• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.777-786
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)를 적용한 대형 크기의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 정적하중재하실험을 통하여 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 이 연구결과는 추후 UHPC를 적용한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초적인 실험결과를 제공한다. 휨 하중하에서의 프리스트레스트 콘크리트 T-거더의 거동을 파악하기 위하여 강섬유를 혼입하였다. 강섬유는 원형단면의 직선형상이며, 콘크리트에서 2%의 부피비를 나타낸다. 거더는 압축강도 150~190 MPa의 UHPC를 이용하여 제작하였으며, 프리스트레스트 거더의 휨내력을 파악하고자 하였다. 실험결과는 강섬유 보강 UHPC가 거더의 균열제어 및 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 강섬유 보강 UHPC를 적용한 프리스트레스트 거더의 파괴는 인장균열에서의 가교 역할(bridging effect)을 하는 강섬유의 뽐힘(pullout)과 더불어 발생한다. 강섬유의 뽑힘과 더불어 단면의 인장강도 손실이 발생하며, 이는 거더의 휨파괴를 유발한다. 또한, 도입 프리스트레스량이 거더의 휨강도에 영향을 미치는 것으로 나타난다.

• 산업기술연구
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• 제21권B호
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• pp.331-339
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• 2001

Zero to tension fatigue tests and strain controlled fatigue tests were carried out to find how initial strain induced martensite, ${\alpha}^{\prime}$ affects low and high cycle fatigue behavior and fatigue crack growth mechanisms. Microscopic study and phase analysis were carried out with TEM, SEM, EDAX, Optical Microscope, Ferriscope, and X-ray diffractometry. The amount of Initial ${\alpha}^{\prime}$ was controlled from 0% to 33% by controlling the temperatures for cold working and heat treatment. Lower contents of initial ${\alpha}^{\prime}$ showed higher fatigue resistance in low cycle fatigue but lower fatigue resistance in high cycle fatigue because it is ascribed to the more transformation of ${\alpha}^{\prime}$ martensite during low cycle fatigue and higher ductility. In high cycle fatigue, fatigue life is attributed to the strength and phase transformation of austenite into ${\alpha}^{\prime}$ during fatigue was negligible. ${\gamma}$ boundary, ${\gamma}/twin$ boundary, and ${\gamma}/{\alpha}^{\prime}$ boundary were found to be the preferred site of fatigue crack initiation.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제3권1호
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• pp.71-77
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• 2009

A theoretical model of multiple cracking failure mechanism is proposed herein for fiber reinforced high performance Cementitious composites. By introducing partial debonding energy dissipation on non-first cracking plane and fiber reinforcing parameter, the failure mechanism model of multiple cracking is established based on the equilibrium assumption of total energy dissipation on the first crack plane and non-first cracking plane. Based on the assumption of the first crack to be the final failure crack, energy dissipation terms including complete debonding energy, partial debonding energy, strain energy of steel fiber, frictional energy, and matrix fracture energy have been modified and simplified. By comparing multiple cracking number and energy dissipations with experiment results of the reference's data, it indicates that this model can describe the multiple cracking behavior of fiber reinforced high performance cementitious composites and the influence of the partial debonding term on energy dissipation is significant. The model proposed may lay a foundation for the predictions of the first cracking capacity and post cracking capacity of fiber reinforced high performance cementitious composites and also can be a reference for optimal mixture for construction cost.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권3호
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• pp.211-221
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• 2019

To study the eccentric compression behavior of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC) columns, six UHPFRC columns and one high-strength concrete (HSC) column were tested. Variation parameters include load eccentricity, volume of steel fibers and stirrup ratio. The crack pattern, failure mode, bearing capacity, and deformation of the specimens were studied. The results showed that the UHPFRC columns had different failure modes. The large eccentric compression failure mode was the longitudinal tensile reinforcements yielded and many horizontal cracks appeared in the tension zone. The small eccentric compression failure mode was the longitudinal compressive reinforcements yielded and vertical cracks appeared in the compressive zone. Because of the bridging effect of steel fibers, the number of cracks significantly increased, and the width of cracks decreased. The load-deflection curves of the UHPFRC columns showed gradually descending without sudden dropping, indicating that the specimens had better deformation. The finite element (FE) analysis was performed to stimulate the damage process of the specimens with monotonic loading. The concrete damaged plasticity (CDP) model was adopted to characterize the behaviour of UHPFRC. The contribution of the UHPFRC tensile strength was considered in the bearing capacity, and the theoretical calculation formulas were derived. The theoretical calculation results were consistent with the test results. This research can provide the experimental and theoretical basis for UHPFRC columns in engineering applications.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.317-328
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• 2010

이 연구에서는 강섬유보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 산정하기 위한 실제적인 기법을 제시하였다. 14개의 보 부재에 대해 휨실험을 수행하여 휨거동 특성을 분석하였으며, 실험결과를 기존의 설계기준 및 제안기법에 의한 예측결과와 비교 분석하였다. ACI 544 위원회의 휨강도 제안식에 의한 예측값은 실험값을 과소평가하고 있으며, 이는 인장응력블록을 너무 작게 산정하기 때문이다. 인장응력블록을 정밀하게 모델링하기 위하여 노치를 갖는 프리즘 시편의 3점 휨인장실험자료의 역해석을 수행하였으며, 역해석을 통해 산정한 인장연화곡선을 인장응력블록 모델링에 적용하였다. 휨강도 실험값에 대한 제안기법에 의한 예측값의 비는 0.98~1.14를 나타내고 있다. 따라서, 이 연구에서의 제안기법은 강섬유보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 더욱 정확하게 예측할 수 있다고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.291-302
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• 2004

In this paper, load monitoring technologies using U-shape Magnetoelastic (EM or ME) sensors have been exploited systemically for the first time. The steel rod to be tested is the Japan 7 mm piano steel rod. The load dependence of the magnetic properties of the piano steel rod was manifested. Two experimental designs of U-shape magnetoelastic sensors were introduced, one with double pick-up concentric coils wound on the rod to be tested, the other with pick-up coil on one yoke foot. The former design is used to derive the correlation of the relative permeability with elastic tension, while the latter is aimed to reflect the stress induced magnetic flux variation along the magnetic circuit. Magnetostatic simulations provide interpretations for the yoke foot sensing technology. Tests with double pick-up coils indicate that under proper working points (primary voltages), the relative permeability varies linearly with the axial load for the Japan 7 mm piano steel rod. Tests with pick-up coil on the yoke foot show that the integrated sensing voltage changes quadratically with the load, and error is more acceptable when the working point is high enough.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.2055-2061
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• 2009

고장력볼트 마찰이음에서 모재 및 덮개판을 과대공 제작하였을 경우 연결부의 내하력에 다소의 변화가 발생 될 수 있다. 본 논문에서는 고장력볼트 마찰이음에서 표준공과 과대공에 따라 미끄럼하중과 미끄럼계수의 변화를 파악하기 위하여 정적인장시험을 실시하였다. 정적인장시험결과 모재 및 덮개판의 과대공 제작에 따라 미끄럼계수의 변화가 다소 발생하였으나 이를 정형화시키기에는 다소 무리가 따랐으며, 미끄럼강도는 표준공 제작시의 값과 과대공제작시의 값이 최대 26%의 차이를 나타내었다. 그러나 이는 설계미끄럼강도를 초과하기 때문에 사용하중하에서 연결부의 사용성에 미치는 영향이 미약하므로 강부재 제작시 부득이하게 발생할 수 있는 과대공에 따른 규정을 보다 유연하게 적용시킨다면 구조물의 설계 및 시공시 효율성과 경제성 증대의 효과가 기대된다고 판단되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.89-97
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• 2005

건축 구조물이 초고층화, 대형화, 특수화 되어감에 따라 고강도 재료의 사용이 증대되고 있으며, 고강도 재료가 사용된 철근콘크리트 보의 전단강도를 타당하게 예측할 수 있는 해석모델이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 고강도 철근이 사용된 철근콘크리트 보의 전단강도를 타당하게 예측할 수 있는 트러스 모델을 제안한다. 고강도 철근이 사용된 철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 제안된 모델인 TATM의 타당성을 검토하기 위하여 총 107개 보의 실험결과를 수집하였으며, TATM 및 기존 트러스 모델의 전단강도 해석결과를 이들 실험결과와 비교하였다. 비교 결과, TATM은 다른 트러스 모델보다 실험결과를 더 잘 예측하였으며, TATM의 해석결과에 대한 실험결과의 비는 인장철근과 전단 철근의 항복강도에 거의 관계없이 일정하였다.

• Computers and Concrete
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• 제22권3호
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• pp.337-353
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• 2018

The present study focuses on examining the structural behaviour of steel-fibre-reinforced concrete (SFRC) beams under high rates of loading largely associated with impact problems. Fibres are added to the concrete mix to enhance ductility and energy absorption, which is important for impact-resistant design. A simple, yet practical non-linear finite-element analysis (NLFEA) model was used in the present study. Experimental static and impact tests were also carried out on beams spanning 1.3 meter with weights dropped from heights of 1.5 m and 2.5 m, respectively. The numerical model realistically describes the fully-brittle tensile behaviour of plain concrete as well as the contribution of steel fibres to the post-cracking response (the latter was allowed for by conveniently adjusting the constitutive relations for plain concrete, mainly in uniaxial tension). Suitable material relations (describing compression, tension and shear) were selected for SFRC and incorporated into ABAQUS software Brittle Cracking concrete model. A more complex model (i.e., the Damaged Plasticity concrete model in ABAQUS) was also considered and it was found that the seemingly simple (but fundamental) Brittle Cracking model yielded reliable results. Published data obtained from drop-weight experimental tests on RC and SFRC beams indicates that there is an increase in the maximum load recorded (compared to the corresponding static one) and a reduction in the portion of the beam span reacting to the impact load. However, there is considerable scatter and the specimens were often tested to complete destruction and thus yielding post-failure characteristics of little design value and making it difficult to pinpoint the actual load-carrying capacity and identify the associated true ultimate limit state (ULS). To address this, dynamic NLFEA was employed and the impact load applied was reduced gradually and applied in pulses to pinpoint the actual failure point. Different case studies were considered covering impact loading responses at both the material and structural levels as well as comparisons between RC and SFRC specimens. Steel fibres were found to increase the load-carrying capacity and deformability by offering better control over the cracking process concrete undergoes and allowing the impact energy to be absorbed more effectively compared to conventional RC members. This is useful for impact-resistant design of SFRC beams.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.214-226
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• 1992

현재 산업계 각 분야에서 점용접은 사용하지 않는 곳이 거의 없을 정도로 박판구조물의 소재 연결분야에 광범위하게 응용되고 있어 피 공학적 및 공업적 중요성은 증가하고 있지만 이에 대한 피로거동을 연구한 예가 거의 없어 그것에 대한 자료의 축적이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차업계에서 널리 사용되고 있는 복합조직인 고장력강판(High Strength Steel Sheet, HS)과 아연도금강판(Galvanized Steel Sheet, GA)을 선택하여 각 강판간의 점용접(点熔接) 피로특성(疲勞特性)을 규명하였다. 즉 두 종류의 동종(同種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}HS,\;GA{\times}GAB$)와 두 종류의 이종(異種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}GA,\;HS{\times}GAB$)간의 단점(單点) 점용접(点熔接) 시험편(試驗片)을 제작하여 상온하에서 정적 인장시험과 편진(片振) 인장 축하중 피로시험을 실시하여 각 재질간의 정적 인장특성과 피로특성(疲勞特性)을 파괴역학적으로 규명하였다. 위의 실험을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 동일 조건하에서 두 종류의 동종 및 이종 점용접재를 인장시험한 결과 강성의 차이에도 불구하고 비교적 그 차이가 적었다. 2. 저하중 장수명 영역에서는 피로균열이 너깃근처에서 생성되었지만 고하중 단수명 영역에서는 너깃에서 좀 더 멀리 떨어져 균열이 발생하였다. 3. 최대응력확대계수 Kmax와 각 용접재의 피로수명 $N_f$사이에는 거의 선형적인 관계를 나타내었고 log-log 좌표상에서 좁은 밴드내에 모였다. 이 관계는 다음과 같은 식으로 표현되었다. $Kmax=H{\cdot}{N_f}^{P}$ 여기서 H와 P는 재료상수이다.