• Steel and Composite Structures
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• 제42권6호
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• pp.765-777
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• 2022

Ultra high performance concrete (UHPC) can be used in the UHPC-steel composite structures especially for bridge structures to achieve high stiffness and high fatigue resistance with low self-weight. The structural performances of UHPC-steel composite slabs subjected to hogging moment have a significant influence on the global stiffness and durability of UHPC-steel composite structures. In order to study the structural behaviors of non-steam-cured UHPC-steel composite slabs subjected to negative moment, five composite slabs combined the thin UHPC layers to steel plates via shear stud connecters with the diameter of 16mm were fabricated and tested under negative moment. The test program aimed to investigate the effect of stud spacing and longitudinal reinforcement ratios on the failure mode, load-deflection behaviors, cracking patterns, bond-slips, and carrying capacities of composite slabs subjected to negative moment. In addition, direct tensile tests for the dog-bone UHPC specimens with longitudinal reinforcement bars were carried out to study the effect of reinforcement bars on the tensile strength of UHPC in the thin structure members. Based on the experimental results, analytical models were also developed to predict the cracking load and ultimate load of UHPC-steel composite slabs subjected to negative moment.

• Computers and Concrete
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• 제28권5호
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• pp.479-486
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• 2021

Reinforced concrete (RC) slabs are exposed to several static and dynamic effects during their period of service. Accordingly, there are many studies focused on the behavior of RC slabs under these effects in the literature. However, impact loading which can be more effective than other loads is not considered in the design phase of RC slabs. This study aims to investigate the dynamic behavior of two-way RC slabs under sudden impact loading. For this purpose, 3 different simply supported slab specimens are manufactured. These specimens are tested under impact loading by using the drop test setup and necessary measurement devices such as accelerometers, dynamic load cell, LVDT and data-logger. Mass and drop height of the hammer are taken constant during experimental study. It is seen that rigidity of the specimens effect experimental results. While acceleration values increase, displacement values decrease as the sizes of the specimens have bigger values. In the numerical part of the study, artificial neural networks (ANN) analysis is utilized. ANN analysis is used to model different physical dynamic processes depending upon the experimental variables. Maximum acceleration and displacement values are predicted by ANN analysis. Experimental and numerical values are compared and it is found out that proposed ANN model has yielded consistent results in the estimation of experimental values of the test specimens.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.60-67
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• 2019

일반적으로 철근콘크리트 슬래브는 콘크리트 재료의 열적특성에 의해 높은 수준의 화재 저항 성능을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 기존연구에 따르면 중공슬래브의 열적거동은 일반 슬래브와 상이한 것으로 보고되고 있으며, 이는 중공슬래브 내부에 형성된 공기층 때문인 것으로 판단된다. 따라서 슬래브 내부의 공기층을 고려하지 못하는 기존의 방법을 통해서 화재 시 중공슬래브의 내부온도를 추정하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는 화재 시 중공슬래브의 내부온도 분포를 산정하기 위한 수치해석 모델을 제안하고 이를 평가하였다. 기본적으로 화재 시 슬래브의 열전달은 전도, 대류, 복사 등을 통해 발생하며, 이를 기반으로 시간에 따른 슬래브 내부 단면 온도분포를 산정하게 된다. 이에 본 연구에서는 슬래브를 유한개의 층으로 분할하여 각 층의 온도를 산정하는 유한차분법을 도입한 중공슬래브의 수치해석적 모델을 개발하였으며, 슬래브 내부 공기층에서의 대류 및 복사에 의한 열전달 경로를 고려할 수 있도록 개발하였다. 또한 제안된 모델을 실험결과와의 비교를 통해 검증하였으며, 그 결과 제안된 모델은 화재 시 중공슬래브의 온도변화를 적절히 예측하고 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.727-734
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• 2007

철근과 fiber-reinforced polymer (FRP)의 물리적, 역학적 특성의 차이 및 슬래브 상부 보강재의 기둥 인접부 집중 배근, 그리고 기둥 인접부 슬래브에 강섬유 콘크리트 (SFRC)의 타설 등에 따른 2방향 슬래브의 펀칭 전단 거동에 대한 효과를 평가하였다. 펀칭 전단강도, 강성, 연성, 변형률 분포 그리고 균열 제어 성능 등을 파악하였다. 실험 결과 기둥 인접부의 슬래브에 집중 배근을 하거나 SFRC를 타설하는 것은 glass fiber-reinforced polymer (GFRP) 바로 보강된 슬래브의 펀칭 전단 거동을 향상시켰다. 기둥 인접 구역에 집중 배근된 슬래브의 실험 결과를 다양한 설계기준과 타 연구자에 의해 제안된 예측식과 비교하였으며, 집중 배근으로 인한 이점을 예측식에 반영할 수 있도록 집중 배근된 슬래브의 철근비를 산정하는 합리적인 방법도 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.156-163
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• 2002

우리나라에서 교량이나 주차장 슬래브용으로 중공 슬래브를 활용한 예는 거의 없었다. 본 연구는 국내에서 생산중인 중공슬레브의 길이가 가장 큰 고성능 중공슬래브를 재설계하고, 그 적용성을 검토한 것이다. 이를 위해 최대 깊이 315 mm인 고성능 중공슬래브에 대하여 12.7 mm 슬래브 하부강선 10개와 상부강선을 4개를 배근한 중공슬래브 80mm 토핑콘크리트를 타설한 4개의 실험체에 휨실험을 실시하여, 차량 등을 위한 고하중에서의 활용성과 슬래브의 합성작용에 대한 검토를 병행하였다. 이 실험에서의 중공슬래브는 10 m-경간 슬래브에서 설계활하중 1,000 kgf/$m^2$를 고려할 때 강도설계에 적합한 연성적 휨파괴 거동을 보여주었다. 또한 슬래브와 토핑콘크리트의 합성거동을 위하여 사용한 직사각형 전단키와 원형 전단키는 모든 단부에서 순수 휨파괴까지 어떠한 미세 균열도 발생하지 않았으므로, 누 종류의 키는 전단키로 충분한 내력을 발휘한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.62-69
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• 2010

본 연구는 PC 부재인 와플형상을 갖는 슬래브와 더블티형 슬래브에 대하여 보행 및 발뒤꿈치 가진등의 수직진동 하중을 대한 실험과 해석을 수행하여, 각각의 사용성을 비교 검토하였다. 수직진동하중에 대한 실험은 와플형 및 더블티형 슬래브가 모두 시공된 하남시에 위치한 상업시설을 대상으로 수행하였다. 실험결과에 대한 사용성 검토는 국제표준화기구의 ISO 2631-2와 일본건축학회의 건축물의 진동에 관한 거주성능 평가지침 동해설에서 제시한 기준을 바탕으로 평가하였다. 실험결과, 와플형 및 더블티형 슬래브 모두 각 기준에 제시된 상업시설 바닥진동 제한범위에 만족하는 것으로 나타나 사용성이 우수한 것으로 나타났으나, 최대가속도 응답은 와플형 슬래브가 더블티형 슬래브보다 낮게 발생하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.77-84
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• 2010

라텍스개질콘크리트(LMC)는 일반 콘크리트에 비하여 인장강도와 내구성 등 개선된 재료 특성을 가지고 있으며, 따라서 교량 데크 슬래브의 생애주기를 증대시키기 위하여 교면 포장재로 많이 사용되고 있다. 이러한 사용에는 LMC 포장부와 콘크리트 모반 사이의 우수한 부착성능이 전제된다. 한편 교량 데크 슬래브의 구조적 성능을 향상시키기 위하여 고성능 콘크리트(HPC) 슬래브가 현재 사용되고 있다. 이 연구에서는 일반 콘크리트(NSC) 또는 HPC 교량 데크 슬래브에 타설된 LMC 포장부의 부착거동을 모사하기 위하여, 유한요소해석을 이용한 변수 연구가 수행되었다. 이 연구에서 콘크리트 모반의 수축, 강성, 균열강도와 LMC 포장부의 두께가 콘크리트-LMC 포장부의 균열 발생에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석연구 결과, HPC 슬래브는 높은 수축량과 강성으로 인하여 콘크리트-LMC 교면 포장부에 균열을 유발할 가능성이 높은 것으로 사료된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.165-174
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• 2010

본 연구는 조립식 콘크리트 포장 공법을 이용한 급속 도로 포장 보수 방법의 적용성을 분석하기 위하여 시험시공을 수행하고, 슬래브 접합 방식의 효과를 분석하기 위해 수행되었다. 시험시공은 줄눈콘크리트포장의 4개 슬래브를 교체하는 것으로 하였다. 시험시공을 위해 프리캐스트 슬래브를 설계하고 제작한 후, 기존 슬래브를 커팅하여 제거한 후 이 곳에 제작한 슬래브를 안착시켰다. 그 후 평탄성을 조절한 후 포켓 및 홀 부분과 슬래브 하부의 공간을 그라우팅 함으로써 시공을 신속 용이하게 수행할 수 있었다. 시험 시공을 수행하며 보수용 프리캐스트 포장의 설계 및 시공과 관련된 세부 사항을 면밀히 분석하였다. 또한 슬래브 간의 연결을 위한 방식으로 포켓과 홀 접합 방식을 모두 적용해 보았으며 실험을 통해 두 접합 방식에서의 슬래브의 컬링 거동을 비교하였다. 연구 결과 두 방식 모두 적용성이 우수했으나, 홀 접합 방식이 보다 적절한 것으로 파악되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제5권5호
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• pp.451-468
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• 2017

The problem of reducing the self-weight of reinforced concrete structures is very important issue. There are two approaches which may be used to reduced member weight. The first is tackled through reducing the cross sectional area by using voids and the second through using light weight materials. Reducing the weight of slabs is very important as it constitutes the effective portion of dead loads in the structural building. Eleven slab specimens was casted in this research. The slabs are made one way though using two simple supports. The tested specimens comprised three reference solid slabs and eight styropor block slabs having (23% and 29%) reduction in weight. The voids in slabs were made using styropor at the ineffective concrete zones in resisting the tensile stresses. All slab specimens have the dimensions ($1100{\times}600{\times}120mm$) except one solid specimens has depth 85 mm (to give reduction in weight of 29% which is equal to the styropor block slab reduction). Two loading positions or cases (A and B) (as two-line monotonic loads) with shear span to effective depth ratio of (a/d=3, 2) respectively, were used to trace the structural behavior of styropor block slab. The best results are obtained for styropor block slab strengthened by minimum shear reinforcement with weight reduction of (29%). The increase in the strength capacity was (8.6% and 5.7%) compared to the solid slabs under loading cases A and B respectively. Despite the appearance of cracks in styropor block slab with loads lesser than those in the solid slab, the development and width of cracks in styropor block slab is significantly restricted as a result of presence a mesh of reinforcement in upper concrete portion.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권1호
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• pp.1-23
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• 2023

Various efforts have been made to reduce the weight of concrete slabs while preserving their flexural strength. This will result in reducing deflection and allows the utilization of longer spans. The top zone of the slab requires concrete to create the compression block for flexural strength, and the tension zone needs concrete to join with reinforcing for flexural strength. Also, the top and bottom slab faces must be linked to transmit stresses. Voided slab systems were and are still used to make long-span slab buildings lighter. Eight slab specimens of (1000^*1000 (1000^*1000 mm²) were cast and tested as two-way simply supported slabs in this research. The tested specimens consist of one solid slab and seven voided slabs with the following variables (type of slab solid and voided), thickness of slab (100 and 125 mm), presence of steel fibers (0% and 1%), and the number of GFRP layers). The voids in slabs were made using high-density polystyrene of dimensions (200^*200^*50 mm) with a central hole of dimensions (50^*50^*50 mm) at the ineffective concrete zones to give a reduction in weight by (34% to 38%). The slabs were tested as simply supported slabs under partial uniform loading. The results of specimens subjected to monotonic loading show that the combined strengthening by steel fibers and GFRP sheets of the concrete specimen (V-125-2GF-1%) shows the least deflection, deflection (4.6 mm), good ultimate loading capacity (192 MPa), large stiffness at cracking and at ultimate (57 and 41.74) respectively, more ductility (1.44), and high energy absorption (1344.83 kN.mm); so it's the best specimen that can be used as a voided slab under this type of loading.