• Steel and Composite Structures
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• 제31권4호
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• pp.341-359
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• 2019

Non-monolithic concrete structural connections are commonly used both in new constructions and retrofitted structures where anchors are used for connections. Often, flaws are present in anchor system due to poor workmanship and deterioration; and methods available to check the quality of the composite system afterward are very limited. In case of presence of flaw, load transfer mechanism inside the anchor system is severely disturbed, and the load carrying capacity drops drastically. This raises the question of safety of the entire structural system. The present study proposes a wave propagation technique to assess the integrity of the anchor system. A chemical anchor (embedded in concrete) composite system comprising of three materials viz., steel (anchor), polymer (adhesive) and concrete (base) is considered for carrying out the wave propagation studies. Piezoelectric transducers (PZTs) affixed to the anchor head is used for actuation and the PZTs affixed to the surrounding concrete surface of the concrete-anchor system are used for sensing the propagated wave through the anchor interface to concrete. Experimentally validated finite element model is used to investigate three types of composite chemical anchor systems. Studies on the influence of geometry, material properties of the medium and their distribution, and the flaw types on the wave signals are carried out. Temporal energy of through time domain differentiation is found as a promising technique for identifying the flaws in the multi-layered composite system. The present study shows a unique procedure for monitoring of inaccessible but crucial locations of structures by using wave signals without baseline information.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권3호
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• pp.357-373
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• 2019

Steel storage racks are slender structures whose overall behavior and the capacity depend largely on the flexural behavior of the base-plate to upright connections and on the behavior of beam-to-column connections. The base-plate upright connection assembly details, anchor bolt position in particular, associated with the high-rise steel storage racks differ from those of normal height steel storage racks. Since flexural behavior of high-rise rack base connection is hitherto unavailable, this investigation experimentally establishes the flexural behavior of base-plate upright connections of high-rise steel storage racks. This investigation used an enhanced test setup and considered nine groups of three identical tests to investigate the influence of factors such as axial load, base plate thickness, anchor bolt size, bracket length, and upright thickness. The test observations show that the base-plate assembly may significantly influence the overall behavior of such connections. A rigid plate analytical model and an elastic plate analytical model for the overall rotations stiffness of base-plate upright connections with concentric anchor bolts were constructed, and were found to give better predictions of the initial stiffness of such connections. Analytical model based parametric studies highlight and quantify the interplay of components and provide a means for efficient maximization of overall rotational stiffness of concentrically anchor bolted high-rise rack base-plate upright connections.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.495-501
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• 2009

본 논문에서는 앵커로 연결된 콘크리트-강재 구조물이 극한 반복주기하중을 받는 경우를 수치 시뮬레이션하기 위하여 필요한 콘크리트-앵커 부착모형에 대하여 논하였다. 제안되는 앵커의 부착-미끄러짐 수치모형은 비선형 일축 연결요소의 조합으로 이루어지며 인발실험 결과를 이용하여 부착-미끄러짐 모형의 인자를 결정할 수 있다. 제안된 앵커 부착-미끄러짐 모형을 Abaqus 요소의 조합으로 구성하고, 이를 사용한 해석 결과와 앵커의 완전부착모형을 사용한 해석 결과를 실험 결과와 비교하였다. 이로부터 극한 반복하중을 받는 콘크리트-강재 구조물 수치해석에는 합리적인 앵커 부착-미끄러짐 모형이 반드시 사용되어야 한다는 것을 알 수 있었으며 본 연구에서 제안한 합성 연결모형을 이용하면 사실적으로 앵커의 부착-미끄러짐 현상을 모사할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.45-52
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• 2009

이 논문은 반복-수평력을 받는 프리캐스트 기둥-RC 기초 Anchor 접합부의 반복-수평력에 대한 내력 특성을 규명하기 위함이다. 본 연구는 하부 기초에 프리캐스트 콘크리트 기둥과 기초를 Anchor식으로 접합한 콘크리트 구조체가 정확한 응력전달 경로 및 파괴 메커니즘에 있어서 기존의 콘크리트-강재 연결부와 어떠한 차이가 있는지 제시한다. 반복-수평력 작용하의 철근의 인발력 실험결과는 프리캐스트 기둥-RC 기초 Anchor 시공에 필요한 철근의 최소 필요 삽입 깊이를 제시한다. 또한, 실험을 통해 제시된 응력 전달 경로 및 파괴 메커니즘을 제품별 메뉴얼에 제시되어 있는 메커니즘과 비교, 검토함으로서 접합부의 명확한 응력전달 경로 및 파괴 메커니즘을 시공자의 요구 성능에 맞게 제시한다. 그러므로 본 연구를 통해 프리캐스트 콘크리트 기둥의 정확한 주근의 개수, 공칭직경, 정착 길이 등에 대한 최적의 설계 조건을 제시함으로써, 시공 시 이들에 대한 정확한 데이터를 제공한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.445-455
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• 2022

Steel anchor bolts are installed in concrete using a variety of methods. One of the most common methods of anchor bolt installation is using epoxy resin as an infill material injected into the drilled hole to act as a bonding material between the steel bolt and the surrounding concrete. Typical design standards assume uniform stress distribution along the length of the anchor bolt accompanied with single crack leading to pull-out failure. Experimental evidence has shown that the steel anchor bolts fail owing to the multiple failure patterns, hence these design assumptions are not realistic. In this regard, the presented research work details the analytical model that takes into consideration multiple micro cracks in the infill material induced via impact loading. The impact loading from the Schmidt hammer is used to evaluate the bond condition bond condition of anchor bolt and the epoxy material. The added advantage of the presented analytical model is that it is able to take into account the various type of end conditions of the anchor bolts such as bent or U-shaped anchors. Through sensitivity analysis the optimum stiffness and shear strength properties of the epoxy infill material is achieved, which have shown to achieve lower displacement coupled with reduced damage to the surrounding concrete. The accuracy of the presented model is confirmed by comparing the simulated deformational responses with the experimental evidence. From the comparison it was found that the model was successful in simulating the experimental results. The proposed model can be adopted by professionals interested in predicting and controlling the deformational response of anchor bolts.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.103-111
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• 2010

오늘날 일부 아파트, 빌딩, 공연장 등 대형 건축물이 내진설계 의무 규정이 없던 시절에 완공돼 지진 대비 조치가 전혀 갖춰져 있지 않은 건축물이 많다. 이러한 건축물을 보강하는 공법 중 가장 널리 쓰이는 방법은 강판접착공법이다. 강판접착공법에 대해서는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 보의 구조적 거동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향이나 강성, 파괴양상 등에 미치는 영향들에 대해서는 체계적인 평가가 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 논문은 앵커에 변수들 준 강판 휨 보강을 앵커접합한 철근콘크리트보에 재하실험을 하여 얻은 자료를 통해 앵커접합에 따른 보의 휨 거동을 연구하여 정립하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.519-529
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• 2003

최근에 스틸하우스나 고층아파트 지붕에 경량형강 지붕트러스의 사용이 증가하는 추세이다. 그러나 현재 지붕트러스와 하부구조의 앵커 접합부의 설계는 거의 경험에 의존하는 실정이다. 본 논문에서는 냉간성형형강 지붕트러스 앵커 접합부의 구조적인 거동에 관한 실험적인 연구를 서술하였다. 트러스부재와 접합철물은 스크류로 접합하였으며, 하부구조의 구조재료에 따라 시공성 및 구조적인 성능이 우수한 단순한 형태의 접합철물을 사용하여 철근콘크리트구조인 경우 케미컬 앵커볼트 그리고 강구조인 경우는 용접 및 DX-Pin을 사용하여 하부구조와 연결하였다. 다양한 접합부 형태에 대한 인발실험을 수향하여 접합부의 강도 및 강성을 측정하였으며, 이를 AISI시방서(1996) AISC시방서(1989)규정에 근거한 설계강도와 비교하였다. 또한 스크류 연결부의 최대전단강도식을 제안하여 실험결과와 비교하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1177-1184
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• 2011

Ceramic insert and anchor has many advantages compared with existing steel products, therefor widely applied for concrete bridge, tunnel, railroad and building etc. in Japan. Ceramic insert and anchor start-to-used in Korea is no longer, but the product has already been applied to various construction sites and have been recognized for excellence. But now in Korea, the ceramic insert and anchor are not yet widely use like in Japan. This paper was an introduction to the ceramic insert and anchor, and detailed explained the product excellent performance. Ceramic insert and anchor can be applied to many areas, but in this case the focus was the application of ceramic insert and anchor for railway structures. In this paper we detailed compared the ceramic products with existing steel products in their respective characteristic, and analyzed on their application in domestic and foreign.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.367-375
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• 2014

최근 콘크리트 구조물의 보수 보강 및 리모델링 시 구조부재를 부착시키거나 고정하는데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 앵커의 사용량이 증가하고 있는 실정이다. 전단하중을 받는 앵커는 강재와 콘크리트의 강도, 연단거리, 앵커간격 등에 따라 다양한 파괴모드를 보이며 대표적인 파괴모드는 강재 파괴, 콘크리트 파열 파괴, 콘크리트 프라이 아웃 파괴 등으로 나타난다. 본 연구에서는 매입깊이, 앵커간격, 연단거리 및 콘크리트 강도를 변수로 한 세트앵커의 전단 실험을 통하여 콘크리트에 매입된 후설치 앵커의 전단 파괴거동에 미치는 영향을 규명하는 것을 그 목적으로 한다. 매입깊이 변수의 실험 결과 매입깊이가 얕을수록 콘크리트 강도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 앵커간격 변수의 실험 결과 모두 강재 파괴가 발생하였으며, 연단거리 변수의 실험 결과 매입깊이 이하인 경우 모두 콘크리트 파괴가 발생하였다. 동일한 변수의 실험 결과를 비교해 보았을 때 콘크리트 강도가 클수록 변위가 상대적으로 더 작게 나타났다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제5권1호
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• pp.43-48
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• 2011

This paper presents the performance of anchor systems for reinforced concrete beams retrofitted with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. Nine simply-supported beams are tested with various anchor systems such as steel hooks, steel plates with anchor bolts, CFRP anchor plates, and near-surface mounted (NSM) CFRP strip. The effects of these anchors on the behavior of the retrofitted beams are discussed, including load-carrying capacity, failure modes, and ductility characteristics. Test results indicate that end-anchorage is an important parameter when a CFRP-retrofit design is conducted. Mechanical bolts and NSM CRFP anchors are recommended.