• 한국지진공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.43-54
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• 2019

Existing reinforced concrete frame buildings designed for only gravity loads have been seismically vulnerable due to their inadequate column detailing. The seismic vulnerabilities can be mitigated by the application of a column retrofit technique, which combines high-strength near surface mounted bars with a fiber reinforced polymer wrapping system. This study presents the full-scale shaker testing of a non-ductile frame structure retrofitted using the combined retrofit system. The full-scale dynamic testing was performed to measure realistic dynamic responses and to investigate the effectiveness of the retrofit system through the comparison of the measured responses between as-built and retrofitted test frames. Experimental results demonstrated that the retrofit system reduced the dynamic responses without any significant damage on the columns because it improved flexural, shear and lap-splice resisting capacities. In addition, the retrofit system contributed to changing a damage mechanism from a soft-story mechanism (column-sidesway mechanism) to a mixed-damage mechanism, which was commonly found in reinforced concrete buildings with strong-column weak-beam system.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권3호
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• pp.279-293
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• 2019

The overall seismic performance of existing pre 1960-70s reinforced concrete (RC) structures is significantly affected by the inadequate length of columns' lap-spliced reinforcement. Due to this crucial structural deficiency, the cyclic response is dominated by premature bond - slip failure, strength and stiffness degradation, poor energy dissipation capacity and low ductility. Recent earthquakes worldwide highlighted the importance of improving the load transfer mechanism between lap-spliced bars, while it was clearly demonstrated that the failure of lap splices may result in a devastating effect on structural integrity. Extensive experimental and analytical research was carried out herein, to evaluate the effectiveness and reliability of strengthening techniques applied to RC columns with lap-spliced reinforcement and also accurately predict the columns' response during an earthquake. Ten large scale cantilever column subassemblages, representative of columns found in existing pre 1970s RC structures, were constructed and strengthened by steel or RC jacketing. The enhanced specimens were imposed to earthquake-type loading and their lateral response was evaluated with respect to the hysteresis of two original and two control subassemblages. The main variables examined were the lap splice length, the steel jacket width and the amount of additional confinement offered by the jackets. Moreover, an analytical formulation proposed by Tsonos (2007a, 2019) was modified appropriately and applied to the lap splice region, to calculate shear stress developed in the concrete and predict if yielding of reinforcement is achieved. The accuracy of the analytical method was checked against experimental results from both the literature and the experimental work included herein.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.119-128
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• 2008

본 연구는 중진지역에서의 PC(precast conctete) 보-기둥 접합부의 새로운 모멘트-저항 시스템을 제안하는 것이다. 철근 이음형 접합부에서 연결재는 접합부를 관통하고, U형 하프 PC 보의 하부철근과 비접촉 겹칩이음으로 연결되어 있다. 비접촉 겹침이음에 대한 성능을 파악하기 위하여 실험적 연구와 해석적 연구가 수행되었다. 실험의 주요변수는 겹침길이, 연결재의 크기, 그리고 겹침이음된 연결재의 거리 등이다. 또한, 균열양상, 하중-변위 곡선, 내력 비교, 그리고 연결재의 변형 등에 초점을 맞추어 해석적 연구를 수행하여 실험결과와 비교하였다. 해석과 실험 결과 주요변수인 겹침길이, 연결재의 크기, 연결재의 비접촉 수직 거리등에 따라 강도, 연성, 그리고 접합부 거동에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.345-367
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• 2015

Past earthquakes have signaled the increased collapse vulnerability of mainshock-damaged bridge piers and urgent need of repair interventions prior to subsequent cascading hazard events, such as aftershocks, triggered by the mainshock (MS). The overarching goal of this study is to quantify the collapse vulnerability of mainshock-damaged substandard RC bridge piers rehabilitated with different repair jackets (FRP, conventional thick steel and hybrid jacket) under aftershock (AS) attacks of various intensities. The efficacy of repair jackets on post-MS resilience of repaired bridges is quantified for a prototype two-span single-column bridge bent with lap-splice deficiency at column-footing interface. Extensive number of incremental dynamic time history analyses on numerical finite element bridge models with deteriorating properties under back-to-back MS-AS sequences were utilized to evaluate the efficacy of different repair jackets on the post-repair behavior of RC bridges subjected to AS attacks. Results indicate the dramatic impact of repair jacket application on post-MS resilience of damaged bridge piers-up to 45.5 % increase of structural collapse capacity-subjected to aftershocks of multiple intensities. Besides, the efficacy of repair jackets is found to be proportionate to the intensity of AS attacks. Moreover, the steel jacket exhibited to be the most vulnerable repair intervention compared to CFRP, irrespective of the seismic sequence (severe MS-severe or moderate AS) or earthquake type (near-fault or far-fault).

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.263-272
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• 2003

내진상세가 적용되지 않은 RC중공구형단면 교각의 지진 시 거동특성 및 내진성능을 파악하기 위하여 축소모델 실험을 수행하였다. 축소모델은 교각의 소성힌지영역내에 동일한 위치에서 모든 주철근이 겹침이음된 모델과 연속된 철근을 사용하여 겹침이음을 없앤 모델로 설계하였다. 실험은 축력이 재하된 상태에서 준정적 반복하중을 재하하였다. 실험결과 겸침이음모델은 주철근의 겹침이음부에서의 부착파괴가 발생하였지만 비교적 큰 연성거동을 나타냈으며 연속철근을 사용한 모델은 전형적인 휨파괴 특성과 매우 큰 연성거동을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.47-55
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• 2006

본 연구는 도로교의 교각으로 널리 사용되고 있는 2주형 철근 콘크리트 교각의 내진성능과 보강방안을 실험적으로 수행하였다. 실험체는 지름 400mm, 높이 2,000mm인 2주형 원형교각 10기를 제작하였으며, 하중은 $0.1f_{ck}A_g$ 크기의 축방향하중하에서 교축방향과 교축직각방향의 이축 횡방향하중을 교번 반복재하하였다. 실험변수는 심부구속철근비, 주하중방향, 주철근 겹침이음 그리고 보강방안을 선택하였다. 주철근 겹침이음이 있는 교각에 대한 보강방안으로 steel band, steel jacket, 그리고 prestress 강선을 이용하였다. 실험 결과 주하중방향이 교축직각인 실험체가 소성힌지구간이 교각의 상 하부 양측에 발생하면서 주하중 방향이 교축방향인 실험체보다 연성 능력이 우수한 것으로 나타났다. 프리스트레스 강선으로 보강한 실험체는 과보강으로 인한 소성힌지구간의 이동으로 연성도 저하가 나타났으나, steel jacket 및 steel band로 보강한 실험체는 모두 요구연성도를 만족하는 것으로 나타났다. 특히, steel band에 의한 보강방안은 시공성 등을 감안하여 바람직한 철근 콘크리트 교각의 내진 보강방안으로 고려될 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-514
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.211-222
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• 2016

Reinforced concrete shear walls with deficient reinforcement details are tested under cyclic loading. The deficiency of reinforcement details includes insufficient splice length in U-stirrups at the ends of horizontal reinforcement and boundary column dowel bars found in existing low- to mid-rise Korean buildings designed non-seismically. Three test specimens have rectangular, babel and flanged sections, respectively. Flexure- and shear-controlled models for reinforced concrete shear walls specified in ASCE/SEI 41-13 are compared with the flexural and shear components of force-displacement relation extracted separately from the top displacement of the specimen based on the displacement data measured at diverse locations. Modification of the shear wall models in ASCE/SEI 41-13 is proposed in order to account for the effect of bar slip, cracking loads in flexure and shear. The proposed modification shows better approximation of the test results compared to the original models.