• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2014

콘크리트의 취성파괴를 방지하기 위해 강섬유 보강재는 효과적인 복합재료이다. 그러나 시멘트 사용량이 많아지면 건조수축이 증가하고 이로 인해, 강섬유 보강재의 연성증가 효과가 제한될 수 있다. 팽창재를 사용한 콘크리트 내부의 강섬유 보강재는 화학적 프리스트레싱 효과가 발생하여 강섬유 보강효과를 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 CSA 팽창재와 강섬유 보강재를 혼입하여 콘크리트의 역학적인 특성을 분석하였다. 체적비 1~2%의 강섬유 보강재와 시멘트 중량의 10%의 CSA 팽창재를 혼입하였으며, 다양한 역학적 특성과 휨거동을 분석하였다. 강섬유 보강재를 혼입한 CSA 콘크리트는 인장강도와 초기균열강도의 증가를 나타냈으며, 균열후의 파괴에너지 증가와 같은 연성거동을 뚜렷하게 나타내었다. 적절한 팽창재 사용과 최적의 강섬유 보강재의 혼입률이 도출된다면 이들의 상호작용은 콘크리트의 취성을 더욱 효과적으로 제어할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.35-44
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• 2017

본 연구에서는 국내 콘크리트구조기준(2012)에서 규정하고 있는 최소철근량 이하로 보강된 보에 강섬유를 혼입한 강섬유보강철근콘크리트보의 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 철근비와 강섬유의 혼입량으로 하였다. 철근보강비는 최소철근량의 44%, 66%, 78%와 100%로 하였으며, 강섬유의 혼입량은 0.25%, 0.50%, 0.75% 및 1.00%이다. 실험결과, 강섬유는 균열저항성능을 크게 개선시키는 것으로 확인되었다. 또한, 하중저항성능의 관점에서 강섬유는 항복하중의 증가에 기여하지만 극한하중의 증가에는 거의 기여하지 못하는 것을 확인하였다. 강섬유로 인한 항복하중의 증가량은 철근 감소로 인한 항복하중의 감소량에 비하여 미미한 것으로 나타났다. 최소철근보에서 강섬유의 사용은 오히려 연성을 크게 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근 휨부재에 강섬유를 사용하기 위해서는 연성도 확보를 위하여 철근비를 증가시켜야 하는 것으로 확인되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권6호
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• pp.709-728
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• 2023

Experimental and analytical studies were conducted to clarify the influencing mechanisms of the longitudinal reinforcement on performance of axially loaded Reinforced Concrete-Filled Steel Tube (R-CFST) short columns. The longitudinal reinforcement ratio was set as parameter, and 10 R-CFST specimens with five different ratios and three Concrete-Filled Steel Tube (CFST) specimens for comparison were prepared and tested. Based on the test results, the failure modes, load transfer responses, peak load, stiffness, yield to strength ratio, ductility, fracture toughness, composite efficiency and stress state of steel tube were theoretically analyzed. To further examine, analytical investigations were then performed, material model for concrete core was proposed and verified against the test, and thereafter 36 model specimens with four different wall-thickness of steel tube, coupling with nine reinforcement ratios, were simulated. Finally, considering the experimental and analytical results, the prediction equations for ultimate load bearing capacity of R-CFSTs were modified from the equations of CFSTs given in codes, and a new equation which embeds the effect of reinforcement was proposed, and equations were validated against experimental data. The results indicate that longitudinal reinforcement significantly impacts the behavior of R-CFST as steel tube does; the proposed analytical model is effective and reasonable; proper ratios of longitudinal reinforcement enable the R-CFSTs obtain better balance between the performance and the construction cost, and the range for the proper ratios is recommended between 1.0% and 3.0%, regardless of wall-thickness of steel tube; the proposed equation is recommended for more accurate and stable prediction of the strength of R-CFSTs.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.477-488
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• 2015

본 연구에서는 석조문화재에 대한 금속보강재의 최소 개입을 통해 원형부재의 이차 훼손을 줄이고, 동시에 최대의 구조보강 효과를 얻을 수 있도록 제안된 실험을 통해 처리기술의 객관적 기준을 다음과 같이 설정하였다. 첫째, 금속보강재의 설계 기준은 석조문화재의 풍화도에 따라 보강재비의 산정이 이루어져한다. 둘째, 석조문화재의 원형이 부분적으로 훼손되어 형태나 구조적으로 보강이 필요할 때 보형처리(구부재 + 신석재 접합)는 풍화등급이 높은 부재를 기준으로 금속보강재 비율을 계획해야 한다. 본 연구를 바탕으로 석조문화재의 구조적인 안정을 꾀할 수 있는 조건을 고려한 금속보강재 비율을 풍화영역별로 제시하면, 접합단면 대비 $800kgf/cm^2$ 이하는 0.13~0.23, $800kgf/cm^2$ 이상 $1200kgf/cm^2$ 이하는 0.24~0.28, $1200kgf/cm^2$ 이상은 0.29~0.5의 금속보강재비를 권장할 수 있다. 특히 더욱 세분화된 풍화등급에 따른 금속보강재의 적용 여부는 석조물의 파괴계수와 금속보강재의 물성을 고려하여야 할 것으로 사료된다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권3호
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• pp.243-254
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• 2022

Reinforced concrete (RC) deep beams are critical structural elements used in offshore pile caps, rectangular cross-section water tanks, silo structures, transfer beams in high-rise buildings, and bent caps. As a result of the low shear span ratio to effective depth (a/d) in deep beams, arch action occurs, which leads to shear failure. Several studies have been carried out to improve the shear resistance of RC deep beams and avoid brittle fracture behavior in recent years. This study was performed to investigate the behavior of RC deep beams numerically and experimentally with different reinforcement arrangements. Deep beams with four different reinforcement arrangements were produced and tested under monotonic static loading in the study's scope. The horizontal and vertical shear reinforcement members were changed in the test specimens to obtain the effects of different reinforcement arrangements. However, the rebars used for tension and the vertical shear reinforcement ratio were constant. In addition, the behavior of each deep beam was obtained numerically with commercial finite element analysis (FEA) software ABAQUS, and the findings were compared with the experimental results. The results showed that the reinforcements placed diagonally significantly increased the load-carrying and energy absorption capacities of RC deep beams. Moreover, an apparent plastic plateau was seen in the load-displacement curves of these test specimens in question (DE-2 and DE-3). This finding also indicated that diagonally located reinforcements improve displacement ductility. Also, the numerical results showed that the FEM method could be used to accurately predict RC deep beams'behavior with different reinforcement arrangements.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.277-287
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• 2017

이 연구는 한계상태설계법을 기반으로 하는 도로교설계기준에 의해 철근콘크리트 휨부재 설계 시 적용하는 균형철근비와 최대 철근량에 대한 규정을 검토한 것이다. 현행 도로교설계기준(한계상태설계법)에서는 휨부재 철근량 산정의 기준이 되는 균형철근비에 대한 명시적 규정이 없고, 휨모멘트 재분배 효과를 반영한 최대 중립축 깊이 및 콘크리트 단면적의 0.04배로서 최대 철근량을 산정한다. 그런데, 최대 중립축 깊이 규정에 의하면 최대 철근량이 적게 산정되어 단면을 크게 하여야 하며, 콘크리트 단면적의 0.04배라는 한계값이 적용될 경우에는 인장 철근의 변형률이 항복 변형률의 2배 이하로 되어 충분한 연성거동을 보장할 수 없는 문제점이 있다. 이 연구에서는 연성거동을 확보할 수 있는 휨부재 설계를 위한 사용 철근량 산정의 기준이 되는 균형철근비를 극한한계상태 검증 규정 및 재료 특성과 콘크리트 기준압축강도에 따른 극한한계변형률을 도입하여 설계 실무에 적용할 수 있도록 간편한 식으로 유도하였다. 그리고, 설계된 휨부재가 충분한 연성이 확보되도록 인장철근의 최소허용변형률을 항복변형률의 2배로 가정하고 철근의 기준항복강도 및 콘크리트 기준압축강도에 상관없이 만족할 수 있도록 최대 중립축 깊이 비 보정계수를 도입하여 수정하고, 이로부터 최대철근비를 산정할 수 있도록 하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권1호
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• pp.63-69
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• 1998

The stress intensity factor has been calculated theoretically for the cracked plate subjected to remote normal stress and reinforced with a sheet by symmetric seam welding. The singular integral equation was derived based on displacement compatibility condition between the cracked sheet and the reinforcement plate, and solved by means of Erdogran and Gupta's method. The results from the derived equation for stress intensity factor were compared with FEM solutions and seems to be reasonable. The reinforcement effect gets better as welding line is closer to the crack and the stiffness ratio of the cracked plate and the reinforcement sheet becomes larger.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권2호
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• pp.317-340
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• 2015

Design codes have specified the minimum shear reinforcement requirement for reinforced concrete (RC) and prestressed concrete (PSC) members to prevent brittle and premature shear failure. They are, however, very different from one another, and particularly, ACI318 code allows the required minimum shear reinforcement to be reduced in PSC members, compared to that in RC members, by specifying the additional equation for PSC members whose basis is not clear. In this paper, the minimum shear reinforcement ratio for PSC members was proposed, which can provide a sufficient reserved shear strength and deformation capacity. The proposed equation was also verified by the test results of PSC specimens lightly reinforced in shear, comparing to design codes and other proposed equations from previous studies.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 1999년도 Proceedings of the 1999 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers
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• pp.582-587
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• 1999

This study has been done to investigate the characteristics of synthetic fiber reinforcement sol with fully satruated . To this end, consolidated undrained triaxial test was performed on synthetic fiber reinforcement soil using the soft clay and plypropylene fiber . From the results of test, it was formed that the mixing ratio for weight and the aspect ratio of synthetic fiber have an effect on the shear characteristic of synthetic fiber rinforcement soil. Especially shear paramter C has line relationship for mixing ratio of fiber, and øhas parabolic relationship for mixing ratio of fiber.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.37-45
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• 2006

다주교각의 횡방향 철근비에 따른 연성도 및 소성힌지 영역을 단주교각과 비교하여 평가하였다. 횡방향 철근비가 높을수록 연성도 증가는 뚜렷하며 다주교각의 경우 교축직각방향 거동시에는 단주보다 더 큰 연성도 증가를 보였다. 또한 횡철근 배근을 위한 소성힌지영역을 산정하였으며 목표연성도를 크게 할수록 횡구속 철근비의 증가와 함께 횡구속 되어야 하는 소성힌지영역 또한 높아져야함을 밝혔다. 다주교각의 방향별 거동에 따른 소성힌지 영역에는 차이가 있으며, 다주교각의 교축직각방향 거동시에는 모멘트 분포의 차이에 의해 보다 낮은 구간에서 소성변형을 보인다.