• Computers and Concrete
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• 제17권5호
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• pp.639-653
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• 2016

The present article discusses the effect of the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress on the failure behavior of the planar non-persistent open joints. Totally, 38 models were prepared using plaster and dimensions of $15cm{\times}15cm{\times}15cm$. The bridge area occupied $45cm^2$, $90cm^2$ and $135cm^2$ out of the shear surface. The number of rock bridges increase in fixed area. Two similar samples were prepared on every variation in the rock bridges and tested for direct shear strength under two high and low normal loads. The results indicated that the failure pattern and the failure mechanism is mostly influenced by the ratio of bridge surface to total shear surface and normal stress so that the tensile failure mode change to shear failure mode by increasing in the value of introduced parameters. Furthermore, the shear strength and shear stiffness are closely related to the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.299-309
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• 2015

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 뛰어난 압축 및 인장강도를 가지고 있는 재료이다. 일반 콘크리트는 균열 발생 후 균열에 수직으로 보강된 철근의 구속력을 수직항력으로, 구속력에 의해 발생하는 골재 맞물림 등에 의한 균열면의 거칠기를 마찰 계수로 표현하여 전단 마찰 강도를 정의하고 있다. UHPFRC는 골재 맞물림 현상은 없으나 강섬유의 부착응력에 의한 균열 후 인장력이 상당히 큰 특징이 있으며, 이러한 특징은 전단 마찰 강도에 반영되어야 함이 타당하다. 본 연구에서는 전단면에 횡철근이 보강된 24개의 직접 전단실험체를 제작하여 푸시 오프 실험을 수행하였다. 실험결과는 소성 이론에 의해 분석되었으며 이로부터 전단 마찰 계수와 유효 계수를 도출하였다. 소성 이론에 의한 전단 마찰 강도식은 기존 실험결과 및 기존 전단 마찰 강도식과 비교하여 타당성을 검증하였으며, 최종적으로 UHPFRC의 균열 후 인장강도를 고려한 일체식 구조체의 전단 마찰 강도식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.399-409
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• 2015

최근 들어, 모듈화된 건축물에 프리캐스트 콘크리트와 현장콘크리트를 합성한 복합화 공법사용이 증가하고 있다. 일반적으로 프리캐스트 콘크리트 부재는 공장에서 선제작된 PC부재에 휨 전단 성능 향상을 위한 프리텐션 도입이 가능하다. 현행구조 기준에서는 긴장력이 가해진 단일 단면의 전단강도식은 제시하지만, 프리캐스트 콘크리트와 현장 콘크리트 합성 단면의 수직 전단 강도식은 제시하지 못하고 있다. 이전 연구에서는 수직전단 보강이 없는 프리스트레스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 합성보의 전단 강도에 대하여 분석하였다. 따라서 본 연구에서는 수직 전단 보강된 프리스트레스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 합성보의 전단 강도 실험을 통하여 합성보 설계시 고려해야할 사항에 대하여 알아보았다. 변수로는 콘크리트의 면적비, 긴장재의 긴장력, 전단경간비, 그리고 전단철근비를 고려하였다. 실험 결과, 전단 강도는 긴장력이 가해진 단면적의 면적비, 긴장재의 긴장응력에 비례하여 증가하였고 전단 경간비가 증가할수록 감소하였다. 또한 압축대 콘크리트 강도에 따른 전단철근의 기여도 차이를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.611-620
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• 2006

보의 전단 메커니즘을 구성하는 보 작용과 아치 작용은 전단경간비(a/d)에 따라 그 존재 비율이 바뀔 뿐, 항상 공존한다. 그러나 대부분의 제안식들은 이를 함께 고려하지 않으며, 단순히 a/d=2.5를 기준으로 식의 형태를 나누어 제시하는 것에 그치고 있다. 또한 현 설계 기준은 과거의 일반 강도 콘크리트를 기준으로 설립되었기 때문에, 현재 사용 추세가 점차 증가하고 있는 고강도 콘크리트에 적용하기에는 다소 한계점이 있다. 이러한 문제점을 보완하고자, 본 연구에서는 a/d의 범위에 구애받지 않으며 고강도의 콘크리트에서도 사용이 가능한 전단 강도 예측식을 제안하였다. 보 작용과 아치 작용을 동시에 고려하기 위해 Jenq과 Shah 모델을 바탕으로 축방향에 따른 철근의 응력 변화를 산정하여, 단면의 모멘트로부터 전단 강도를 산출하였다. 보다 정확한 예측식의 제안을 위하여 장부 작용과 전단 마찰과 같은 2차적인 작용들 역시 제안식에 포함시켰으며, 크기 효과도 반영하였다. 식의 상수를 결정하고 식의 형태를 간략화하기 위해 다량의 실험 자료를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 제안식을 콘크리트의 압축강도($f'_c$), 전단경간비(a/d), 철근비($\rho$), 보의 유효 깊이(d), 철근의 항복강도($f_y$)의 변수를 기준으로 기존의 식들과 비교 검증한 결과, 제안식이 보다 정확하고 합리적인 예측을 하는 것으로 판명되었다. 또한 제안식의 변수별 거동 양상 역시 실험값과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.199-208
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• 2021

3D 프린팅 콘크리트의 출력성능 및 부재 강도는 물시멘트비(Water cement ratio, W/C)와 레이어의 프린팅 시간 간격(Printing Time Gap, PTG)에 의하여 큰 영향을 받을 수 있다. 이 연구에서는 W/C와 PTG를 변수로 하여 제작된 프린팅실험체와 몰드 실험체의 표면수분량과 전단부착강도와의 관계를 측정·고찰하였으며, 그 결과, 레이어표면수분량이 전단부착강도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서, 3D 프린팅 출력 시 요구되는 레이어 계면 전단부착성능을 확보하기 위해서는 PTG에 따라 적절한 레이어표면수분량이 유지될 수 있도록 유의해야 하며, 레이어표면수분량에 영향을 줄 수 있는 여러 가지 프린팅 환경인자들 대한 후속 연구도 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.685-693
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• 2012

현재 콘크리트설계기준에서는 전단보강철근의 항복강도를 제한하고 있다. 이 연구에서는 ACI318-08, EC2-02, CSA-04에서 제시하고 있는 전단설계기준을 이용한 계산값과 예제 실험체 데이터 값의 비교 분석을 통하여 각 기준의 전단보강철근 항복강도 제한의 상향조정에 대하여 판단해 보았다. 실험값과 계산값의 비교는 전단보강철근의 항복 강도를 제한하지 않았을 경우와 항복강도를 제한하였을 경우, 항복강도 및 철근비를 제한하였을 경우 세 가지로 나누어 분석하였다. 분석 결과는 전단보강철근의 항복강도를 제한하지 않았을 경우가 가장 실험값을 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 항복강도를 기준으로 비교했을 때, 기준에서 제한하고 있는 항복강도 이상의 고강도에서도 실험값에 가까운 값을 예측함을 확인하였다. 따라서 기존의 전단설계수식에 고강도 전단보강철근의 강도를 적용하더라도 수식이 성립한다고 볼 수 있으며 기준상에서 제한하고 있는 항복강도를 상향조정하여도 적용상의 불리함이 없을 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권5호
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• pp.657-670
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• 2020

Due to the high compressive and tensile strength of ultra-high performance concrete (UHPC), UHPC used in steel concrete composite structures provided thinner concrete layer compared to ordinary concrete. This leaded to the headed stud shear connectors embedded in UHPC had a low aspect ratio. In order to systematic investigate the effect of headed stud with low aspect ratio on the structural behaviors of steel UHPC composite structure s this paper firstly carried out a test program consisted of twelve push out specimens. The effects of stud height, aspect ratio and reinforcement bars in UHPC on the structural behaviors of headed studs were investigated. The push out test results shows that the increasing of stud height did not obviously influence the structural behaviors of headed studs and the aspect ratio of 2.16 was proved enough to take full advantage of the headed stud strength. Based on the test results, the equation considering the contribution of weld collar was modified to predict the shear strength of headed stud embedded in UHPC. The modified equation could accurately predict the shear strength of headed stud by comparing with the experimental results. On the basis of push out test results, bending tests consisted of three steel UHPC composite slabs were conducted to investigate the effect of shear connection degree on the structural behaviors of composite slabs. The bending test results revealed that the shear connection degree had a significantly influence on the failure modes and ultimate resistance of composite slabs and composite slab with connection degree of 96% in s hear span exhibited a ductile failure accompanied by the tensile yield of steel plate and crushing of UHPC. Finally, analytical model based on the failure mode of composite slabs was proposed to predict the ultimate resistance of steel UHPC composite slabs with different shear connection degrees at the interface.

• Computers and Concrete
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• 제11권1호
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• pp.21-37
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• 2013

High-performance concrete (HPC) usually has higher paste and lower coarse aggregate volumes than normal concrete. The lower aggregate content of HPC can affect the shear capacity of concrete members due to the formation of smooth fractured surfaces and the subsequent development of weak interface shear transfer. Therefore, an experimental investigation was conducted to study the shear strength and cracking behavior of full-scale reinforced beams made with low-cement-content high-performance concrete (LcHPC) as well as conventional HPC. A total of fourteen flexural reinforced concrete (RC) beams without shear reinforcements were tested under a two-point load until shear failure occurred. The primary design variables included the cement content, the shear span to effective depth ratio (a/d), and the tensile steel ratio (${\rho}_w$). The results indicate that LcHPC beams show comparable behaviors in crack and ultimate shear strength as compared with conventional HPC beams. Overall, the shear strength of LcHPC beams was found to be larger than that of corresponding HPC beams, particularly for an a/d value of 1.5. In addition, the crack and ultimate shear strength increased as a/d decreased or ${\rho}_w$ increased for both LcHPC beams and HPC beams. This investigation established that LcHPC is recommendable for structural concrete applications.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.63-71
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• 1989

고강도(高強度) 콘크리트 보의 전단균열강도와 극한전단강도를 조사하기 위하여 4개의 Series로 철근콘크리트 보를 실험(實驗)하였다. 모든 보는 전단보강철근(剪斷補強鐵筋)이 없는 단철근 보로 하였으며, 주변수는 콘크리트 강도로써 공시체 압축강도를 $247kg/cm^2$(3500 psi)에서 $708kg/cm^2$(10000 psi)까지 변화(變化)시켰다. 각 Series는 콘크리트 강도를 일정(一定)하게 하고서, 보의 전단지간(剪斷支間) 대(對) 유효(有效)깊이의 비(比)(a/d)를 2에서 5까지 변화(變化)시켰다. 실험결과(實險結果)에 따르면, 전단지지력(剪斷支持力)에 대한 콘크리트 강도(強度)의 영향은 보의 a/d에 따라 각기 달랐을 뿐만 아니라 현행(現行) 시방서의 전단설계규정은 철근콘크리트 보의 전단지지력을 산정하는데 일정성이 없음을 보였다. 본 연구에서는 전단지간(剪斷支間) 대 유효(有效)깊이의 비(比)의 변화(變化)에 따른 전단강도(剪斷強度)에 대(對)한 콘크리트 압축강도(壓縮強度)의 영향을 고려하기 위하여 shear failure mode index를 사용한 극한전단강도식(極限剪斷強度式)을 제안(提案)하여 타당성을 검토하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.513-518
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• 1997

In this study, nine reinforced concrete infilled frames involved bare frames were tested during vertical and cyclic loads simultaneously. This test programs were carried to investigate the horizontal strength and the crack propagation in variance with hoop reinforcement ratio. All specimens were modeling in one-third scale size. In this experimental program structural performance of reinforced concrete shear wall were focus at connection types. Based on the test results, the following conclusions are made. In the boundary column member of reinforced concrete shear wall, increasing the ratio of hoop bar in two or three times, in the fully babel type, the shear and horizontal strength of specimens were increased 1.1-1.2 times than that of fully rigid frame. And infilled shear wall specimen were increased 1.17-1.27 times than that. Fully rigid babel type shear wall specimens were increased 5.7~8.0 times, and infilled shear wall specimens were increased about 4.0~5.6 times than that of infilled shear wall specimens.