• Steel and Composite Structures
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• 제13권6호
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• pp.587-606
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• 2012

Concrete-filled-steel-tubular (CFST) columns have been well proven to improve effectively the strength, stiffness and ductility of concrete members. However, the central part of concrete in CFST columns is not fully utilised under uni-axial compression, bending and torsion. It has small contribution to both flexural and torsion strength, while it can be replaced effectively by steel with smaller area to give similar load-carrying capacity. Also, the confining pressure in CFST columns builds up slowly because the initial elastic dilation of concrete is small before micro-crackings of concrete are developed. From these observations, it is convinced that the central concrete can be effectively replaced by another hollow steel tube with smaller area to form double-skinned concrete-filled-steel-tubular (CFDST) columns. In this study, a series of uni-axial compression tests were carried out on CFDST and CFST columns with and without external steel rings. From the test results, it was observed that on average that the stiffness and elastic strength of CFDST columns are about 25.8% and 33.4% respectively larger than CFST columns with similar equivalent area. The averaged axial load-carrying capacity of CFDST columns is 7.8% higher than CFST columns. Lastly, a theoretical model that takes into account the confining effects of steel tube and external rings for predicting the uni-axial load-carrying capacity of CFDST columns is developed.

• Computers and Concrete
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• 제20권6호
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• pp.655-661
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• 2017

Fiber reinforced concretes exhibit higher tensile strength depending on the percent and type of the fiber used. These concretes are used to reduce cracks and improve concrete behavior. The use of these fibers increases the production costs and reduces the compressive strength to a certain extent. Therefore, the use of fiber reinforced concrete in regions where higher tensile strength is required can cut costs and improve the overall structural strength. The behavior of fiber reinforced concrete and normal concrete adjacent to each other was investigated in the present study. The concrete used was self-compacting and did not require vibration. The samples had 0, 1, 2 and 4 wt% polypropylene fibers. 15 cm sample cubes were subjected to uniaxial loads to investigate their compressive strength. Fiber Self-Compacting Concrete was poured in the mold up to 0, 30, 50, 70 and 100 percent of the mold height, and then Self-Compacting Concrete without fiber was added to the empty section of that mold. In order to investigate concrete behavior under bending moment, concrete beam samples with similar conditions were prepared and subjected to the three-point bending flexural test. The results revealed that normal Self-Compacting Concrete and Fiber Self-Compacting Concrete may be used in adjacent to each other in structures and structural members. Moreover, no separation was observed at the interface of Fiber Self-Compacting Concrete and Self-Compacting Concrete, either in the cubic samples under compression or in the concrete beams under bending moment.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.492-500
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• 2018

연구목적: 본 논문에서는 이와 같은 배경을 근거로 충격하중 재하시 신소재 섬유로 보강한 콘크리트 슬래브 거동을 연구하는 것을 주 목적으로 알루미늄 섬유를 이용한 AFRP로 보강한 콘크리트 슬래브 중앙의 강재를 자유낙하 시켰을 때 충격실험을 검토하고자 한다. 연구결과: 신소재를 콘크리트 부재의 보강재로 이용하는 연구는 정적 하중하에서 휨 및 전단에 관한 연구나 반복하중 하에서 피로하중에 관한 연구와 PC 보에서의 적용에 관한 연구 등이 많이 보고 되고 있다. 결론: 신소재를 콘크리트 부재의 보강근으로 이용하는 연구의 일환으로 본 논문에서는 알루미늄 섬유로 보강된 조립상 AFRP 로트를 이용한 콘크리트 슬래브를 설치하여 동적거동에 대해서 실험을 실시하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.25-26
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• 2023

Free-form buildings serve as landmarks, and interest and demand are increasing. However, in the case of free-form concrete members, different curved surfaces are required depending on the location where they are used, and the formwork is custom-made and used. Concrete is poured into the manufactured formwork to produce FCP (Free-form Concrete Panel). However, since it is an atypical building that requires precise curvature, compaction cannot be performed after concrete is poured. This leads to the occurrence of bughole, which reduce the strength and aesthetics of concrete. Therefore, in this study, we intend to conduct basic experiments to develop a magnetic compaction device that can be used for FCP. As a result of the experiment, it was confirmed that the bug hole was improved when the magnetic compaction device was applied, and there was no significant difference in compressive strength and flexural strength. This technology can be used in the field of Free-form concrete where it is difficult to perform compaction work, and it is expected to be used as a basic research related to technology for new automatic compaction.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권2호
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• pp.127-142
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• 2024

In recent decades, pultruded glass fiber-reinforced polymer (GFRP) members including those of box sections have attracted the attention of researchers. Nevertheless, the lack of uniform and consistent material properties, simplified design methods, and practical design codes have so far been the main barrier for field applications. Consequently, this paper highlights the existing knowledge concerning the flexural behavior of pultruded GFRP profiles and their failure modes. In particulate, it reviews the most commonly accepted design expressions and code provisions addressing the flange local buckling of pultruded GFRP box beams as the most likely failure mode. In addition, the material characterization of GFRP sections is described in detail along with the standard test methods to quantify the material characterization of GFRP laminates. It is shown that the critical flange local buckling stresses of pultruded GFRP box beams can be predicted with reliable accuracy using the expressions promulgated by ASCE (1984) (in which the flange plates are considered simply-supported at web-flange junction) and EUR 27666. The expressions stipulated in ASCE (2010) highly overestimates the critical flange local buckling stresses of GFRP box beams resulting in unconservative predictions.

• Computers and Concrete
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• 제33권2호
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• pp.163-173
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• 2024

Fiber-reinforced polymers (FRP) have a proven strength enhancement capability when installed into Reinforced Concrete (RC) beams. The brittle failure of traditional FRP strengthening systems has attracted researchers to develop novel materials with improved strength and ductility properties. One such material is that known as polyethylene terephthalate (PET). This study presents a numerical investigation of the flexural behavior of reinforced concrete beams externally strengthened with PET-FRP systems. This material is distinguished by its large rupture strain, leading to an improvement in the ductility of the strengthened structural members compared to conventional FRPs. A three-dimensional (3-D) finite element (FE) model is developed in this study to predict the load-deflection response of a series of experimentally tested beams published in the literature. The numerical model incorporates constitutive material laws and bond-slip behavior between concrete and the strengthening system. Moreover, the validated model was applied in a parametric study to inspect the effect of concrete compressive strength, PET-FRP sheet length, and reinforcing steel bar diameter on the overall performance of concrete beams externally strengthened with PET-FRP.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.110-118
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• 2008

FRP bar는 높은 인장강도와 경량의 재료로 철근부식문제를 해결할 수 있는 대안으로 대두되고 있다. 그러나 FRP와 콘크리트 모두 취성적인 재료로 철근콘크리트보다 낮은 연성을 갖게 되며, 갑작스러운 파괴를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 휨부재의 압축측을 나선형 보강근으로 구속하여 거동을 개선하고자 하였으며, 구조실험을 통하여 파괴모드의 개선 및 연성증가를 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.181-187
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• 2009

본 논문은 압축력 흡수장치를 사용하지 않은 프리스트레스 보강공법의 단점을 보완한 Bow 공법에 대한 연구이다. 본 논문의 목적은 장기 하중이 작용할 때 발생할 수 있는 프리스트레스의 손실 등에 대하여 분석하는 것이며, 또한 Bow 공법으로 보강한 부재의 성능 향상에 대한 자료를 제시하는 것이다. 이상의 목적을 달성하기 위하여 경간/깊이 비, 긴장재 양을 변수로 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 그리고 장기 하중 재하 실험도 실시되었다. 실험결과에 의하면 Bow 공법은 현행의 설계규준을 적용하여 설계할 수 있음을 확인하였으며, 장기 하중 재하에 의하여도 구조적인 문제가 없는 것으로 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권5호
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• pp.465-473
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• 2013

콘크리트는 충격 및 폭발에 대한 저항능력이 우수한 재료이지만, 국부적인 파괴가 발생하는 한계가 있다. 콘크리트의 방호성능 향상기법은 기존에는 부재의 두께를 증가시키는 것이었으나, 이는 공간의 활용에 있어 비효율 적이다. 최근에는 섬유보강 콘크리트는 콘크리트 자체의 휨인성을 증가시켜, 충격 및 폭발에 대한 저항능력을 향상시킨 방호재료의 개발 및 적용이 고려되고 있다. 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 및 모르타르에 대하여 고속 비상체의 충돌에 의한 내충격 성능을 평가하였으며, 그 결과를 바탕으로 방호벽으로 활용할 수 있는 콘크리트 T-wall을 제작하여 155 mm 포탄의 파편에 대한 방호성능을 검토하였다. 그 결과, 섬유보강으로 인한 휨 인성의 향상은 고속 비상체의 충돌에 의한 배면박리를 억제하는 것으로 나타났으며 155 mm 포탄의 파편 충돌에 있어 배면균열 및 표면의 콘크리트의 박락 등이 억제되어 섬유보강으로 인하여 방호벽의 성능 향상 및 부재두께를 감소할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.109-114
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• 2015

최근 CCPs를 대량 활용하는 HVFA 콘크리트에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 초기에는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이었으나 최근 들어 HVFA 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위한 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 수행되고 있다. 이러한 일련의 연구 결과를 바탕으로 실물 구조 부재로의 적용성 평가를 위하여 지간길이 7.5m의 50% 다량 첨가된 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 2개를 제작한 후, 휨 및 전단에 대한 구조거동 실험을 수행하여 HVFA 콘크리트의 실 구조물로의 적용성을 확인하고자 하였다. 실험결과에 의하면, HVFA 콘크리트의 응력-변형률 관계는 기존 연구 결과와 실험결과와의 다소 차이가 있지만 설계에 적용하기에는 큰 무리가 없는 것으로 나타났으며, 처짐, 변형률 등의 양상이 플라이애시를 첨가하지 않는 일반 콘크리트와 유사하게 나타나, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재 부재의 휨 거동은 크게 차이나지 않는 것으로 나타났다. 또한 실험에서 구해진 콘크리트의 전단강도는 설계 식에서 구해진 콘크리트의 전단강도와 유사하게 나타나, 기존 설계식을 준용하여도 큰 무리가 없을 것으로 예상된다.