• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권6호
• /
• pp.1043-1051
• /
• 2017

노후 된 도로 포장 개량을 위한 아스팔트 덧씌우기 포장의 경우 반사균열로 인한 조기파손이 문제가 되고 있어, 반사균열을 억제하고 포장의 내구성을 확보할 수 있는 새로운 공법이 필요한 실정이다. 에폭시 아스팔트 바인더를 이용한 응력흡수층(SAMI)을 통해 아스팔트 덧씌우기 포장의 내구성을 확보하고자 하였다. 에폭시 응력흡수층의 인장성능, 접착성능, 방수성능, 내화학성, 내구성 실험을 수행하였으며, 교면 방수재료의 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 반사균열 억제 효과를 검토하기 위해 반복직접인장실험 결과 에폭시 응력흡수층 적용시 단면 두께가 감소하여도 두께 10cm의 PSMA 아스팔트 콘크리트에 비해 1.2~1.56배 높은 반사균열저항성을 나타내었다. 4점 빔피로 실험 결과 에폭시 응력흡수층을 적용하면 피로파괴횟수가 약 7.5배 높아져 포장의 내구성을 향상시킬 수 있었다. 에폭시 응력흡수층은 반사균열 억제와 피로수명 향상 및 방수층으로서의 역할을 수행하여 아스팔트 덧씌우기 포장의 내구성 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제22권2호
• /
• pp.223-240
• /
• 2006

Taking into account the geometrical and material nonlinearities, an ultimate behavior of reinforced concrete cooling tower shell in hyperbolic configuration is presented. The design wind pressures suggested in the guidelines of the US (ACI) and Germany (VGB), with or without the effect of internal suction, are employed in the analysis to examine the qualitative and quantitative characteristics of each design wind pressure. The geometrical nonlinearity is incorporated by the Green-Lagrange strain tensor. The nonlinear features of concrete, such as the nonlinear stress-strain relation in compression, the tensile cracking with the smeared crack model, an effect of tension stiffening, are taken into account. The biaxial stress state in concrete is represented by an improved work-hardening plasticity model. From the perspective of quality of wind pressures, the two guidelines are determined as highly correlated each other. Through the extensive analysis on the Niederaussem cooling tower in Germany, not only the ultimate load is determined but also the mechanism of failure, distribution of cracks, damage processes, stress redistributions, and mean crack width are examined.

• Computers and Concrete
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-22
• /
• 2011

A numerical model that can simulate the nonlinear behavior of ultra high strength fiber-reinforced concrete (UHSFRC) structures subject to monotonic loadings is introduced. Since engineering material properties of UHSFRC are remarkably different from those of normal strength concrete and engineered cementitious composite, classification of the mechanical characteristics related to the biaxial behavior of UHSFRC, from the designation of the basic material properties such as the uniaxial stress-strain relationship of UHSFRC to consideration of the bond stress-slip between the reinforcement and surrounding concrete with fiber, is conducted in this paper in order to make possible accurate simulation of the cracking behavior in UHSFRC structures. Based on the concept of the equivalent uniaxial strain, constitutive relationships of UHSFRC are presented in the axes of orthotropy which coincide with the principal axes of the total strain and rotate according to the loading history. This paper introduces a criterion to simulate the tension-stiffening effect on the basis of the force equilibriums, compatibility conditions, and bond stress-slip relationship in an idealized axial member and its efficiency is validated by comparison with available experimental data. Finally, the applicability of the proposed numerical model is established through correlation studies between analytical and experimental results for idealized UHSFRC beams.

• 한국표면공학회지
• /
• 제53권6호
• /
• pp.293-299
• /
• 2020

The characteristics of the polycarbosilane (PCS)-based composite ceramic layer was studied by controlling the curing temperature. The stress at the interface of the graphite and SiOC composite layer was evaluated v ia finite element analysis. As a result, the tensile stress was released as the carbon ratio of the SiC decreases. In experiment, the SiOC layers were coated on the VDR graphite block by dip-coating process. It was revealed that the composition of Si and C was effectively adjusted depending on the curing temperature. As the solution-based process is employed, the surface roughness was reduced for the appropriate PCS curing temperature. Hence, it is expected that the cured SiOC layer can be utilized to reduce cracking and peeling of SiC ceramic composites on graphite mold by improving the interfacial stress and surface roughness.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제41권5호
• /
• pp.645-662
• /
• 2012

Deteriorative effects of steel corrosion on the structural response of reinforced concrete are simulated for varying degrees of corrosion. The simulation approach is based on a three-dimensional irregular lattice model of the bulk concrete, in which fracture is modeled using a crack band approach that conserves fracture energy. Frame elements and bond link elements represent the reinforcing steel and its interface with the concrete, respectively. Polylinear stress-slip properties of the link elements are determined, for several degrees of corrosion, through comparisons with direct pullout tests reported in the literature. The link properties are then used for the lattice modeling of reinforced concrete beams with similar degrees of corrosion of the main reinforcing steel. The model is successful in simulating several important effects of steel corrosion, including increased deflections, changes in flexural cracking behavior, and reduced yield load of the beam specimens.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권4A호
• /
• pp.329-335
• /
• 2009

이 연구의 목적은 교량바닥판 콘크리트에 발생하는 부등건조수축에 의한 균열특성을 파악하고, 그 제어방법을 제시하는데 있다. 건조수축균열은 콘크리트 내부의 수분확산계수의 영향을 크게 받으며, 수분확산계수는 콘크리트 내부에서의 수분이동 속도를 결정하는 주요인자이다. 수분확산계수와 더불어 콘크리트 표면의 표면계수와 외부의 상대습도는 콘크리트 내부에서 외부로의 수분이동에 영향을 미친다. 따라서 이 연구에서는 교량 바닥판의 부등건조수축에 의한 균열특성을 파악하기 위하여 세 가지 주요영향인자를 고려한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과, 수분확산계수와 표면계수가 증가할수록 교량바닥판에서의 부등건조수축에 의한 균열발생시점이 빨라지며, 세 가지 요인 중에 바닥판 콘크리트의 부등건조수축에 의한 균열발생 특성에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외기습도인 것으로 나타났다. 이 연구결과를 분석한 결과, 교량바닥판 콘크리트의 시공시에 콘크리트 타설 후 표면보습이나 살수양생과 같이 외기습도를 증가시키는 것이 부등건조수축에 의한 균열제어에 가장 효과적인 것으로 판단되며, 콘크리트 재료적 측면의 균열저감방법으로 수분확산계수와 표면계수를 결정하는 콘크리트의 배합이나 재료특성을 적절히 선정함으로써 균열의 진전속도나 발생시점을 제어할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권6A호
• /
• pp.577-585
• /
• 2009

이 논문은 원전 격납건물의 극한내압능력 평가와 비선형해석을 수행하기 위하여 개발된 해석프로그램인 9절점 퇴화 쉘 유한요소에 대하여 기술하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 구조물에서 발생하는 횡전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였다. 콘크리트의 재료모델은 등가응력-등가변형률의 관계를 이용하여 콘크리트의 응력과 변형률의 수준을 결정하고, 콘크리트에 균열이 발생하면 부착응력을 고려하는 인장강성모델과 균열면에서의 전단전달 메카니즘 그리고 균열면에서 압축강도 감소모델 등으로 재료적 거동을 나타내었다. 또한 균열발생기준으로 압축-인장영역에는 Niwa가 제안한 응력포락선을 도입하였고, 인장-인장영역에는 Aoyagi-Yamada가 제안한 응력포락선을 사용하였다. 개발된 프로그램의 성능은 다양한 수치예제를 통하여 검증하였다. 검증예제 결과로부터 개발된 쉘 유한요소를 이용한 해석결과는 실험결과 또는 다른 해석결과와 유사한 결과를 도출하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제26권1호
• /
• pp.115-123
• /
• 2018

Steel-concrete composite structure is widely applied to bridge engineering due to their outstanding mechanical properties and economic benefit. This paper studied a new type of steel-concrete composite anchorage system for a self-anchored suspension bridge and focused on the mechanical behavior and force transferring mechanism. A model with a scale of 1/2.5 was prepared and tested in ten loading cases in the laboratory, and their detailed stress distributions were measured. Meanwhile, a three-dimensional finite element model was established to understand the stress distributions and validated against the experimental measurement data. From the results of this study, a complicated stress distribution of the steel anchorage box with low stress level was observed. In addition, no damage and cracking was observed at the concrete surrounding this steel box. It can be concluded that the composite effect between the concrete surrounding the steel anchorage box and this steel box can be successfully developed. Consequently, the steel-concrete composite anchorage system illustrated an excellent mechanical response and high reliability.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2024

고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제7권4호
• /
• pp.253-264
• /
• 2013

A major difference between high-strength reinforcing steel and conventional steel in concrete is that the service-load steel stress is expected to be greater. Consequently, the service-load steel strains are greater affecting cracking behavior. A parametric study investigating crack widths and patterns in reinforced concrete prisms is presented in order to establish limits to the service-load steel stress and strain. Additionally, based on the results of available flexural tests, crack widths at service load levels were evaluated and found to be within presently accepted limits for highway bridge structures, and were predictable using current AASHTO provisions. A limitation on service-level stresses of $f_s{\leq}414$ MPa (60 ksi) is nonetheless recommended.