본 연구에서는 볼트조립 앵글을 적용한 선조립 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 압축성능을 연구하였다. 2/3 축소비율의 PSRC 기둥실험체 4개와 기존 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 중심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 앵글의 단면형상을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, PSRC 기둥실험체는 기존 SRC 기둥실험체와 비교하여 비슷한 압축하중 재하능력 및 변형능력을 발휘하였다. PSRC 합성기둥의 경우, 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 강판이 압축강도 및 변형능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 PSRC 합성기둥은 현행설계기준에 의한 공칭 압축강도보다 큰 압축하중 재하능력을 나타내었다. 실험체들에 대한 수치해석결과는 피복 콘크리트 탈락으로 인한 하중감소를 제외하고 초기강성 및 하중재하능력을 비교적 잘 예측하였다.
선시공 조립식 거푸집 공법을 사용한 계단의 접합부는 힌지로 처리하여 구조설계를 하는 것이 일반적인 방법이다. 계단참과 경사계단이 만나는 접합부를 힌지로 간주하게 되면 접합부의 모멘트 성능이 전혀 없으므로 계단부분의 휨모멘트가 증가하게 되어 철근 배근량이 늘어난다. 또한 진동 및 피로하중에 의한 접합부 손실이 증가하여 사용성이 저하된다. 그럼에도 불구하고 계단 접합부를 핀접합하는 이유는 현장에서의 시공성이 용이하기 때문이다. 최근들어 시공성을 고려하면서 접합부의 휨성능을 향상시킬 수 있는 반강접에 대한 상세가 제시되고 있으나, 이러한 상세를 구조설계에 전혀 반영하지는 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 계단의 반강접 접합부를 설계에 반영할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 강접합, 반강접합, 핀접합으로 설계된 계단 접합부에 대해 모멘트 성능을 비교하고, 부정정 구조물인 계단 코아부분의 비선형 해석을 통해 항복 이후의 변화를 비교하였다. 연구결과 반강접합 성능을 반영하기 위한 휨강성계수를 도입하였고, 이를 적용한 비선형 해석결과 핀접합보다는 안정적인 결과를 보였고, 강접합에 비해 연성이 뛰어나 내진 및 진동에 대해 유리한 시스템으로 판단된다.
Vaghei, Ramin;Hejazi, Farzad;Taheri, Hafez;Jaafar, Mohd Saleh;Ali, Abang Abdullah Abang
Computers and Concrete
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제17권1호
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pp.1-27
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2016
Final construction project cost is significantly determined by construction rate. The Industrialized Building System (IBS) was promoted to enhance the importance of prefabrication technology rather than conventional methods in construction. Ensuring the stability of a building constructed by using IBS is a challenging issue. Accordingly, the connections in a prefabricated building have a basic, natural, and essential role in providing the best continuity among the members of the building. Deficiencies of conventional precast connections were observed when precast buildings experience a large induced load, such as earthquakes and other disasters. Thus, researchers aim to determine the behavior of precast concrete structure with a specific type of connection. To clarify this problem, this study investigates the capacity behavior of precast concrete panel connections for industrial buildings with a new type of precast wall-to-wall connection (i.e., U-shaped steel channel connection). This capacity behavior is compared with the capacity behavior of precast concrete panel connections for industrial buildings that used a common approach (i.e., loop connection), which is subjected to monotonic loading as in-plane and out-of-plane loading by developing a finite element model. The principal stress distribution, deformation of concrete panels and welded wire mesh (BRC) reinforcements, plastic strain trend in the concrete panels and connections, and crack propagations are investigated for the aforementioned connection. Pushover analysis revealed that loop connections have significant defects in terms of strength for in-plane and out-of-plane loads at three translational degrees of freedom compared with the U-shaped steel channel connection.
저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항에 극대화한 판폭 두께비가 큰 단면 부재를 사용하고 있다. 한편, 외부환경에 노출된 강부재는 수년간을 걸쳐 부식이 진행된다. 부식에 의한 단면결손에 따른 내력감소는 판폭두께비가 큰 부재의 경우가 판폭두께비가 작은 부재에 비하여 상대적으로 크다. 또한, 부식에 의한 압축측 플랜지 및 웨브 판두께의 감소(판폭두께비 증가)에 의한 한계상태 영역이 변경될 여지도 있다. 본 논문에서, 국내 장스팬 철골프레임을 대상으로 판폭두께비가 큰 단면에 대해서 부식진행정도에 따른 모멘트-회전각관계, 초기강성, 최대내력, 최대내력이후 강성 및 에너지흡수능력에 대해서 평가를 행하였다.
Yang, Yanmin;Tian, Xinru;Liu, Quanhai;Zhi, Jiabo;Wang, Bo
Earthquakes and Structures
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제17권2호
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pp.233-244
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2019
In this work, we have studied the effects of different soil thicknesses, haunch heights, reinforcement forms and construction technologies on the seismic performance of a composite precast fabricated utility tunnel by pseudo-static tests. Five concrete specimens were designed and fabricated for low-cycle reciprocating load tests. The hysteretic behavior of composite precast fabricated utility tunnel under simulated seismic waves and the strain law of steel bars were analyzed. Test results showed that composite precast fabricated utility tunnel met the requirements of current codes and had good anti-seismic performance. The use of a closed integral arrangement of steel bars inside utility tunnel structure as well as diagonal reinforcement bars at its haunches improved the integrity of the whole structure and increased the bearing capacity of the structure by about 1.5%. Increasing the thickness of covering soil within a certain range was beneficial to the earthquake resistance of the structure, and the energy consumption was increased by 10%. Increasing haunch height within a certain range increased the bearing capacity of the structure by up to about 19% and energy consumption by up to 30%. The specimen with the lowest haunch height showed strong structural deformation with ductility coefficient of 4.93. It was found that the interfaces of haunches, post-casting self-compacting concrete, and prefabricated parts were the weak points of utility tunnel structures. Combining the failure phenomena of test structures with their related codes, we proposed improvement measures for construction technology, which could provide a reference for the construction and design of practical projects.
High deformable concrete (HDC) elements have compressive strength rates equal to conventional concrete and have got a high compressive strain at about 20% to 50%. These types of concrete elements as prefabricated parts have an abundance of applications in the construction industry which is the most used in the construction of tunnels in squeezing grounds, tunnel passwords from fault zones or swelling soils as soft supports. HDC elements after reaching to compressive yield stress, in nonlinear behavior have hardening combined with increasing strain and compressive strength. The main aim of this laboratory and numerical research is to construct concrete elements with the above properties so the compressive stress-strain behavior of different concrete elements with four categories of mix designs have been discussed and finally one of them has been defined as HDC element mix design. Furthermore, two columns with and without implementing of HDC elements have been made and stress-strain curves of them have been investigated experimentally. An analysis model is presented for columns using finite element method adopted by ABAQUS. The results obtained from the ABAQUS finite element method are compared with experimental data. The main comparison is made for stress-strain curve. The stress-strain curves from the finite element method agree well with experimental results. The results show that the dimension of the HDC samples is significant in the stress-strain behavior. The use of the element greatly increases energy absorption and ductility.
건설현장에서 기성 콘크리트 파일의 사용이 점차적으로 증가하고 있다. 파일기초를 형성하는 주요 작업들 중의 하나가 콘크리트 파일의 두부를 $800kg/cm^2$ 이상의 압력으로 파쇄하는 것이다. 일반적으로 파일 두부정리 작업은 크러셔와 3~4명의 숙련공에 의하여 실시된다. 최근 파일 두부정리에 관한 보고에 의하면 파일의 강도를 상당히 감소시키는 균열이 작업 중에 많이 발생하고 있고 파일 두부정리 작업이 매우 반복적이고 노동집약적인 것으로 나타났다. 기존의 파일 두부정리 작업의 생산성, 안전성, 품질을 향상시키기 위하여 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 두부정리선을 인식하기 위한 센싱방법과 작동 프로세스 알고리즘을 제시하고 있다. 이것은 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위하여 매우 중요하다. 제안된 센싱방법 중 1가지를 적용한 파일롯 타입의 두부정리 자동화 장비를 개발하였으며, 현장에서 기능을 실험하였다.
최근 스마트 건설기술 중 현상에 대한 정확하고 빠른 정보수집이 가능한 3D 레이저 스캐닝 기술이 주목받고 있다. 3D 레이저 스캐닝 기술은 건설현장에서 현실과 가장 유사한 정보를 획득할 수 있다. 본 연구에서는 3D 레이저 스캐닝 기술을 활용하여 수집할 수 있는 포인트 클라우드 데이터를 건설현장 진도측정에 적용 가능성에 대하여 새로운 부재 식별방법을 실제 건물에 적용하여 제시하고자 한다. 연구 수행을 위해 BIM으로부터 부재 식별을 위한 위치 정보를 수집, 수집된 위치 정보의 인식 여유 범위를 설정하여 포인트 클라우드 데이터로부터 건물을 구성하고 있는 부재 식별을 진행하였다. 연구결과 포인트 클라우드 데이터로부터 건물을 구성하고 있는 기둥, 보, 벽 그리고 슬라브를 식별할 수 있음을 확인하였다. 식별결과는 실제 건물에 시공이 완료된 부재를 모두 확인할 수 있었으며, 이를 프로젝트 BOQ의 부재별 단가와 연동하여 기성 산출에 활용할 수 있다. 또한, 연구를 통해 획득한 포인트 클라우드 데이터는 건설현장의 품질관리 모니터링 및 건물의 유지관리를 위한 정확한 자료로써 활용될 수 있다. 연구결과는 추후 프로젝트 활용을 위해 사용되는 건설 정보의 적시성 및 정확성 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
The purpose of this investigation was to evaluate the mouth preparation and design of removable partial dentures. A total of 187cases for the prefabricated partial denture frameworks in both maxillary and mandibular semi-dentulous situations (66 cases and 203 cases) was selected from this study. The evaluations of mouth preparation and design observed here involved the classification of edentulous spaces, status of abutment splinting with location, design of direct retainer and structure of maxillary major connector according to the incidence of both dental arches, ages, sexes and segment of semidentulousness. The analyzed results were as follows: 1) The order of frequency rate in removable partial denture construction was Class II (50.27%), Class I (36. 90%), Class III (10.69%), and Class IV (2.14 %). 2) The distribution on design of maxillary removable partial denture prosthesis was 33.22% and 64.11% in mandibular removable partial denture prosthesis. 3) The age distribution of removable partial denture prosthesis was prominent after40 years (41.71%). 4) The design pattern of maxillary major connectors was in order of anteroposterior bar, single palatal bar, palatal strap, U-shape connector. 5) The design pattern of direct retainer was in order of Aker's clasp, I-bar clasp, backaction clasp, cuspid universal clasp. 6) The abutment for partial denture clasp splinted between premolar and premolar and its frequency rate revealed 53.44%. 7) It seemed that the location and design of the indirect retainer showed accepatble limit.
Modular buildings are constructed by assembling modular units which are prefabricated in a factory and delivered to the site. However, due to a problem of noise between floors, concrete slab is usually poured at the top or bottom level of a modular unit in Korea. This greatly increases the weight of buildings, but designing vertical members of modular units to resist overall gravity loads is very inefficient. In this study, considering domestic building construction practices, feasible structural systems for tall modular buildings are proposed in which separate steel frames and reinforced concrete core walls are designed to resist gravity and lateral loads. To verify performance, a three-dimensional structural analysis has been performed with two types of prototype buildings, i.e., a residential building and a hotel. From the results, wind-induced lateral displacements and seismic story drifts are examined and compared with their limit values. Between the two kinds of buildings, the efficiency of the proposed system is also evaluated through a comparison of the weight of structural components. Finally, the effect of a floor diaphragm on the overall behavior is analyzed and discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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