• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.169-178
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• 2010

본 연구에서는 RC 중공슬래브교의 내하력을 향상시키기 위한 외부 프리스트레싱을 이용한 보강에 있어서 마이크로 유전알고리즘(${\mu}$-GA)을 이용한 최적보강방법을 제시하였다. 최적보강을 위한 보강 유형으로 Queen-post 유형과 King-post 유형이 고려되었다. 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 RC 중공슬래브교의 최적보강을 위한 보강 유형과 편향재, 긴장재 면적, 필요한 앵커 개수 등을 산정 하였다. 목적함수는 보강에 사용된 긴장재와 강재비용을 무차원화하여 구성하였으며, 제약조건은 교량과 앵커설계를 위한 시방서 내용을 고려하여 형성하였다. RC 중공슬래브교의 보강설계를 실시한 후 그 결과를 분석하여 제안된 방법의 타당성을 제시하였다.

• KCI Concrete Journal
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• 제12권2호
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• pp.45-54
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• 2000

Precast R.C. slabs are being used widely for the construction of bridge structures due to their simplicity in construction processes. However, one of the disadvantages in precast R.C. slabs is the existence of transverse joints between two precast slabs. The transverse joints are structurally fragile and the task of strengthening the joints is difficult one due to their structural discontinuity. The aim of this study was to improve the behavior of transverse joints between precast R.C. slabs by introducing prestress with external cables. Three steel-concrete composite bridge specimens, which were prestressed with the external cables anchored on steel girders, were fabricated in the laboratory. Both pretension and post-tension methods were applied to introduce prestressing on the concrete slab with a straight tendon arrangement. Static tests were conducted at service load and ultimate load test was performed to evaluate punching shear capacity of the transverse joint. In this paper, two prestressing methods were tested and their effects were evaluated with respect to the elastic behavior and ultimate loading capacity of the transverse joints.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.165-172
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• 2006

최근 손상된 부재를 원상으로 회복하면서 보강할 수 있는 프리스트레스 보강공법에 대한 관심이 고조되고 있다. 손상된 부재를 보강하기 위한 기존의 포스트텐션공법은 구조부재에 추가적인 손상을 발생시킬 수 있으므로, 인접부재에 손상을 주지 않는 새로운 형태의 부분프리스트레스공법에 관한 개발 및 성능평가가 요구된다. 본 연구에서는 새로운 외부포스트텐션공법 중 하나인 아웃케이블 공법에 대한 구조성능을 평가하기 위해 휨 보강된 연속보에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 그 결과, 기존 포스트텐션과 아웃케이블공법의 주요 파괴모드는 균열이 고르고 넓게 분포한 휨파괴의 형태를 나타냈다. 그리고, 초기의 휨균열 시 강성 및 철근항복 시 강성, 항복하중, 최대하중에서 유사한 거동특성을 보임으로써 두 공법에 의한 보강효과는 동일한 결과를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.151-158
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• 2002

외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축 구조물 등 그 적용범위가 매우 넓다. 본 연구에서는 외부 비부착 강연선 및 강봉을 가진 Steel I-Beam의 휨거동과 보강효과를 연구하기 위하여 우선 합리적인 이론해를 제시하고, 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강정도를 분석하였다. 또한, 강봉을 사용한 경우와 강연선을 사용한 경우로 시험체를 분류하여, 긴장재 종류에 따른 휨거동 특성과 보강효과를 비교 분석하였다. 아울러 강봉의 개수와 편향부 유.무에 따른 Beam의 휨거동 특성과 부재의 처짐의 증가에 따른 Tendon 위치의 편심량 값이 변화하고, 그에 따른 프리스트레스트 I-Beam의 휨 거동에 미치는 영향을 규명하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.549-558
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• 2000

외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축구조물 등 그 적용 범위가 매우 넓은 보강방법이다. 본 연구에서는 후 긴장 공법에 있어서 긴장력 도입 과정의 강합성보의 거동을 연구하기 위하여 긴장력 증가에 따른 긴장재, 경간 중앙부 하부 플랜지, 정착단 주형 하부 플랜지의 도입 변형율과 긴장재 절곡 각도에 따른 도입 전단력 및 압축력을 실험 및 해석적으로 분석하였다. 또한 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강 정도를 분석하였으며, 절곡 각도의 변화에 따른 전단보강 및 휨 보강 양상을 연구하였다. 그 결과 외부 후 긴장력 도입에 따른 휨 보강 효과가 매우 높은 것으로 분석되었으며, 긴장재의 절곡 배치에 의해서는 추가적으로 전단보강 효과까지 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제18권4호
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• pp.475-491
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• 2004

Anchorage devices play an important role in post-tensioned bridge structures since they must sustain heavy loads in order to permit the transfer of the prestressing force to the structure. In external prestressing, the situation is even more critical since the anchorage mechanisms, with the deviators, are the only links between the structure and the tendons throughout the service life of the structure. The behaviour of anchorage devise may be studied by using the finite element method. To do so, each component of the anchorage must be adequately represented in order to approximate the anchor mechanism as accurately as possible. In particular, the modelling of the jaw/tendon device may be carried out using the real geometry of these two components with an appropriate constitutive contact law or by replacing these components by a single equivalent. This paper presents the numerical study of a mono-strand anchorage device. The results of a comparison between two different representations of the jaw/tendon device, either as two distinct components or as a single equivalent, will be examined. In the double-component setup, the influence of the wedge configuration composing the jaw, and the influence of lubrication of the anchor, will be assessed.

• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.607-622
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• 2018

A non-linear finite element model (FEM) was constructed using a three-dimensional software (ATENA-3D) to investigate the effect of strengthening on the behavior of prestressed hollow-core (PHC) slabs with or without openings. The slabs were strengthened using near surface mounted (NSM)-carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The constructed model was validated against experimental results that were previously reported by the authors. The validated FEM was then used to conduct an extensive parametric study to examine the influence of prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete and strengthening reinforcement ratio on the behavior of such slabs. The FEM results showed good agreement with the experimental results where it captured the cracking, yielding, and ultimate loads as well as the mid-span deflection with a reasonable accuracy. Also, an overall enhancement in the structural performance of these slabs was achieved with an increase in prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete, external reinforcement ratio. The presence of openings with different dimensions along the flexural or shear spans reduced significantly the capacity of the PHC slabs. However, strengthening these slabs with 2 and 4 (64 and $128mm^2$ that represent reinforcement ratios of 0.046 and 0.092%) CFRP strips was successful in restoring the original strength of the slab and enhancing post-cracking stiffness and load carrying capacity.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권6호
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• pp.459-469
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• 2020

An external prestressed steel-bar truss unit was developed as a new strengthening technology to enhance the seismic performance of an in-plane masonry wall structure while taking advantage of the benefits of a prestressed system. The presented method consists of six steel bars: two prestressed vertical bars to introduce a prestressing force on the masonry wall, two diagonal bars to resist shear deformation, and two horizontal bars to maintain the configuration. To evaluate the effects of this new technique, four full-scale specimens, including a control specimen, were tested under combined loadings that included constant-gravity axial loads and cyclic lateral loads. The experimental results were analyzed in terms of the shear strength, initial stiffness, dissipated energy, and strain history. The efficiency of the external prestressed steel-bar truss unit was validated. In particular, a retrofitted specimen with an axial load level of 0.024 exhibited a more stable post behavior and higher energy dissipation than a control specimen with an observed complete sliding failure. The four vertical bars of the adjacent retrofitting units created a virtual column, and their strain values did not change until they reached the peak shear strength. The shear capacity of the masonry wall structure with external prestressed steel-bar truss units could be predicted using the model suggested by Yang et al.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.139-146
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• 2009

본 연구에서는 외부프리스트레스 탄소섬유판에 의한 보강기술에서 긴장력을 포함하는 지속하중이 작용하였을 때의 장기거동을 평가하기 위한 실험연구를 수행하였다. 지속하중 도입을 위한 실험계획은 탄소섬유판에 직접 인장력을 도입하는 직접 지속하중 방식과 휨 실험체를 통한 휨 지속하중으로 구분하여 실시하였다. 직접 지속하중에 의한 실험은 탄소섬유판의 종류별로 약 700일에 걸쳐 실시하여 탄소섬유판의 장기 크리프/릴렉세이션 등의 변형을 주로 평가하였으며, 휨 지속하중 실험에서는 탄소섬유판의 정착시 정착장치에서의 슬립량을 주로 평가하기 위해 약 90일 간으로 수행되었다. 일방향 탄소섬유판에 대한 2년간의 지속하중 실험 결과에 의하면, 탄소섬유판의 크리프나 릴렉세이션과 같은 재료자체의 변형 및 정착장치에서의 슬립에 기인한 응력손실은 적은 것으로 나타났다. 그러나, 강판매입형 탄소섬유판은 강판의 항복변형률을 초과하여 도입된 긴장력으로 인하여 재료 자체의 변형에 의한 자체 응력손실이 발생되었으므로 이에 대한 보완이 필요한 것으로 판단된다. 아울러, 탄소섬유판의 정착과정에 발생되는 긴장력의 즉시 손실량은 응력도입 초기의 약 10% 정도이므로 프리스트레스의 도입시에는 이를 고려하여 긴장력을 결정할 필요성이 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.527-534
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• 2006

본 논문은 외부 비부착 고장력 인장봉을 사용한 새로운 방식의 RC보의 휨보강공법에 관한 논문이다. 제안된 공법의 장점은 기존의 보강방식과 비교하여 빠르고 간단하게 시공할 수 있다는 점이다. 제안된 공법은 기존의 외부 비부착 프리스트레스 텐던공법의 많은 장점을 보유함과 동시에 프리스트레싱 작업시간을 단축시킨 공법이다. 탄소섬유쉬트, 강판 및 고장력 인장봉과 같은 서로 다른 보강재를 사용하여 보강한 철근콘크리트보 실험체를 총 9개 제작하여 실험하였다. 실험 결과, 탄소섬유쉬트로 보강된 RC보는 쉬트의 박리로 인한 취성파괴모드를 나타내었다. 강판보강 시험체의 경우도 기존의 일반적인 앵커와 에폭시로 접합을 할 경우에 강판보강의 효과가 떨어지고 앵커설계를 특별히 하고 시공에 유의하여야 함을 보여주고 있다. 반면에 고장력 인장봉을 사용한 RC보의 경우에는 무보강 RC보와 비교하여 최대내력이 212% 증가하였고, 중앙부 처짐은 65% 감소되었다. 실험 결과는 고장력 인장봉으로 보강된 RC보는 특히 강도와 변형능력에서 기존의 보강방법을 사용한 실험체보다 우수성을 보여주었다.