resistances are compared and discussed. A new equation to evaluate the concrete cone strength of the tested headed bars is proposed, which takes into account parameters not explicitly considered in the current design equations.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권3호
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• pp.321-337
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• 2020

Contemporary design and construction of steel-concrete composite structures employs the use of prefabricated concrete elements and demountable shear connectors in order to reduce the construction time and costs and enable dismantling of elements for their potential reuse at the end of life of buildings. Bolted shear connector with mechanical coupler is presented in this paper. The connector is assembled from mechanical coupler and rebar anchor, embedded in concrete, and steel bolt, used for connecting steel to concrete members. The behaviour and ultimate resistance of bolted connector with mechanical coupler in wide and narrow members were analysed based on push-out tests and FE analyses conducted in Abaqus software, with focus on concrete edge breakout and bolt shear failure modes. The effect of concrete strength, concrete edge distance and diameter and strength of bolts on failure modes and shear resistance was analysed. It was demonstrated that premature failure by breakout of concrete edge occurs when connectors are located 100 mm or closer from the edge in low-strength and normal-strength reinforced concrete. Furthermore, the paper presents a relatively simple model for hand calculation of concrete edge breakout resistance when bolted connectors with mechanical coupler are used. The model is based on the modification of prediction model used for cast-in and post-installed anchors loaded parallel to the edge, by implementing equivalent influence length of connector with variable diameter. Good agreement with test and FE results was obtained, thus confirming the validity of the proposed method.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.381-388
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• 2013

이 연구는 플레이트의 추가가 중단열 외벽 시스템과 같은 얇은 콘크리트 패널에 설치되는 단일 앵커 콘크리트의 파괴 강도에 미치는 영향을 평가하였다. 탄성론 기반의 단순화된 해석모델을 이용하여 CCD(concrete capacity design)이론을 통해 나타난 콘크리트 파괴 강도에 대한 플레이트의 휨 응력을 예측하였으며, 실험을 통해 나타난 플레이트의 휨 응력과 비교하였다. 앵커의 콘크리트 파괴 강도에 대한 실험은 100 mm의 얇은 패널을 대상으로 수행되었으며, 플레이트의 크기는 플레이트의 휨 응력과 항복 응력이 가장 근사값을 갖는 $PL130{\times}9mm$를 기준으로 계획되었다. 실험 결과를 통해, 플레이트의 너비 또는 두께 증가에 의해 콘크리트 파괴 강도는 향상되는 것으로 나타났지만, 콘크리트 파괴 강도의 향상 수준은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 탄성론 기반의 단순화된 탄성해석모델을 이용하여 해석과 실험 결과를 비교했을 때, 콘크리트 파괴 강도에 대한 플레이트의 영향을 비교적 잘 부합하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.271-283
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• 2005

익스팬션 앵커인 셋트앵커를 대상으로 실험을 통하여 전단내력에 대해서 고찰하였다. 실험은 연단거리와 앵커간격을 변수로 하여 진행하였으며 전단하중을 받는 앵커의 파괴모드는 연단거리와 앵커의 강성 및 직경에 영향을 받는 것으로 나타났다. 앵커와 모재인 콘크리트의 파괴모드는 앵커의 설계식에 중요한 요소이며, 본 실험에서는 앵커의 전단파괴와 콘크리트 단부파괴가 나타났다. 앵커의 전단강도는 ACI 318-02 설계기준과 EOTA 기준을 비교 검토하여 평가하였으며, 콘크리트 단부파괴강도는 CCD 방법과 기존의 ACI349-90 설계기준을 비교.검토하여 평가하였다. 셋트앵커의 실험결과, (1) 셋트앵커의 전단강도에서 앵커의 계수는 5% 파괴확률을 적용하여 0.684로 평가되었다. 그러므로 ACI318-02와 EOTA의 앵커의 전단강도에 대한 각각의 계수 0.6과 0.5는 안전 측으로 판단된다. 따라서 셋트앵커의 전단강도를 다음과 같이 제시한다. $V_s=0.684 A_{se}f_{ut}$(N). (2) 콘크리트 단부파괴강도 예측값은 CCD방법을 적용한 예측값이 비교적 실험값에 근접했다. 그러므로 CCD방법에 근거하여 5% 파괴확률을 적용한 셋트앵커의 콘크리트 단부파괴강도를 다음과 같이 제시한다. $V_b=0.609(\frac{\iota}{d_o})^{0.2}\sqrt{d_0}\sqrt{f_c}(c_1)^{1.5}$(N). (3) 앵커간격에 따른 콘크리트 단부파괴강도 추정 시 CCD 설계기준이 합리적인 설계방법으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.87-97
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• 2015

본 연구에서는 균열콘크리트에 매입된 선설치앵커의 정적 전단하중에 대한 콘크리트 파열파괴강도 평가 실험을 수행하였다. 이를 위해 앵커 직경 30mm, 연단거리 150mm, 매입깊이 240mm인 비균열 시험체 2개와 전단하중에 수직한 방향과 평행한 방향의 균열을 모사한 시험체 각각 3개씩에 대해 실험을 수행하였다. 실험으로부터 하중 직각방향 균열 시험체는 비균열 시험체에 비해 강도의 저하가 없었으며 하중 평행 방향 균열 시험체는 91%의 강도를 보였는데, 이는 ACI 318-11의 비균열콘크리트의 저항강도의 84%에 해당하였다. 따라서 현재 ACI 318 기준에서 균열콘크리트의 저항강도를 비균열콘크리트 강도의 71%로 고려하는 것에 비해 작은 감소율을 보였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.451-460
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• 2016

An anchorage system is necessary in most reinforced concrete structures for connecting attachments. It is very important to predict the strength of the anchor to safely maintain the attachments to the structures. However, according to experimental results, the existing design codes are not appropriate for large anchors because they offer prediction equations only for small size anchors with diameters under 50 mm. In this paper, a new prediction model for breakout shear strength is suggested from experimental results considering the characteristics of large anchors, such as the prying effect and size effect. The proposed equations by regression analysis of the derived model equations based on the prying effect and size effect can reasonably be used to predict the breakout shear strength of not only ordinary small size anchors but also large size anchors.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.61-68
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• 2018

Tensile load tests were conducted on High-Shear Ring Anchors (HRAs) after shear load had been applied to the HRAs, which had been developed to reduce the number of the anchors. Test variables include the embedment length of the rod and the width of the specimens and a total of 12 specimens were tested. Test results show that the HRAs pulled out due to bond failure or steel failure occurred in case that the HRAs were installed to the members with 300mm or greater width and the embedment length of 160mm (the actual embedment of rod is 140mm) or deeper. Except 4 HRAs showing steel failure of rod, the minimum and average of test-to-prediction by ACI 318-14 ratios are 1.18 and 1.79, respectively. The tensile strength of HRAs, after shear load was applied to the HRAs, can be safely evaluated by the minimum among the concrete breakout strength and bond strength with the actual embedment length of the rod.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.171-181
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• 2003

비균열 무근 콘크리트에 매입된 단일앵커는 연단거리와 콘크리트 강도에 따라 콘크리트 단부파괴, 콘크리트 부서짐파괴, 앵커파괴가 발생한다. 본 연구에서는 연단거리와 콘크리트 강도에 따라 콘크리트 단부파괴, 콘크리트 부서짐파괴, 앵커파괴 발생시 단일앵커의 전단내력평가를 목적으로 한다. 이를 위하여 ACI 318-02와 EOTA 기준의 근거인 CCD (Concrete Capacity Design) 방법과 기존의 앵커 설계기준인 ACI 349-90(45-Degree Cone Method)에 의한 예측값과 실험값을 서로 비교 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.347-357
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• 2015

본 연구에서는 지진모의실험으로 비보강 선설치앵커의 전단에 대한 콘크리트 파열파괴강도를 평가하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 이를 위해 앵커 직경 30mm, 연단거리 150mm, 매입깊이 240mm인 비균열 시험체와 전단하중에 수직 및 수평 방향 균열콘크리트 시험체들에 대해 각각 실험을 수행하였다. 지진모의실험 시 동적 가력은 CSA N287.2, ACI 355.2와 ETAG 001 기준을 참조하여 결정하였으며 이후 파괴 시까지 정적 재하를 실시하였다. 비균열 및 균열콘크리트 모두 지진모의실험에 의한 저항강도는 각각 정적 강도와 거의 동등한 수준이었다. 한편, 콘크리트 파괴단면의 깊이는 $8d_0$에 모두 미치지 못하였으며 이로부터 기존 강도식에 비해 유효지압길이를 고려하지 않는 ACI 318-11의 수정강도식이 콘크리트 파열파괴강도를 적절하게 평가하는 것으로 분석되었다.