• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.197-200
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• 2008

철근콘크리트 코벨은 전단지간대 유효깊이의 비가 1보다 작은 부재로서, 주로 보의 하중을 기둥으로 전달하기 위해 사용된다. 이러한 철근콘크리트 코벨의 극한강도 및 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 콘크리트의 압축강도, 철근의 배근형태와 배근량, 그리고 부재의 형상 등 다양한 변수들의 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 철근콘크리트 코벨의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델방법을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 코벨의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수평 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 제안한 하중분배율을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계규정에 적용하여 파괴실험이 수행된 30개 철근콘크리트 코벨에 대한 극한강도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 실험결과 및 ACI 318-05 설계기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.269-279
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• 2008

본 논문에서는 전편논문에서 제안한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율 결정식을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계기준에 적용하여 파괴실험이 수행된 229개 단순지지 철근콘크리트 깊은 보의 극한강도를 평가하였다. 또한 229개 깊은 보의 극한강도를 실험식, 실험 전단강도모델에 기초한 설계기준, 이론 전단강도모델에 기초한 설계기준, 그리고 현 스트럿-타이 모델 설계기준 등으로 평가하고, 그 결과를 본 연구의 방법에 의한 결과와 비교분석하여 본 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

• Computers and Concrete
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• 제3권1호
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• pp.65-77
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• 2006

This study reports the details of the finite element analysis of eleven shear critical partially prestressed concrete T-beams having steel fibers over partial or full depth. Prestressed concrete T-beams having a shear span to depth ratio of 2.65 and 1.59 and failing in the shear have been analyzed using 'ANSYS'. The 'ANSYS' model accounts for the nonlinear phenomenon, such as, bond-slip of longitudinal reinforcements, post-cracking tensile stiffness of the concrete, stress transfer across the cracked blocks of the concrete and load sustenance through the bridging of steel fibers at crack interface. The concrete is modeled using 'SOLID65'-eight-node brick element, which is capable of simulating the cracking and crushing behavior of brittle materials. The reinforcements such as deformed bars, prestressing wires and steel fibers have been modeled discretely using 'LINK8' - 3D spar element. The slip between the reinforcement (rebar, fibers) and the concrete has been modeled using a 'COMBIN39'-non-linear spring element connecting the nodes of the 'LINK8' element representing the reinforcement and nodes of the 'SOLID65' elements representing the concrete. The 'ANSYS' model correctly predicted the diagonal tension failure and shear compression failure of prestressed concrete beams observed in the experiment. The capability of the model to capture the critical crack regions, loads and deflections for various types of shear failures in prestressed concrete beam has been illustrated.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.82-89
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• 2014

이 연구에서는 고로슬래그 미분말을 사용한 프리캐스트 보의 전단성능에 대하여 평가하였다. 실험체는 고로슬래그 미분말 치환율에 따라 총 4체의 실험체를 제작하였다. 모든 실험체는 전단경간비 2.5, 보의 폭 200mm, 유효깊이 300mm이며, 3점 가력을 받는 단순보로 계획하였다. 또한 이 연구에서는 실험체의 전단강도를 예측하기 위하여 기존 전단강도 예측식을 이용하여 실험결과와 비교하였으며, 총 89개의 기존 전단 실험결과를 이용하여 실험결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 고로슬래그 미분말을 치환한 실험체는 포틀랜드 시멘트만을 사용한 실험체와 비교분석한 결과 유사한 전단성능을 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제21권2호
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• pp.117-126
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• 2018

This research investigate the behavior of reinforced normal and lightweight aggregate concrete hollow core slabs with different core shapes, shear span to effective depth (a/d). The experimental work includes testing seven reinforced concrete slabs under two vertical line loads. The dimensions of slab specimens were (1.1 m) length, (0.6 m) width and (0.12 m) thickness. The maximum reduction in weight due to aggregate type was (19.28%) and due to cross section (square and circular) cores was (17.37 and 13.64%) respectively. The test results showed that the decrease of shear span to effective depth ratio from 2.9 to 1.9 for lightweight aggregate solid slab cause an increase in ultimate load by (29.06%) and increase in the deflection value at ultimate load or the ultimate deflection by (17.79%). The use of lightweight aggregate concrete in casting solid slabs give a reduction in weight by (19.28%) and in the first cracking and ultimate loads by (16.37%) and (5%) respectively for constant (a/d=2.9).The use of lightweight aggregate concrete in casting hollow circular core slabs with constant (a/d=2.9) (reduction in weight 32.92%) decrease the cracking and ultimate loads by (12%) and (5.18%) respectively with respect to the solid slab. These slab specimens were analyzed numerically by using the finite element computer program ANSYS. Good agreements in terms of behavior, cracking load (load at first visible crack) and ultimate load (maximum value of testing load) was obtained between finite element analysis and experimental test results.

• Computers and Concrete
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• 제2권1호
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• pp.79-96
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• 2005

The use of high-strength concrete (HSC) has significantly increased over the last decade, especially in offshore structures, long-span bridges, and tall buildings. The behavior of such concrete is noticeably different from that of normal-strength concrete (NSC) due to its different microstructure and mode of failure. In particular, the shear capacity of structural members made of HSC is a concern and must be carefully evaluated. The shear fracture surface in HSC members is usually trans-granular (propagates across coarse aggregates) and is therefore smoother than that in NSC members, which reduces the effect of shear transfer mechanisms through aggregate interlock across cracks, thus reducing the ultimate shear strength. Current code provisions for shear design are mainly based on experimental results obtained on NSC members having compressive strength of up to 50MPa. The validity of such methods to calculate the shear strength of HSC members is still questionable. In this study, a new approach based on artificial neural networks (ANNs) was used to predict the shear capacity of NSC and HSC beams without shear reinforcement. Shear capacities predicted by the ANN model were compared to those of five other methods commonly used in shear investigations: the ACI method, the CSA simplified method, Response 2000, Eurocode-2, and Zsutty's method. A sensitivity analysis was conducted to evaluate the ability of ANNs to capture the effect of main shear design parameters (concrete compressive strength, amount of longitudinal reinforcement, beam size, and shear span to depth ratio) on the shear capacity of reinforced NSC and HSC beams. It was found that the ANN model outperformed all other considered methods, providing more accurate results of shear capacity, and better capturing the effect of basic shear design parameters. Therefore, it offers an efficient alternative to evaluate the shear capacity of NSC and HSC members without stirrups.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.145-152
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• 2005

This paper presents a deformable strut-and-tie model of determining the shear strengths and ultimate deformations of the shear-dominant reinforced concrete members. The proposed model originates from the strut-and-tie model concept and satisfies equilibrium, compatibility, constitutive laws, and the geometric conditions of shear deformation. This study attempts to apply deformation patterns to strut-and-tie models. The yielding of flexural reinforcements determines yielding states and the ultimate states of reinforced concrete coupling beam are defined as the ultimate compressive strain of struts and the degradation of compressive strength due to principal tensile strain of struts. The validity and accuracy of the proposed model is then tested against available experimental data. The parameters reviewed include the ratios of truss action and arch action, the reinforcement ratios, and the shear span-depth ratio. It is expected that this model can be applied to displacement-based design methods.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.3-12
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• 2011

철근콘크리트 깊은 보의 거동은 전단경간비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 이 논문에서는 이러한 깊은 보의 거동 특성을 모두 반영하여 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현 스트럿-타이 모델 설계기준을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 외부하중에 대한 단부 지지점 반력의 비인 반력분배율과 수직 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 외부하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율의 결정 시 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 전단에 대한 연성파괴거동을 확보하기 위하여 깊은 보의 전단저항 메커니즘을 구성하는 콘크리트 스트럿과 수직철근타이가 동시에 파괴된다는 전단평형철근비 개념을 도입하였으며, 다양한 수치해석 결과를 바탕으로 연속지지 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 휨철근비, 그리고 콘크리트의 압축강도 등의 주요설계변수를 고려하였다. 이 논문의 후속편에서는 기존의 여러 설계방법들과 이 연구에서 제안한 방법을 이용하여 파괴실험이 수행된 다양한 종류의 연속지지 깊은 보의 강도를 평가하고, 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권2호
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• pp.115-122
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• 2008

Ductility is important in the design of reinforced concrete structures. In seismic design of reinforced concrete members, it is necessary to allow for relatively large ductility so that the seismic energy is absorbed to avoid shear failure or significant degradation of strength even after yielding of reinforcing steels in the concrete member occurs. Therefore, prediction of the ductility should be as accurate as possible. The principal aim of this paper is to present the basic data for the ductility evaluation of reinforced high-strength concrete beams. Accordingly, 23 flexural tests were conducted on full-scale structural concrete beam specimens having concrete compressive strength of 40, 60, and 70MPa. The test results were then reviewed in terms of flexural capacity and ductility. The effect of concrete compressive strength, web reinforcement ratio, tension steel ratio, and shear span to beam depth ratio on ductility were investigated experimentally.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.151-161
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• 1993

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 비교적 짧은 지간의 철근콘크리트 보에서 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 총30개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 전단지간-유효높이의 비, 인장철근량등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 전단강도등을 측정하였다. 실험결과로부터 콘크리트의 강도가 커지고 철근량이 많아질수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 철근콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험성과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험성과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.