• Computers and Concrete
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• 제32권4호
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• pp.351-363
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• 2023

Reducing the self-weight of reinforced concrete structures problem is discussed in this paper by using two types of self-weight reduction, the first is by using lightweight coarse aggregate (crushed brick) and the second is by using styropor block. Experimental and Numerical studies are conducted on (LWAC) lightweight aggregate reinforced concrete slabs, having styropor blocks with various sizes of blocks and the ratio of shear span to the effective depth (a/d). The experimental part included testing eleven lightweight concrete one-way simply supported slabs, comprising three as reference slabs (solid slabs) and eight as styropor block slabs (SBS) with a total reduction in cross-sectional area of (43.3% and 49.7%) were considered. The holes were formed by placing styropor at the ineffective concrete zones in resisting the tensile stresses. The length, width, and thickness of specimen dimensions were 1.1 m, 0.6 m, and 0.12 m respectively, except one specimen had a depth of 85 mm (which has a cross-sectional area equal to styropor block slab with a weight reduction of 49.7%). Two shear spans to effective depth ratios (a/d) of (3.125) for load case (A) and (a/d) of (2) for load case (B), (two-line monotonic loads) are considered. The test results showed under loading cases A and B (using minimum shear reinforcement and the reduction in cross-sectional area of styropor block slab by 29.1%) caused an increase in strength capacity by 60.4% and 54.6 % compared to the lightweight reference slab. Also, the best percentage of reduction in cross-sectional area is found to be 49.7%. Numerically, the computer program named (ANSYS) was used to study the behavior of these reinforced concrete slabs by using the finite element method. The results show acceptable agreement with the experimental test results. The average difference between experimental and numerical results is found to be (11.06%) in ultimate strength and (5.33%) in ultimate deflection.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제52권4호
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• pp.375-382
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• 2024

The study focuses on evaluating the bending creep performance of laminated veneer lumber (LVL) formwork in timber concrete composite (TCC) structures. Timber-framed construction is highlighted for its environmental benefits and seismic resistance, but limitations such as poor tensile strength and brittle failure in bending hinder its use in high-rise buildings. Wood-concrete hybrid structures, particularly those using reinforced concrete slabs with TCC floors, emerge as a potential solution. The research aims to understand the time-dependent behavior of TCC components, considering factors like wood and concrete shrinkage and connection creep. The experiment was conducted in western Japan on the TCC floor designed for use in the Kama-city Inatsuki-higashi compulsory education school. The LVL formwork, measuring 9,000 mm by 900 mm, and concrete is loaded onto it for testing. The creep test periods are examined using concrete loading. It employs a comprehensive creep analysis, adhering to Japanese standards, involving deflection measurements and regression analysis to estimate the creep coefficient. Results indicate substantial deformation after shoring removal, suggesting potential reinforcement needs. The study recommends extending test periods for improved accuracy and recognizing regional climate impacts. Overall, the research provides valuable insights into the potential of LVL formwork in TCC structures, emphasizing safety considerations and paving the way for further experimentation under varied conditions to validate structural integrity.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.419-434
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• 2024

A flat slab is a structural system where columns directly support it without the presence of beam elements. However, despite its wide advantages, this structural system undergoes a major deficiency where stresses are concentrated around the column perimeter, resulting in the progressive collapse of the entire structure as a result of losing the shear transfer mechanisms at the cracked interface. Predicting the punching shear capacity of RC flat slabs is a challenging problem where the factors contributing to the overall slab strength vary broadly in their significance and effect extent. This study proposed a new expression for predicting the slab's capacity in punching shear using a nonuniform concrete tensile stress distribution assumption to capture, as well as possible, the induced strain effect within a thick RC flat slab. Therefore, the overall punching shear capacity is composed of three parts: concrete, aggregate interlock, and dowel action contributions. The factor of the shear span-to-depth ratio (a_v/d) was introduced in the concrete contribution in addition to the aggregate interlock part using the maximum aggregate size. Other significant factors were considered, including the concrete type, concrete grade, size factor, and the flexural reinforcement dowel action. The efficiency of the proposed model was examined using 86 points of published experimental data from 19 studies and compared with five code standards (ACI318, EC2, MC2010, CSA A23.3, and JSCE). The obtained results revealed the efficiency and accuracy of the model prediction, where a covariance value of 4.95% was found, compared to (13.67, 14.05, 15.83, 19.67, and 20.45) % for the (ACI318, CSA A23.3, MC2010, EC2, and JSCE), respectively.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.127-148
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• 1996

최근에 들어 사면이나 사면 근처에 교대등과 같이 기초하중이 비교적 큰 구조물들이 시공되는 예가 점차 많아지는 경 향을 보이고 있다. 그러나 일반적으로 사면 또는 사면 근처 에 설치되는 기초의 경우는 수평지반에 비해 지지력이 현저하게 떨어지기 때문에, 말뚝이나 케이슨 등과 같은 고가의 깊은기초들이 주로 사용되고 있는 실정이다. 따라서 토목섬유 또는 metal strip등의 보강재를 이용하여 사면을 보강하는 경제적인 공법이 필요시 되고,또한 이와같은 공법에 관련된 합리적인 기초지지력 해석법의 제시가 요구되고 있다. 본 연구에서는 사면 근처에 설치되는 얕은 기초의 지지력 보강을 목적으로 strip등의 보강재를 설치할 경우, 'wide slab effect' 개념등 Huang및 Binquet-Lee등이 모형실험등을 통해 제시한 파괴매카니즘 및 Boussinesq해법 등을 토대로 하여 보강사면에 대한 기초지지력 해석법을 제시하였다. 본 해석법에서는 soil dilatancy 등의 영향에 의한 깊이별 보강재-주변흙 사이의 마찰계수 변화를 함수형태로 표현하여 보강재주변흙 사이의 상호작용을 부분적으로 고려하였으며, 아울러 본 연구를 통해 제시된 기초지지력 해석법의 적합성 검토를 위해 Huang등이 제시한 모형실험결과와 서로 비교하였다. 이외에도, 설계에 관련된 여러 변수들이 기초지지력에 미치는 영향에 대해서도 분석이 이루어졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.399-406
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• 2012

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 구조물 전체의 거동에 가장 크게 영향을 주는 부재 중 하나이다. 보와 기둥의 상대적인 강도 차이가 줄어들면서 지진에 의한 피해가 접합부에도 발생하고 있다. 지진하중과 같은 횡방향 반복하중이 작용하게 되면 접합부는 휨보다는 수직 혹은 수평방향 전단이나 부착에 대한 저항력이 중요하다. 따라서 접합부에 대한 내진설계는 설계자가 의도한 연성에 만족할 때까지 전단이나 부착에 대한 내력이 크게 감소하지 않는 수준의 설계가 요구된다. 하지만 인접보 소성힌지의 변형률 침투와 침투한 변형률의 영향으로 인해서 접합부의 변형이 발생하게 되고 접합부의 내력은 설계자의 요구 수준을 만족하지 못할 수도 있다. 이 논문에서는 부재 각 요소가 내부 접합부에 미치는 변형과 감소하는 전단내력을 파악하고 연성을 계산하는 모델을 제시하였다. 힘의 평형과 변형률 적합조건, 다른 연구자들의 이론을 참고하여 구축하였으며 모델을 실제 실험에 적용하였을 경우 타당한 범위 내에서 평가하였다. 다른 실험 데이터에 대한 추가적인 분석으로 불완전한 부분을 파악하고 개선하여 결과에 대한 오차를 줄이는 연구가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.92-98
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• 2019

본 연구에서는 기존콘크리트와의 부착성능 및 수밀성을 향상하기 위해 기존의 현장에서 사용하는 초속경 시멘트에 PVA 분말수지, 나일론 섬유를 혼입한 보수재료를 개발하고 개발된 보수재료로 보수된 흄관의 보수 후 휨거동 평가를 수행하였다. 주요 실험변수는 PVA 분말수지, 나일론 섬유 혼입률 및 손상유형이며, 성능 실험으로는 압축강도와 보수재료 후 휨거동평가를 수행하였으며 개발된 보수재료는 PVA 분말수지 혼입량이 증가할수록 압축강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 모든 배합에서 보수재료의 요구 성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 보수된 관 시험체들의 휨강도 실험결과, 나일론 섬유를 혼입하고 PVA분말을 적정량을 첨가하여야 보수재료의 성능이 최대가 되는 것으로 나타났다. 모든 시험체들의 휨거동은 다소 철근비가 작은 구조부재에서 나타나는 휨거동 양상을 보이는 것으로 나타나, 국내의 흄관에 배근되는 철선량이 다소 부족함을 추정할 수 있었다. 즉, 철선의 배근량이 다소 적어 콘크리트와 철선의 거동이 극한상태에 도달하기 전에 콘크리트에 균열이 발생되고 곧바로 콘크리트의 인장강도를 초과하여 파괴되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.87-98
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• 2004

본 연구에서는 현장타설말뚝에 보강재를 정착시킴으로써 주변지반의 강성을 높이고 보강재의 저항력에 의해 지지력을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 보강형 및 무보강 현장타설말뚝에 대하여 보강효과에 영향을 미치는 인자들인 보강재의 단수, 경사, 배열에 따른 일련의 실내모형실험 및 3차원 수치해석을 수행하였다. 또한 보강효과의 검증과 실제 현장에서의 적용성을 알아보기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 실내모형실험 및 수치해석 결과, 보강재3단, 8개, 40$^{\circ}$ 경사의 교차배열에서 최적의 보강효과가 발현됨을 알 수 있었다. 1/8 모형재하실험에서는 압축, 인발, 수평 모두 보강재에 의한 지지력 증가효과가 나타났으며, 변위 25mm를 기준으로 압축 및 수평실험에서는 100% 이상의 보강효과가 나타났다. 또한 무보강 현장타설말뚝의 하중 단계에 따른 변위와 주면마찰력 검토결과, 철탑기초와 같은 대규모 현장타설말뚝 설계 시 사용되는 주면마찰력 값인 풍화암 10t/$\textrm{m}^2$, 연암 15t/$\textrm{m}^2$ 보다 큰 주면마찰력 값을 얻을 수 있었다. 1/2 모형재하실험에서는 약 25m의 변위가 발생하였을 때 인발하중 650ton에서 파괴가 일어났으며, 약 22%의 보강재에 의한 지지력 증가효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.54-63
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• 2018

본 연구에서는 고속도로 도로부의 표준단면을 대상으로 패널식 보강토 옹벽의 높이별 안전율과 경제성에 대해 비교 검토하였다. 설계기준에 따라 하중조건은 고속도로의 단면 및 형상조건을 고려하여 콘크리트 포장의 사하중과 차량하중을 재하하고 최상단 보강재의 경우 방호벽의 충돌하중을 고려하였다. 보강재의 길이는 보강토 옹벽의 높이에 따라 0.9H로 배치하였기 때문에, 보강토체의 형상에 따라 지배되는 외적 안정성에 대해 높이의 증가에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 보강토 옹벽의 높이에 따라 자중이 증가되기 때문에 급격히 감소되었다. 복합중력식 설계법에 따른 내적 안정성을 검토한 결과, 인발 안전율은 증가되고 파단 안전율은 감소되었다. 보강토 옹벽의 높이가 증가될수록 활동력으로 작용되는 수평토압과 저항력으로 작용되는 수직토압이 함께 증가되기 때문에 인발의 안전율은 증가되었다. 돌기형 강재 보강재의 장기 허용인장력은 상수이기 때문에, 높이에 따라 활동력에 대한 안전율은 수평토압이 증가되어 감소되었다. 블록식 보강토 옹벽보다는 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 우수한 것으로 나타났고, 기존 옹벽과 비교하면 5.0 m이상의 높이에서 패널식 보강토 옹벽의 경제성이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 보존과학연구
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• 통권34호
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• pp.50-61
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• 2013

사천 구암 발굴현장 내 출토된 조선시대 회곽묘에서 복식류와 함께 미투리가 출토되었다. 미투리는 목재와 초본류로 제작된 복합재질로 앞총부가 소실되거나 매우 약한 상태로 수습되었다. 보존처리를 위하여 미투리에 대한 과학적 재질분석과 강화제 선정 예비실험을 먼저 진행하였다. 재질 분석 결과, 미투리는 벼속(Oryza spp.), 마섬유, 쌍자엽식물 1종이 사용됨을 확인하였으며 또한 뒤쪽 도갱이에 붙어있었던 직물은 면섬유로 분석되었다. 강화제 선정을 위해 약품 5종(Polyethylene Glycol, Paraloid-B72, Dammar gum, Methyl Cellulose, Silicone resin)을 선정하여 예비실험을 실시하였다. 색차, 광택성, 내절강도와 인장강도 변화를 약품별로 측정하여 결과를 비교하여 PEG를 강화제로 선정하였다. PEG는 색도 및 광택변화가 적고, 인장강도가 높게 확인되어 가장 적합한 것으로 판단되었다. 미투리 보존처리는 클리닝 후 PEG 4000을 5%에서 80%까지 농도를 높여 유물에 견고성을 부여하였으며 조절건조를 통해 보존처리를 완료하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.13-25
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• 2018

앵커가 보강된 비탈면에 활동이 발생한 경우에는 활동면을 따라 전단면에 전단응력과 휨 응력이 작용하게 되고, 전단변형의 증가는 앵커의 긴장력 변화를 야기한다. 본 연구에서는 전단에 따른 앵커의 긴장력 변화를 확인하기 위해 앵커의 수직방향으로 전단변형을 유발하여 앵커의 긴장력을 측정하는 방법으로 대형 직접전단시험기를 통해 전단시험을 수행하였다. 전단시험은 앵커 설치 유무, 정착부에서 전단면까지의 이격거리(1D, 2D, 4D) 및 측압(0.1MPa, 0.2MPa)을 변수로 총 8가지 조건에 대해 시험을 실시하였다. 전단시험 결과, 이격거리와 주변지반의 측압은 앵커가 설치된 모형 지반의 전단력 및 앵커의 긴장력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 전단력 변화는 앵커 두부 및 선단부의 축력변화와 관련이 있음을 규명하였다. 따라서 앵커 두부에서의 긴장력 변화 경향을 분석함으로써, 간접적으로 앵커 정착부에서의 전단변형에 따른 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다.