• Advances in concrete construction
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2022

Concrete is a brittle material and weak in tension. Traditionally, web reinforcement in the form of vertical stirrups is used in reinforced concrete (RC) beams to take care of principal stresses that may cause failure when they are subjected to shear stresses. In recent decades, the potential of various types of fibers for improving post-cracking behavior of RC beams and replacing stirrups completely or partially have been studied. It has been shown that the use of steel fibers randomly dispersed and oriented in concrete has a significant potential for enhancing mechanical properties of RC beams. However, the studies on deep steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams are limited when compared to those focusing on slender beams. An experimental program consisting of three RC and nine SFRC deep beams without stirrups were conducted in this study. Besides, various models developed for predicting the ultimate shear strength and diagonal cracking strength of SFRC deep beams without stirrups were applied to experimental data obtained from the literature and this study.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-34
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• 2009

댐이나 항만 건설시 재료로 사용되는 조립재는 입자크기가 일반 토사에 비해 매우 크기 때문에 이러한 재료에 대해서 전단시험을 수행할 때에는 가급적 대형 전단시험장치를 사용하는 것이 보다 정확한 결과를 얻기 위해 바람직하다. 대형 전단시험장치로는 일반적으로 대형 직접전단시험장치와 대형 삼축압축시험장치가 있으나 일반 토질시험장치와 비교해 제작과 보급, 운영 등의 어려움 때문에 현재까지 국내에서 두 시험장치를 사용하여 시험을 수행한 실적은 많지 않은 편이다. 본 연구에서는 댐 축조재로 사용되는 입경이 큰 조립재료를 대상으로 시료의 평균 입자크기와 공시체 크기, 연직응력(구속압) 조건 등에 차이가 있는 총 6개 case에 대해서 대형 직접전단시험과 대형 삼축압축시험을 수행하고 두 시험간 전단강도 특성의 차이를 비교하였다. Mohr-Coulomb 강도규준에 의한 전단강도를 기준으로, 대형 직접전단시험을 통해 산정된 전단강도가 대형 삼축압축시험을 통해 산정된 전단강도보다 전체적으로 크게 나타났으며 또한, 1,000kPa 수직응력에 대해 두 시험간 산정된 전단강도를 비교한 결과 대형 직접전단시험에 의한 전단강도가 대형 삼축압축시험에 의한 전단강도보다 약 10~70% 크게 나타나 입경이 작은 일반 토사와 비교해 그 차이가 크고, 대형 직접전단시험결과의 분산도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.653-659
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• 2002

최근들어, 국내에서 공용중인 교량바닥판의 파손사례가 증가되고 있으며, 파손된 바닥판의 주요 파괴모드는 반복되는 중트럭 하중에 의한 국부적인 펀칭전단이 주원인이 되고 있다. 본 연구에서는 교축방향으로 프리스트레스가 도입된 프리캐스트 콘크리트 교량바닥판에 대해서 펀칭전단 파괴실험을 수행하여 펀칭전단 실험중에 얻어진 균열양상, 파괴모드, 처짐 및 응력 특성, 펀칭전단강도 등을 검토하였다. 정적 펀칭전단 실험결과 교량바닥판의 펀칭전단 파괴는 현행 시방서의 예측식에값 보다 더 큰 하중 수줄에서 발생되어 현행 시방서에서 규정하는 펀칭전단 강도는 안전측의 결과를 보이는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.910-921
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• 2002

철근콘크리트 보의 전단거동을 예측하기 위하여 휨모멘트가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 제안하였다. 제안된 TATM으로 구한 전단응력-전단변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였다. 또한, TATM으로 구한 전단강도는 다양한 전단스팬비와 지점형태 및 단면형태를 가지는 총 170개 실험결과와 비교되었다. TATM에 의한 해석결과는 평균 0.96, 변동계수 11.9 %로서 기존의 트러스 모델에 의한 해석결과보다 실험결과를 더 잘 예측하였으며, 해석결과에 대한 실험결과의 비는 a/d와 η에 관계없이 거의 일정하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권2호
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• pp.105-111
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• 2020

In this study eleven beam of steel fibre-reinforced concrete were tested on concentrated load in order to evaluate the shear strength and deformation of the beams after burning. Variables considered in the test include spaces of shear reinforcement (stirrups) and temperature (normal temperature at 38℃, 300℃, 600℃ and 900℃). The steel fiber used is set at 0.5% of the concrete volume. The phenomenon of the test results shows that although the beams were tested to achieve shear failure, the fact that all the tested beams did not encounter any shear failure. It has shown the influence of steel fibers and stirrups that plays a role in determining the mode of collapse. The concrete shear capacity of steel fibrous concrete beams installed with stirrups in altered spacing variations is not significantly different from each other, while beam deformability increases when the space stirrups are reduced. Furthermore, models of the developed-steel fibrous shear strength are compared and discussed with experimental results.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.587-600
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• 2020

Shear-induced instability of jointed rock mass has greatly threatened the safety of underground openings. To better understand the failure mechanism of surrounding rock mass under shear, the flawed specimens containing a circular opening and two open joints are prepared and used to conduct direct shear tests. Both experimental and numerical results show that joint inclination (β) has a significant effect on the shear strength, dilation, cracking behavior and stress distribution around flaws. The maximum shear strength, occurring at β=30°, usually corresponds to a unifrom stress state around joint and an intense energy release. However, a larger joint inclination, such as β=90°~150°, will cause a more uneven stress distribution and a stronger stress concentration, thus a lower shear strength. The stress distribution around opening changes little with joint inclination, while the magnitude varys much. Both compression and tension around opening will be greatly enhanced by the 30°-joints. In addition, a higher normal stress tends to enhance the compression and suppress the tension around flaws, resulting in an earlier generation and a larger proportion of shear cracks.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권2호
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• pp.193-204
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• 2022

The need for establishing the contribution of pultruded FRP encasements and additional FRP wraps around these encasements to the shear strength and load-deflection behavior of reinforced concrete beams is the main motivation of the present study. This paper primarily focuses on the effect of additional wrapping around the composite beam on the flexural and shear behavior of the pultruded GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) beams infilled with reinforced concrete, taking into account different types of failure according to av/H ratio (arch action, shear-tension, shear-compression and pure bending). For this purpose, nine hybrid beams with variable shear span-to-depth ratio (av/H) were tested. Hybrid beams with 500 mm, 1000 mm, and 1500 mm lengths and cross-sections of 150x100 mm and 100x100 mm were tested under three-point and four-point loading. Based on the testing load-displacement relationship, ductility ratio, energy dissipation capacity of the beams were evaluated with comprehensive macro damage analysis on pultruded GFRP profile and GFRP wrapping. The GFRP wraps were established to have a major contribution to the composite beam ductility (90-125%) and strength (40-75%) in all ranges of beam behavior (shear-dominated or dominated by the coupling of shear and flexure). The composite beams with wraps were showns to reach ductilities and strength values of their counterparts with much greater beam depth.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.519-533
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• 2024

Many materials including cementitious concrete-type materials undergo material property changes during high-rate loading. There is a wealth of research regarding this phenomenon for concrete in compression and tension. However, there is minimal knowledge about how mortar material used in concrete masonry unit (CMU) construction behaves in high-rate shear loading. A series of experiments was conducted to examine the bond strength of mortar bonded to CMU units under high-rate shear loading. A novel experimental setup using a shock tube and dynamic ram were used to load specially constructed shear triplets in a double lap shear configuration with no pre-compression. The Finite Element Method was leveraged in conjunction with data from the experimental investigation to establish if the shear bond between concrete masonry units and mortar exhibits any rate dependency. An increase in shear bond strength was observed when loaded at a high strain rate. This data indicates that the CMU-mortar bond exhibits a rate dependent strength change and illustrates the need for further study of the CMU-mortar interface characteristics at high strain rates.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.275-278
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• 2005

This paper presents a model for evaluating the contribution by arch action and frame action to shear resistance in shear-critical reinforced concrete beams without stirrup. The rotating angle softened truss model is employed to calculate the shear deformation of the web and the relative axial displacement of the compression and tension chord by the shear flow are also calculated. From this shear compatibility condition in a beam, the shear contribution by the arch action is numerically decoupled. The transverse strain obtained from the proposed model is selected for shear failure criterion. Using the failure criterion, shear strength of RC slender beams without stirrup is predicted.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.313-324
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• 2010

FRP 보강근은 현장 가공이 용이하지 않고 만곡부에서 강도가 저하되는 등 전단보강근으로 사용하기에는 해결해야 할 문제점이 많다. 전단보강을 필요로 하지 않는 구조요소에 FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 것은 별 어려움 없이 적용할 수 있다. 교량 바닥판이나 복개시설의 슬래브 등은 대부분 판상 구조로 전단보강이 없는 부재들이며, FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 경우에는 RC구조에 비하여 전단강도가 높지 않은 특성이 있다. 그러나 이러한 형식의 구조물에 대한 신뢰성 있는 전단강도 산정 기준이 확립되지 않은 상태이다. 이 연구에서는 FRP RC의 전단거동을 관찰한 선행연구 결과와 함께 문헌 조사를 통하여 관련 자료 211개를 축적하고, 각국의 전단강도 산정 기준과 비교 검토하였다. 분석 결과 AIJ, ISE 기준이 가장 우수하였으며, ACI 440.1R-06의 기준은 보수적인 설계를 제공하지만 분산 정도는 ISE와 유사하여 항상 일관성 있는 예측 값을 주는 장점이 있었다. 합리적인 새로운 전단강도식을 개발하기 위하여 표본자료의 전단강도를 가장 잘 설명할 수 있는 회귀모형을 구축하였으며 기존 설계식과 비교 검토하였다. 구축된 회귀모형을 기반으로 정확도가 높고 분산도가 작은 새로운 전단강도식을 제안하였다.