• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제55권2호
• /
• pp.379-398
• /
• 2015

Confinement is known to have important influence on ductility of high-strength concrete (HSC) members and it may therefore be anticipated that this parameter would also affect notably the moment redistribution in these members. The correctness of this "common-sense knowledge" is examined in the present study. A numerical test is performed on two-span continuous reinforced HSC beams with and without confinement using an experimentally validated nonlinear model. The results show that the effect of confinement on moment redistribution is totally different from that on flexural ductility. The moment redistribution at ultimate limit state is found to be almost independent of the confinement, provided that both the negative and positive plastic hinges have formed at failure. The numerical findings are consistent with tests performed on prototype HSC beams. Several design codes are evaluated. It is demonstrated that the code equations by Eurocode 2 (EC2), British Standards Institution (BSI) and Canadian Standards Association (CSA) can well reflect the effect of confinement on moment redistribution in reinforced HSC beams but the American Concrete Institute (ACI) code cannot.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제19권6호
• /
• pp.1381-1402
• /
• 2015

The application of composite steel-concrete slabs with profiled steel sheeting has increased, due to the various advantages in relation to reinforced concrete slabs such as, the reduced thickness, the reduced amount of lost formwork needed, as well as the speed of execution. The loss of longitudinal shear resistance is, generally, the governing design mode for simply supported spans of common lengths. For common distributed loadings, the composite behaviour is influenced by the partial shear connection between the concrete and the steel sheeting. The present research work is intended to contribute to improving the ultimate limit state behaviour of composite slabs using end anchorage. Eurocode 4, Part 1.1 (EN 1994-1-1) provides an analytical methodology for predicting the increase of longitudinal resistance, achieved by using shear studs welded through the steel sheeting as the end anchorage mechanism. The code does not supply an analytical methodology for other kinds of end anchorage so, additional tests or studies are needed to prove the effectiveness of these types of anchorage. The influence of end anchorage mechanisms provided by transverse rebars at the ends of simply supported composite slabs is analysed in this paper. Two experimental programmes were carried out, the first to determine the resistance provided by the new end anchorage mechanism and the second to analyse its influence on the behaviour of simply supported composite slabs.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제81권6호
• /
• pp.751-767
• /
• 2022

In the hogging bending moment area, continuous composite beams are subjected to the ultimate limit state of lateral-torsional buckling (LTB), which depends on web stiffness as well as concrete slab and shear connection stiffnesses. The design of the LTB and the determination of the elastic critical moment are produced approximately, using the European Standard EN 1994-1-1:2004, for continuous composite steel beams, but is applicable only for those with a plane web steel profile. Also, and from the previous researches, the elastic critical moment of the continuous composite beams with corrugated sinusoidal web steel profiles was determined. In this paper, a finite element analysis (FEA) model was developed using the ANSYS 16 software, to determine the elastic critical moments of continuous composite steel beams with various corrugated web profiles, such as trapezoidal, zigzag, and rectangular profiles, which were evaluated against numerical data of the sinusoidal one from the literature. Ultimately, the failure load of a composite steel beam with various web profiles was predicted by studying 46 models, based on FEA modeling, and a procedure for predicting the elastic critical moment of composite beams with various web steel profiles was proposed. When compared to sinusoidal web profiles, the trapezoidal, zigzag, and rectangular web profiles required an average increase in load capacity and stiffness of 7%, 17.5%, and 28%, respectively, according to the finite element analysis. Also, the rectangular web steel profile has a greater stiffness and load capacity. In contrast, the sinusoidal web has lower values for these characteristics.

• Advances in concrete construction
• /
• 제16권4호
• /
• pp.217-230
• /
• 2023

Methods for designing the post-tensioned anchorage zones at ultimate limit state has been specified in current design codes based on strut-and-tie models (STM). However, it is still not clear how to estimate the serviceability behavior of the anchorage zones. The serviceability is just indirectly taken into account by means of the reasonable reinforcement detailing. To address this issue, this paper is devoted to developing a modified strut-and-tie model (MSTM) to predict the behavior of concentric anchorage zones throughout the loading process. The principle of stationary complementary energy is introduced into STM at each load step to satisfy the compatibility condition and generate the unique MSTM. The structural behavior of anchorage zones can be achieved based on MSTM from loading to failure. Simplified formulas have been proposed to estimate the first cracking load, bearing capacity and maximum crack width with the consideration of the details of reinforcement bursting bars. The proposed model provides a definite method to control the bursting crack width in concentric anchorage zones. Four specimens with different bearing plate ratios have been designed and tested to validate the proposed method.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제3권2호
• /
• pp.141-168
• /
• 2012

The Retrofit Yield Spectrum (RYS) is a new spectrum-based device that relates seismic demand of a retrofitted structure with the fundamental design parameters of the retrofit. This is obtained from superposition of Yield Point Spectra with design charts that summarize in pertinent spectrum-compatible coordinates the attributes of a number of alternative retrofit scenarios. Therefore, once the requirements for upgrading a given structure have been determined, the RYS enable direct insight of the sensitivity of the seismic response of the upgraded structure to the preliminary design decisions made while establishing the retrofit plan. By virtue of their spectrum-based origin, RYS are derived with reference to a single mode of structural vibration; a primary objective is to control the contribution of this mode in the retrofit design so as to produce a desirable distribution of damage at the ultimate limit state by removing soft storey formations and engaging the maximum number of structural members in deformation, in response to the input motion. Calculations are performed with reference to the yield-point, where secant stiffness is proportional to the flexural strength of reinforced concrete members. Derivation and use of the Retrofit Yield Spectra (RYS) refers to the seismic demand expressed either in terms of spectral acceleration, spectral displacement or interstory drift, at yield of the first storey. A reinforced concrete building that has been tested in full scale to a sequence of simulated earthquake excitations is used in the paper as a demonstration case study to examine the effectiveness of the proposed methodology.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.165-178
• /
• 2013

이 논문에는 정모멘트를 받는 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위한 연구를 수록하였다. 한계상태설계법을 적용한 현행 도로교설계기준(2012)에 제시된 합성거더의 휨강도 규정은 국내에서 생산되는 일반구조용 강재를 사용한 합성거더에 적용할 수 있다. 고성능 강재 HSB600뿐만 아니라 HSB800를 적용한 강합성거더에 적용하기 위해서는 현행 공칭휨강도 평가식을 개선해야될 필요성이 있다. 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위하여, 기존에 수행된 연구들을 고찰하였으며 모멘트-곡률해석방법을 이용하여 다양한 단면을 갖는 강합성거더의 극한휨강도와 연성비를 평가하기 위한 변수해석을 수행하였다. 변수해석결과를 토대로 일반강재를 적용한 강합성거더에 대해 기존 평가식보다 덜 보수적인 공칭휨강도 평가식을 제안하였다. 또한 고성능 강재 HSB600과 HSB800을 적용한 강합성거더의 새로운 공칭휨강도 평가식도 함께 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.353-360
• /
• 2017

PHC말뚝을 보강한 CFP말뚝의 P-M 상관도를 통한 휨 모멘트 예측과 휨 실험 결과를 통해 P-M 계산법의 타당성과 CFP말뚝의 휨 성능을 평가한 실험 연구이다. 시험체는 PHC말뚝과 링형 합성 전단연결재 그리고 속채움 콘크리트를 기본으로 한 CFP말뚝과 1차 보강(말뚝 보강철근 H13-8ea), 2차 보강(내부 보강철근 H19-8ea)으로 제작된 시험체의 휨 실험 결과 CFP-N-N 시험체 대비 최고 하중이 46.4%, 103.9% 증대되었으며, 보강 철근량에 따른 연성능력 증대가 이루어졌다. 또한 CFP말뚝 설계법의 극한한계상태 예측값과 실험 결과값을 비교해 볼 때, 각 보강 단계별 1.23, 1.40배의 안전율을 확보하여 본 연구에서 제시한 설계법이 합리적인 것으로 판단된다.

• 토지주택연구
• /
• 제8권4호
• /
• pp.233-247
• /
• 2017

유럽과 미국에서는 말뚝기초 설계에 한계상태설계법 사용이 거의 정착되었으며, 세계적 추세에 따라 국내에서도 국토해양부가 한계상태설계법에 기반한 교량하부기초 설계기준을 제정하였지만, 국내 말뚝공법 및 지반조건에 대한 저항계수 연구가 부족하여 당장 설계에 반영하기에는 어려운 여건이다. 이에 본 연구에서는 일반적으로 시용하고 있는 PHC 매입말뚝을 국내 지반조건에 고려하여 Meyerhof(LH 설계기준, 도로교 설계기준) 방법과 상재하중을 고려할 수 있는 정역학적 공식 (Terzaghi의 지지력 계수와 Hansen&Vesic의 지지력 계수 적용)으로 산정한 지지력을 정재하시험(9회)과 동재하시험(EOID 9회, Restrike 9회) 결과를 비교 분석하여 저항계수를 산정하였다. LH 연구원의 선행연구(PHC 매입말뚝의 하중저항 설계정수 제안, 2012)에서 동재하극한지지력 (Rut)을 기준으로 했을 때 LH 설계기준에 대한 저항계수는 0.36~0.44를 나타낸 바 있으며, 본 연구에서는 저항계수가 0.39~0.48로 나타나 선행연구의 저항계수보다 약 8%정도 증가하였다. 본 연구에서는 정재하시험 결괴를 위주로 저항계수를 산정하였으며, 극한지지력을 기준으로 했을 때의 저항계수는 0.57~0.69(Meyerhof 방법 : LH 설계기준), Davisson 지지력을 기준으로 했을 때의 저항계수는 0.49~0.60(Meyerhof 방법 LH 설계기준)으로 동재하시험에 의한 저항계수와 차이가 크게 나타났다. 이러한 차이를 줄이고자 수정동재하지지력을 제시하여 저항계수를 제시하였으며 이때의 저항계수는 0.52~0.62(Meyerhof 방법 : LH 설계기준)로 나타나 정재하에 의한 저항계수와 차이가 많이 줄어들었다. 결론적으로 본 연구에서 정재하 및 동재하시험으로 산정한 전체 저항계수는 0.35~0.76으로 도로교 설계기준에서 제시한 저항계수 0.3보다 커서 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.173-181
• /
• 2021

철근콘크리트 구조물은 다양한 환경에 노출되어 수분 침투로 인한 철근 부식이 발생하며, 부식으로 인한 구조물의 내구성능 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 철근에 비해 인장강도, 비부식성, 경량화 등 뛰어난 장점을 가진 FRP 보강근에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP 보강근은 철근과 달리 항복 구간이 없으므로 파괴 시까지 선형탄성거동이 나타나고 탄성계수가 낮아 과도한 처짐이 발생할 수 있으므로 한계상태 조건에 대한 적용성 검토가 필요하다. 한계상태에서 FRP 보강 콘크리트 의 휨 설계 시 ACI 440.1R은 FRP 보강근의 재료적 불확실성을 고려하여 환경감소계수와 강도감소계수를 모두 적용하여 휨강도가 크게 낮아진다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 다양한 문헌을 조사하여 유효단면이차모멘트 제안식의 처짐 해석 결과와 실험결과를 비교하였으며, ACI 440.1R 및 Fib bulletin 40의 설계휨강도를 분석하였다. 실험 결과에 따른 휨강도는 ACI 440.1R에 비해 Fib bulletin 40의 설계휨강도와 유사한 경향이 확인되었으며, 인장지배단면에서 ACI 440.1R은 설계휨강도를 보수적으로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.50-54
• /
• 2002

선박은 박판으로 이루어진 상자형구조물이기 때문에 선박이 황천항해를 하게 되면 선체의 상갑판과 선저판에는 호깅이나 새깅이 반복적으로 일어나므로 선테판에는 인장력과 압축력이 반복적으로 작용하게 된다 이 중에서도 압축력이 작용하는 경우가 선박의 종강도상에 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 본 본문에서는 선체판중에서 종횡비가 1.4인 판을 대상으로 하여 탄소성유한요소해석을 통하여 압축하중을 계속적으로 증가시켜 좌굴과 함께 탄소성대변형거동을 밝힘과 동시에 2차좌굴과 탄소성거동과의 메카니즘을 규명하여 압축하중을 받는 선테판의 탄소성대변형거동을 규명하였다.