• Advances in concrete construction
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• 제10권3호
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• pp.195-209
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• 2020

This study investigates the behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) with hybrid macro-micro steel and macro steel-polypropylene (PP) fibers. Compression, direct and indirect tension tests were carried out on cubic and cylindrical, dogbone and prismatic specimens, respectively. Three types of macro steel fibers, i.e., round crimped (RC), crimped (C), and hooked (H) were combined with micro steel (MS) and PP fibers in overall ratios of 2% by volume. Additionally, numerical analyses were performed to validate the test results. Parameters studied included, fracture energy, tensile strength, compressive strength, flexural strength, and residual strength. Tests showed that replacing PP fibers with MS significantly improves all parameters particularly flexural strength (17.38 MPa compared to 37.71 MPa). Additionally, the adopted numerical approach successfully captured the flexural load-deflection response of experimental beams. Lastly, the proposed regression model for the flexural load-deflection curve compared very well with experimental results, as evidenced by its coefficient of correlation (R²) of over 0.90.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권1호
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• pp.89-102
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• 2021

Rapid construction of prefabricated bridges requires minimizing the field work of precast members and ensuring structural stability and constructability. In this study, we conducted experimental and analytical investigations of transverse joints of prefabricated T-girder bridge superstructures to verify the flexural performance and serviceability. In addition, we conducted parametric studies to identify the joint parameters. The results showed that both the segmented and continuous specimens satisfied the ultimate flexural strength criterion, and the segmented specimen exhibited unified behavior, with the flexural strength corresponding to that of the continuous specimen. The segmented specimens exhibited elastic behavior under service load conditions, and the maximum crack width satisfied the acceptance criteria. The reliability of the finite element model of the joint was verified, and parametric analysis of the convexity of the joint section and the compressive strength of the filler concrete showed that the minimum deflection and crack width occurred at a specific angle. As the strength of the filler concrete increased, the deflection and crack width decreased. However, we confirmed that the reduction in the crack width was hardly observed above a specific strength. Therefore, a design suitable for prefabricated bridges and accelerated construction can be achieved by improving the joint specifications based on the required criteria.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권2호
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• pp.163-172
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• 2022

Zinc-rich epoxy (ZRE) is used to overcome corrosion problems in reinforced concrete (RC) beams and coat steel rebars to protect them from humidity and chlorides. An extra coating layer of Sikadur-31 epoxy (SDE) is utilised to increase bond strength because the use of ZRE reduces the bond strength between concrete and steel rebars. However, the low melting point of SDE indicates that concrete specimens are vulnerable to fire. An experimental investigation on flexural performance of RC beams incorporating ZRE-SDE coating of steel rebars that were destroyed by fire is performed in this study. Twenty beams of five concrete mixes with different cementitious contents were tested to compare fire exposure for coated and uncoated rebars of the same beams at room temperature and determine the optimal cementitious content. Scanning electron microscopy (SEM) was also applied to investigate characteristics of fired mixture samples. Results showed that the use of SDE-ZRE at room temperature improves flexural strengths of the five mixes compared with uncoated rebars with percentages ranging from 8.5% to 12.3%. All beams with SDE-ZRE lost approximately 50% of their flexural strength due to firing. Moreover, the mix incorporating SF (silica fume) of 15% and cement content of 400 kg/m³ introduces optimum behaviour compared with other mixes. All results were supported and verified by the SEM analysis and compressive strength of cubic specimens of the same mixes.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.311-321
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• 2017

이 논문은 거푸집의 설치없이 간편하게 합성단면을 형성하고 다단계의 자중 프리플렉스 및 프리스트레싱을 비교적 쉽게 구현할 수 있도록 고안된 합성거더 시스템의 휨성능에 관한 것이다. 시공단계를 고려한 3차원 유한요소해석모형을 수립하고 콘크리트 타설방법과 강연선 긴장방법을 변수로 지정하여 합성거더 단면에 작용하는 선응력 분포와 강연선에 의해 도입되는 긴장효과를 수치 해석적으로 분석하였다. 변수 해석 결과를 비교하여 응력분포가 가장 유리한 해석모델의 제작과정을 표준제작단계로 선정하여 비선형비탄성 해석을 통해 극한휨강도를 평가하였다. 이를 국내 설계기준에서 제시하는 기준강도와 비교 검토해보니, 적정 공칭내하력을 보유하는 것으로 확인되어 소요 안전율을 충분히 확보 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.313-323
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• 2012

본 연구의 목적은 콘크리트량을 저감시키기 위해 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 중공 데크플레이트 슬래브와 용접 H형강합성보의 휨성능 및 $CO_2$ 감소량을 평가하는 것이다. 중공 데크플레이트 슬래브는 콘크리트의 양을 줄여 건물의 중량을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 환경친화적인 구조물을 확보할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 액츄에이터를 이용한 단조가력 실험을 실시하여 합성보의 휨성능을 평가하였으며, 기존연구를 바탕으로 이산화탄소의 배출량을 정량적으로 평가하였다. 주요 실험 변수는 오메가형 강판 상부 슬래브의 콘크리트 두께, 오메가형 강판의 단속길이 등이다. 실험결과, 용접 H형강 보에 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 중공 데크플레이트 슬래브를 적용하여 합성보로 사용하면, 콘크리트 양의 감소에 의한 합성보의 휨내력 저하는 없는 것으로 나타났으며, $CO_2$ 절감에도 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.135-143
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• 2007

본 논문은 장기 지속하중을 경험한 순환골재 콘크리트 보의 휨 거동특성 평가를 위하여 수행된 실험결과를 다룬 내용으로 이를 위하여 천연골재를 사용한 시험체, 순환굵은골재로 100% 대체된 시험체와 순환잔골재로 50% 대체된 시험체 등 총 3개의 보가 계획 및 제작되었다. 1년간 재하된 지속하중을 경험한 이후 파괴시까지 다시 재하된 철근콘크리트 보의 단기 휨거동에서 초기 강성 및 최대내력은 골재의 종류에 관계없이 유사하게 나타났으나 최대내력시의 강성이 순환골재를 사용한 경우 천연골재에 비해 28 및 23% 작게 나타났고 인장철근 및 압축측 콘크리트의 변형률도 순환골재를 사용한 시험체가 천연골재를 사용한 시험체보다 다소 크게 나타났다. 그러나 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보에 대한 실험값을 ACI규준 의한 계산값과 비교한 결과 크게 나타났으며 전반적으로 천연골재를 사용한 철근콘크리트 보와 대등한 휨 성능을 보였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.65-72
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• 2004

Modern underground and tunnel works that the wet type shotcrete is getting widely designed and applied in a large scale project. Further to its applications, the needs of improving the performance of the shotcrete, such as new and developed additives and accelerators fur increasing the performance of shotcrete, become the most important issue in the field. The main objective of this study evaluated to performance of steel fiber reinforced shotcrete using alkali free based accelerator for the durability and high quality of shotcrete. The major test variables are accelerator type and its dosage. One type silicate based accelerator and one type aluminate based accelerator and one type alkali free based accelerator were used. The dosage of accelerators is determined by the manufactures and laboratory test condition. Compressive strength test results showed that the dosage of silicate and aluminate based accelerators caused reduction of mechanical properties of shotcrete. Compressive strength of alkali free based accelerator is more stable than of silicate and aluminate based accelerators. Also, according to the compressive strength and flexural test results, it was found that steel fiber reinforced shotcrete used alkali free based accelerator could attain significant improvement in the mechanical and flexural performance.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.269-275
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• 2020

본 연구에서는 초고성능 콘크리트를 적용한 경량 프리캐스트 패널 개발의 일환으로 단면 두께와 철근 배근 유무에 따른 패널의 휨 재하 실험을 수행하였다. 일반 콘크리트 패널 1개와 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널 3개로서 총 4개의 패널을 제작하였다. 초고성능 콘크리트를 사용하고 철근을 보강하지 않은 패널은 단면 크기와 상관없이 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 저하되는 것으로 나타났다. 초고성능 콘크리트를 적용한 속빈 단면에 콘크리트 양을 감소시킨 패널은 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 150% 향상되었다. 이는 초고성능 콘크리트를 사용한 프리캐스트 패널의 단면 최적화 설계를 통해 더욱 경량화가 가능할 것으로 판단된다. 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널을 실제 구조물에 적용하기 위해서는 전단 성능과 연결 상세에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.77-84
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• 2021

이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.165-178
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• 2013

이 논문에는 정모멘트를 받는 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위한 연구를 수록하였다. 한계상태설계법을 적용한 현행 도로교설계기준(2012)에 제시된 합성거더의 휨강도 규정은 국내에서 생산되는 일반구조용 강재를 사용한 합성거더에 적용할 수 있다. 고성능 강재 HSB600뿐만 아니라 HSB800를 적용한 강합성거더에 적용하기 위해서는 현행 공칭휨강도 평가식을 개선해야될 필요성이 있다. 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위하여, 기존에 수행된 연구들을 고찰하였으며 모멘트-곡률해석방법을 이용하여 다양한 단면을 갖는 강합성거더의 극한휨강도와 연성비를 평가하기 위한 변수해석을 수행하였다. 변수해석결과를 토대로 일반강재를 적용한 강합성거더에 대해 기존 평가식보다 덜 보수적인 공칭휨강도 평가식을 제안하였다. 또한 고성능 강재 HSB600과 HSB800을 적용한 강합성거더의 새로운 공칭휨강도 평가식도 함께 제안하였다.