• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.287-294
• /
• 2008

이 연구에서는 교량 상부구조물의 보수 보강에 많이 사용되는 7연 강연선의 공용중 긴장력 관리를 위한 새로운 방법은 제안하였다. 제안된 스마트 강연선은 기존 강연선의 중앙 킹와이어를 강제튜브로 대체하고, 강제튜브의 내부에 FBG 광섬유센서를 설치하여 강연선의 변형률을 측정할 수 있도록 하였다. 내장된 센서를 통하여 이 스마트 강연선의 변형률을 쉽게 측정할 수 있으므로, 공용중 강연선의 긴장력을 모니터링할 수 있다. 본 연구에서 제안된 장력 모니터링 방법의 효용성을 증명하기 위하여 FBG센서 2개가 내장된 길이 7.0m인 스마트 강연선을 제작하고, 이를 길이 6.4m, 높이 0.6m인 RC T형 모형거더에 외장형 텐던으로 적용하였다. 그리고 이 시험거더에 대한 재하-제하시험을 실시하고 로드셀에서 계측된 긴장력과 스마트 강연선을 이용하여 예측한 긴장력을 비교하였다. 비교 결과, 제안된 스마트 강연선은 긴장력이 작용된 강연선의 장력을 정확하게 모니터링 하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제53권2호
• /
• pp.311-324
• /
• 2015

The purpose of this study was to investigate experimentally the fatigue performance of reinforced concrete (RC) beams with hot-rolled ribbed fine-grained steel bars of yielding strength 500MPa (HRBF500). Three rectangular and three T-section RC beams with HRBF500 bars were constructed and tested under static and constant-amplitude cyclic loading. Prior to the application of repeated loading, all beams were initially cracked under static loading. The major test variables were the steel ratio, cross-sectional shape and stress range. The stress evolution of HRBF500 bars, the information about crack growth and the deflection developments of test beams were presented and analyzed. Rapid increases in deflections and tension steel stress occured in the early stages of fatigue loading, and were followed by a relatively stable period. Test results indicate that, the concrete beams reinforced with appropriate amount of HRBF500 bars can survive 2.5 million cycles of constant-amplitude cyclic loading with no apparent signs of damage, on condition that the initial extreme tensile stress in HRBF500 steel bars was controlled less than 150 MPa. It was also found that, the initial extreme tension steel stress, stress range, and steel ratio were the main factors that affected the fatigue properties of RC beams with HRBF500 bars, whose effects on fatigue properties were fully discussed in this paper, while the cross-sectional shape had no significant influence in fatigue properties. The results provide important guidance for the fatigue design of concrete beams reinforced with HRBF500 steel bars.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.165-168
• /
• 2008

본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 보강에 이용되는 유리섬유강화 복합재료(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 형상에 관한 연구로서 콘크리트의 피복두께 및 FRP 보강재의 형상(Plate, Box)을 실험 변수로 하여 FRP 보강 철근콘크리트 보의 거동 평가 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 T. J. Teng 등이 제안한 설계식을 이용하여 보강량을 결정하였고 기존의 FRP Plate 보강재의 성능개선을 위하여 FRP Sandwich box 보강재를 설계, 적용하여 보았다. 연구의 결과 예상과 달리 FRP Plate 보강재가 Sandwich box 보강재보다 보강효과가 우수한 것으로 조사되었으며, 이는 보강재 제작상의 한계점 및 core 재료가 너무 약하여 Sandwich box 보강재의 Top Plate와 Bottom Plate가 일체화 거동을 하지 못하여 나타난 결과로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.785-794
• /
• 2004

이 논문은 휨과 전단이 동시에 작용하고 있는 철근콘크리트 보에서 전단은 휨모멘트의 변화율(V=dM/dx)이라는 기본 관계식에 근거한 새로운 트러스모델링기법을 제안하는 것이다. 이 새로운 모델의 핵심은 보의 경간에서 내부 모멘트 팔길이의 변화를 고려함으로써, 보의 전단 저항 메커니즘을 아치작용과 보작용이라는 두 기본 성분의 합으로 표현할 수 있게 한 것이다. 이두 작용에 의한 전단 저항 구성비는 상호 변형 적합조건을 적용하여 계산하였는데, 이 때 수정압축장이론과 CEB/FIP MC-90의 인장강화효과 공식을 이용하였다. 이렇게 함으로써 전단과 모멘트 관계식 V=dM/dx을 수치적으로 복제할 수 있는 새로운 트러스모델을 결정하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.601-609
• /
• 2008

본 연구에서는 탄소섬유판 표면 매입 공법 및 외부 부착공법의 장점을 활용하기 위하여, 새로운 형상의 탄소섬유판을 제작하여 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 표면 매입 및 외부 부착이 혼합된 보강 방식의 휨 거동 효과를 분석하였다. 본 연구 결과, 표면매입 (NSM) 및 표면부착 (EBR) 탄소섬유판이 결합한 T형 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성 및 극한강도는 섬유판으로 보강되지 않은 보에 비하여 크게 증진되며, 그 최대 증가율은 보강되지 않은 부재의 경우보다 약 347%로 나타났다. 이는 매입 (NSM) 및 부착 (EBR) 탄소섬유판의 상호 구속 효과가 매우 뛰어나 하중을 분배하여 따라서 저항 능력이 크게 개선되는 것으로 판단되었다. 또한 T형 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 파괴는 표면부착 탄소섬유판의 부착 탈락으로 시작되며, 단계적으로 매입 섬유판의 파괴되면서 전단부 콘크리트 피복이 탈락하는 파괴양상으로 나타났다. 매입 탄소섬유판 (NSM CFRP strip) 및 표면부착 (EBR) 탄소판의 극한변형률은 각각 $8,600{\mu}{\varepsilon}{\sim}22,000{\mu}{\varepsilon}$ 및 $7,000{\sim}9,000{\mu}{\varepsilon}$의 범주로 나타나 하중 분배 능력이 우수하며, 따라서 노후 구조물 보강방식으로 효과적인 것으로 판단된다.

• 토지주택연구
• /
• 제3권4호
• /
• pp.433-449
• /
• 2012

횡력을 받는 넓은 보와 기둥 내부접합부의 거동을 평가하기 위하여 넓은 보-기둥 접합부의 휨강성비와 유효폭 및 슬래브 유무를 변수로 6개의 1/2축소 모델 실험체를 제작하여 구조성능 평가를 수행하여 하중-변형, 연성, 강성 등을 평가하였다. 동 모델을 대상으로 비탄성해석을 수행하여 구조성능평가 결과와 비교하였다. 연구결과 도출된 결론은 다음과 같다. 넓은 보-기둥 내부 접합부는 중진지역인 국내에서 적용하고 있는 부분골조형 구조에 적용이 가능한 것으로 판단된다. 슬래브의 강성이 횡력을 받는 넓은 보-기둥 내부 접합부의 거동에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 휨강성비가 2.0이상의 경우 T형보의 플랜지로서 슬래브 유효폭은 넓은 보 유효깊이의 2.0d로 평가되며, 휨강성비가 1.4~2.0일 경우, 슬래브 유효폭의 영향은 고려하지 않아도 되는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제3권1호
• /
• pp.51-68
• /
• 2007

High-strength concrete (HSC) is becoming increasingly attractive for various construction projects since it offers a multitude of benefits over normal-strength concrete (NSC). Unfortunately, current design provisions for shear capacity of RC slender beams are generally based on data developed for NSC members having a compressive strength of up to 50 MPa, with limited recommendations on the use of HSC. The failure of HSC beams is noticeably different than that of NSC beams since the transition zone between the cement paste and aggregates is much denser in HSC. Thus, unlike NSC beams in which micro-cracks propagate around aggregates, providing significant aggregate interlock, micro-cracks in HSC are trans-granular, resulting in relatively smoother fracture surfaces, thereby inhibiting aggregate interlock as a shear transfer mechanism and reducing the influence of compressive strength on the ultimate shear strength of HSC beams. In this study, a new approach based on genetic algorithms (GAs) was used to predict the shear capacity of both NSC and HSC slender beams without shear reinforcement. Shear capacity predictions of the GA model were compared to calculations of four other commonly used methods: the ACI method, CSA method, Eurocode-2, and Zsutty's equation. A parametric study was conducted to evaluate the ability of the GA model to capture the effect of basic shear design parameters on the behaviour of reinforced concrete (RC) beams under shear loading. The parameters investigated include compressivestrength, amount of longitudinal reinforcement, and beam's depth. It was found that the GA model provided more accurate evaluation of shear capacity compared to that of the other common methods and better captured the influence of the significant shear design parameters. Therefore, the GA model offers an attractive user-friendly alternative to conventional shear design methods.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제9권2호
• /
• pp.133-143
• /
• 2015

This paper describes the test results and nonlinear analysis of reinforced concrete T-beams strengthened by bonded steel plates under increasing static loading conditions. The first part of this paper discusses the flexural tests on five T-beams, including the test model design (based on similarity principles), test programs, and test procedure. The second part discusses the nonlinear numerical analysis of the strengthened beams, in which a concrete damage plasticity model and a cohesive behavior were adopted. The numerical analysis results are compared with experimental data and show good agreement. The area of bonded steel plate and the anchor bolt spacing were found to have an impact on the cracking load, yield load, and ultimate load. An increase in the area of steel plate and a reduction of the anchor spacing could significantly improve the cracking and ultimate loads and decrease the damage of the beam.

• Computers and Concrete
• /
• 제21권2호
• /
• pp.127-137
• /
• 2018

In this study, the behavior of the number of anchorage bolts on the glass-fiber reinforced polymer (GFRP) plates adhered to the surfaces of reinforcing concrete (RC) T-beams was investigated analytically. The analytical results were compared to the test results in term of shear strength, and midpoint displacement of the beam. The modelling of the beams was conducted in ABAQUS/CAE finite element software. The Concrete Damaged Plasticity (CDP) model was used for concrete material modeling, and Classical Metal Plasticity (CMP) model was used for reinforcement material modelling. Model-1 was the reference specimen with enough sufficient shear reinforcement, and Model-2 was the reference specimen having low shear reinforcement. Model-3, Model-4 and Model-5 were the specimens with lower shear reinforcement. These models consist of a single variable which was the number of anchorage bolts implemented to the GFRP plates. The anchorage bolts of 2, 3, and 4 were mutually mounted on each GFRP plates through the beam surfaces for Model-3, Model-4, and Model-5, respectively. It was found that Model-1, Model-3, Model-4 and Model-5 provided results approximately equal to the test results. The results show that the shear strength of the beams increased with increasing of anchorage numbers. While close results were obtained for Model-1, Model-3, Model-4 and Model-5, in Model-2, the rate of increase of displacement was higher than the increase of load rate. It was seen, finite element based ABAQUS program is inadequate in the modeling of the reinforced concrete specimens under shear force.

• Computers and Concrete
• /
• 제21권5호
• /
• pp.539-546
• /
• 2018

Making a transverse opening in concrete beams in order to accommodate utility services through the member instead of below or above of that, sometimes may be necessary. It is obvious that inclusions of an opening in a beam decreases its flexural and shear strengths. Fabricated steel bars are usually used to increase the capacity of the opening section, but details of reinforcements around the opening are dense and complex resulting in laborious pouring and setup process. The goal of this study was to investigate the possibility of using steel fibers in concrete mixture instead of complex reinforcement detailing order to strengthen opening section. Nonlinear finite element method was employed to investigate the behavior of steel fiber reinforced concrete beams. The numerical models were validated by comparison with experimental measurements tested by other investigators and then used to study the influence of fiber length, fiber aspect ratio and fiber content on the shear performance of SFRC slender beams with opening. Finally, it was concluded that the predicted shear strength enhancement is considerably influenced by use of steel fibers in concrete mixture but the effect of fiber length and fiber aspect ratio wasn't significant.