• Steel and Composite Structures
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• 제44권6호
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• pp.883-898
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• 2022

A hollow-core partially-encased composite beam, named HPEC beam, is investigated in this paper. HPEC beam comprises I-beam, longitudinal reinforcement, stirrup, foam formwork, and cementitious grout. The foam formwork is located on both sides of the web, and cementitious grout is cast within the steel flange. To investigate the shear performance of HPEC beams, static loading tests of six HPEC beams and three control beams were conducted. The shear span ratio and the number of studs on the shear behavior of the HPECspecimens were studied. The failure mechanism was studied by analyzing the curves of shear force versus both deflection and strain. Based on the shear span ratio (𝜆), two typical shear failure modes were observed: shear compression failure when 1.6 ≤ 𝜆 ≤ 2; and diagonal compression failure when 𝜆 ≤ 1.15. Shear studs welded on the flange can significantly increase the shear capacity and integrity of HPEC beams. Flange welded shear studs are suggested. Based on the deformation coordination theory and superposition method, combined with the simplified modified compression field model and the Truss-arch model, Modified Deformation Coordination Truss-arch (M.D.C.T.) model was proposed. Compared with the shear capacity from YB9038-2006 and JGJ138-2016, the calculation results from M.D.C.T. model could provide reasonable predictions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권3호
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• pp.319-330
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• 1999

The design of composite space trusses is a demanding task that involves taking several decisions on the truss depth, number of panels, member configuration, number of chord layers and concrete slab thickness and grade. The focus in this paper is on the design of top concrete slabs of composite space trusses, and in particular their thickness. Several effects must be considered in the process of designing the slab before an optimum thickness can be chosen. These effects include the inplane forces arising from shear interaction with the steel sub-truss and the flexural. and sheer effects of direct lateral slab loading. They also include a constructional consideration that the thickness must allow for sufficient cover and adequate space for placing the reinforcement. The work presented in this paper shows that the structural requirements on the concrete slab thickness are in many cases insignificant compared with the constructional requirements.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.719-727
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• 2009

변환각트러스모델에 근거한 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식의 최대 전단보강철근비는 반경험적 방법에 근거한 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비와 많은 차이가 있다. ACI 318-08 기준식, CSA-04 기준식 및 EC2-02 기준식은 콘크리트의 압축강도에 따라서 최대 전단보강철근비가 증가하지만 AIJ-99 기준식은 일정한 값이 적용된다. 고강도콘크리트에 대하여 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식이 요구하는 최대 전단보강철근비는 ACI 318-08 기준식이 요구하는 최대 철근비에 비하여 매우 크다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도가 최대 전단보강철근비에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 의하면 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비보다 최대 약 1.9배까지 전단보강철근을 많이 배근하였음에도 불구하고 실험 결과는 전단보강철근이 항복한 이후에 부재가 최대 내력에 도달하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.203-212
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• 2008

본 연구에서는 다양한 배근상세를 갖는 짧은 연결보 (short coupling beam)의 주기거동특성과 에너지소산 메커니즘을 연구하였다. 주기하중을 받는 연결보의 수치해석을 위하여 비선형트러스모델 (nonlinear truss model)을 사용하였다. 수치해석 결과, 일반적인 수직 수평배근상세를 갖는 연결보는 핀칭이 심한 주기곡선을 보이며 거의 에너지를 소산하지 못하였다. 반면 대각배근상세를 갖는 연결보는 핀칭이 없는 안정적인 주기거동을 보이며 많은 에너지를 소산하였으며, 연결보의 에너지소산은 취성재료인 콘크리트보다 주로 대각 방향으로 배치된 철근에 의하여 발생됐다. 이러한 분석 결과를 토대로 대각철근의 변형률 이력을 사용하여 연결보의 에너지소산량을 예측할 수 있는 간편한 평가식을 개발하였다. 검증을 위하여 제안된 평가식과 실험으로 구한 연결보의 에너지소산량을 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 평가식은 배근형태, 전단경간비, 비탄성 변형 크기 등 다양한 설계변수의 영향을 고려하여 전단경간비가 1.25이하인 짧은 연결보의 에너지소산량을 비교적 정확히 예측하였다. 제안된 에너지소산량 평가 방법은 철근콘크리트구조물 및 부재의 성능 기초 내진평가/설계에 손쉽게 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.81-88
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• 2022

NRC (New paradigm Reinforced Concrete) 보는 강판거푸집과 함께 주보강재로 사용되는 주앵글에 기본 전단보강재로 사용되는 전단앵글을 트러스 구조형태로 용접조립한 후, 현장에서 추가적인 주 철근과 전단보강근이 배근된다. 본 연구에서는 NRC 보의 전단보강재 종류(전단앵글, 경사전단보강근, U형 덮개철근)에 따른 전단실험을 통하여 NRC 보의 전단성능평가를 실시하였다. 실험결과, 실험체별 초기균열이 발생되기전 초기강성은 유사하게 나타났으며, 모든 실험체는 전단파괴되었다. 실험체의 전단보강재가 최대내력시 항복거동하였고, 전단보강재의 보강량 증가에 따라 실험전단내력이 증가하였다. 이를 볼 때 NRC 전단보강재가 전단강도 기여분에 해당하는 전단성능을 발휘하는 것으로 판단된다. 콘크리트구조기준(KDS 14 20 22)에 의한 이론내력을 산정한 결과, 전단보강재가 배근된 NRC 보 실험체들의 실험전단내력이 이론전단내력에 비하여 37~146% 크게 나타나, 이론내력식이 NRC 실험체 상세에 대하여 안전측으로 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제34권1호
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• pp.15-38
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• 2010

In order to predict the shear strengths of reinforced concrete beams, many deterministic models have been developed based on rules of mechanics and on experimental test results. While the constant and variable angle truss models are known to provide reliable bases and to give reasonable predictions for the shear strengths of members with shear reinforcement, in the case of members without shear reinforcement, even advanced models with complicated procedures may show lack of accuracy or lead to fairly different predictions from other similar models. For this reason, many research efforts have been made for more accurate predictions, which resulted in important recent publications. This paper develops probabilistic shear strength models for reinforced concrete beams without shear reinforcement based on deterministic shear strength models, understanding of shear transfer mechanisms and influential parameters, and experimental test results reported in the literature. Using a Bayesian parameter estimation method, the biases of base deterministic models are identified as algebraic functions of input parameters and the errors of the developed models remaining after the bias-correction are quantified in a stochastic manner. The proposed probabilistic models predict the shear strengths with improved accuracy and help incorporate the model uncertainties into vulnerability estimations and risk-quantified designs.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.435-444
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• 2005

본 연구에서는 휨모멘트와 축력의 효과가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 이용하여 철근콘크리트 기둥의 전단거동을 예측하였다. TATM의 해석결과를 검증하기 위하여 다양한 전단경간비와 축력비를 가지는 총 9개의 철근콘크리트 기둥을 전단 실험하였다. 철근콘크리트 기둥의 곡률, 축변형 및 전단변형을 측정하기 위하여 기둥 옆면 전단위험단면을 중심으로 5개의 변위변환기(LVDT)를 설치하였다. 하중은 최대하중의 $85\%$ 이하로 떨어질 때까지 가력하였으며, 모든 실험체는 휨 철근의 항복이전에 전단파괴 되었다. 기둥의 전단강도와 강성은 축 하중이 증가할수록 증가하는 반면 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. TATM으로부터 얻은 전단응력-전단변형률 관계와 전단응력-전단철근변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였으며, 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM, FA-STM)보다 더 우수하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.559-566
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• 2017

본 논문은 시공단계에서 가설지주 설치를 요구하지 않는 역삼각 트러스 거더로 보강된 새로운 합성 데크플레이트 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 기존 시스템 대비 증가된 강성과 강도를 보유할 뿐 아니라 절대 층고 변화를 최소 수준으로 낮출 수 있으며 기존의 H형강 및 U형 합성보와 같은 다양한 형태의 합성보 부재와 함께 사용될 수 있다. 제안된 시스템의 시공단계 하중에 대한 구조적 성능을 평가하기 위해 5.5m의 스팬을 갖는 5개의 시험체를 제작하여 현장 조건과 유사한 재하하중을 단계적으로 적용시켜 실험을 수행하였다. 실험결과로부터 각 시험체 별 하중-변위 그래프를 구해 비선형 3차원 유한요소해석결과와 비교하였다. 비교 결과 보강 트러스 거더와 데크플레이트 사이에 효율적인 하중 분배가 이루어져 두 구조요소가 잘 일체화되었을 뿐 아니라 시공단계 하중에서의 최대 처짐이 건축구조기준의 제한치를 하회하여 사용성 조건을 잘 만족시킴을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.641-648
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• 2013

현행 설계기준들에서는 비틀림모멘트를 받는 철근콘크리트 부재의 취성적인 파괴를 방지하기 위하여 최소비틀림철근비를 규정하고 있다. 그러나, 국내 현행기준 및 ACI318-11에서 규정하고 있는 최소비틀림철근비 산정식은 종방향 최소철근비, 공간트러스모델의 역학적 평형관계 및 여유강도 확보 등의 측면에서 불합리한 문제점들을 내포하고 있다. 따라서, 이 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 보다 합리적이고 충분한 강도여유율을 확보할 수 있는 최소비틀림철근비 산정식을 제안하였다. 또한, 제안식을 기존실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 제안모델이 모든 대상실험체들의 최소비틀림철근비를 안전측으로 평가하는 것을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.381-384
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• 1999

The present paper describe the result obtai ed from 11 beam specimens to explore the influence of stirrups on shear failure process. Each beam specimen was reinforced with one or two stirrup. Then the experimental results were analyzed and compared with the results obtained from truss model analyzsis.