• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.1085-1088
• /
• 2008

철근공사에서 이음은 필연적으로 발생되며, 일반적으로 겹침이음을 통해 이음강도를 확보한다. 인장 이음길이는 인장 정착길이를 기준으로 산정되며, 정착길이는 실험적으로 도출된 부착강도 모델을 기반으로 결정된다. 인장이음은 휨을 받는 경우에 발생되므로 부재의 휨변형이 반드시 발생된다. 휨변형에의해 프라이(Prying) 거동이 발생되어, 철근이 피복콘크리트를 밀어내는 힘이 발생된다. 이러한 힘은 부착응력에 의해 발생되는 인장응력과 동일한 역할을 한다. 프라이 거동에 의해 발생된 인장응력과 부착응력에 의해 발생된 인장응력의 합이 콘크리트 인장강도에 도달하면 이음부가 파괴되므로, 프라이거동의 존재는 부착강도를 저하시키게 된다. 역학적 모델을 구성하여 휨부재의 인장이음에서 프라이거동이 이음강도에 미치는 영향을 분석하였다. 프라이 거동에 의한 인장응력은 보강근의 인장강도와 탄성계수에 비례하며, 휨부재의 휨강성에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 이음되는 보강근의 간격에 반비례하여 인장응력이 유발된다. 따라서 슬래브와 같이 휨강성이 작은 부재에 촘촘하게 이음된 경우에는 현행 설계기준보다 긴 이음길이를 확보할 필요가 있다.

• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제34권4호
• /
• pp.15-23
• /
• 2018

The purpose of this study is to evaluate the anchorage capacity of longitudinal bars for reinforced concrete exterior beam - column joints with steel fiber volume fractions. For this purpose, the steel fiber volume fraction was set to 0, 1, 2%, and the performance was compared with that of each other specimens. According to the test results, the maximum strength of EX-HK-NJR-0 decreased by 13% compared with the control specimen and EX-HK-NJR-1 decreased by 3% compared to the control specimen. However, when 2% of steel fiber was mixed, the maximum strength increased about 56% compared to the control specimen. The energy dissipation capacity of EX-HK-NJR-0 (when no transverse steel bars are placed) decreased by 61% compared to the control specimen. In addition, the energy dissipation capacity of the specimens with a steel fiber content of 1% decreased by 5% and 2% increased by 94% compared to control specimen. EX-HK-NJR-1,2 and the control specimen EX-HK-JR-0 experienced yielding of the reinforcing bars at the column interface before maximum strength development. However, when the EX-HK-NJR-0, the reinforcing bars at the column interface experienced yielding after maximum strength development. Therefore, reinforcement of steel fiber is considered to reduce the required development length for yielding of steel bars.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.747-754
• /
• 2008

본 연구에서는 강섬유 혹은 폴리프로필렌 섬유로 하이브리드 보강되고, 수직하중과 수평하중을 받는 고강도 콘크리트 내민받침을 제작하고 실험하였다. 실험 결과, 강섬유, 폴리프로필렌 섬유를 혼입함에 따라 내하력, 강성, 연성, 균열폭, 균열 수 측면에서 고강도콘크리트 내민받침의 성능은 향상되었다. 폴리프로필렌 섬유로 보강된 고강도콘크리트 내민받침은 강섬유로 보강된 내민받침보다 다소 낮은 내하력을 보였지만, 수평하중 하에서 더 큰 연성을 보였다. 또한, 주인장 타이 철근으로 사용된 헤디드 바의 헤드는 뛰어난 정착을 보여주었다. 실험 결과를 설계기준의 규준식 및 여러 연구자들이 제안한 예측모델과 비교한 결과, 정밀 스트럿-타이 모델이 수평하중 하에서 가장 정확하고 보수적인 예측 결과를 보여주었고, Fattuhi가 제안한 트러스 모델은 섬유 보강 고강도콘크리트 내민받침의 강도를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.717-726
• /
• 2007

일반 강도의 철근을 고강도콘크리트 구조물에 사용하는 경우, 고강도콘크리트의 취성을 보완하고 그 성능을 십분 활용하기 위해서는 많은 양의 철근이 요구된다. 이는 곧 철근의 과밀 배근이나 자중의 증가와 같은 구조, 시공상의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 고강도콘크리트 부재에 적합한 새로운 보강 재료 혹은 공법이 필요한 것이다. 이에 본 연구에서는 100 MPa의 고강도콘크리트를 사용하여 4개의 실물크기 보 시험체를 제작하고, 전단보강재를 달리하여 전단 거동에 대한 효과를 관찰하기 위해 실험을 수행하였다. 4개의 시험체는 각각 일반 철근, 고장력 철근, 헤디드 바, CFRP 바를 전단 스터럽으로 사용하였으며, 이 중 2개의 시험체에는 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 그 효과를 관찰하였다. 고장력 철근의 사용은 전단철근에 의한 전단력과 부착력의 증가로 인해 전반적인 전단 성능의 향상을 가져왔다. 헤디드 바로 전단 보강된 부재의 경우에도 헤디드 바의 상당히 높은 정착강도로 인해서 우수한 전단 거동을 보였다. 하지만 본 실험에서 사용된 CFRP 바의 경우, 부착력이 매우 떨어져 전단보강재로서 적합하지 못한 것으로 나타났다. 강섬유 보강 콘크리트를 통해 부재의 연성 및 균열 제어 능력이 향상되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.769-777
• /
• 2003

최근 철근콘크리트(RC) 구조물의 보강기법으로 큰 인장강도와 탄성계수를 갖는 탄소섬유계열 보강재를 사용한 보강공법 개발과 이와 관련된 많은 실험 및 이론적 연구가 진행되고 있다. CFS 및 강판 보강재에 의한 보강시 야기되는 문제점을 해결하기 위하여 대체 재료로 국내에 도입된 탄소섬유메쉬(CFM)를 실 구조물의 보강공사에 적용하기 위하여 우선적으로 CFM을 이용한 보강기법 및 보강된 부재의 구조성능 규명에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유메쉬와 콘크리트의 부착특성 규명을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 일반적으로 탄소섬유 부착 보강공법은 보강재와 기존 부재와의 부착성능에 의해 보강효과가 지배받게 된다. 즉 부착강도가 충분한 보강효과를 기대할 수 없을 경우의 부착파괴의 가장 큰 원인으로는 계면에서의 전단강도에 기인한다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CFM을 콘크리트에 부착하는데 있어서 정착철물(Clip)의 설치 유무, 정착철물의 정착위치, 정착철물의 설치 열 수, 부착 모르타르의 바름 유무, 부착 모르타르의 바름 두께 등의 실험 변수를 설정하고 인장전단 실험을 수행하였다. 실험결과 적절한 정착철물의 부착위치 및 정착철물 및 부착 모르타르의 부착특성을 규명할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 범용 비선형 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 CFM의 부착특성을 규명하기 위한 유한요소 모델 및 해석기법을 개발하였고 이를 실험결과와 비교하여 이에 대한 검증을 하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제18권1E호
• /
• pp.29-34
• /
• 2006

Elastic modulus, tensile and bond capacities are important factors for developing an effective reinforcing action of a flexural member as a reinforcing material for concrete structures. Reinforcement must have enough bond capacity to prevent the relative slip between concrete and reinforcement. This paper presents an experimental study to clarify the bond capacity of prestressed carbon fiber reinforced polymer(CFRP) rod manufactured by an automatic assembly robot. The bond characteristics of CFRP rods with different pitch of helical wrapping were analyzed experimentally. As the result, all types of CFRP rods show a high initial stiffness and good ductility. The mechanical properties of helical wrapping of the CFRP rods have an important effect on the bond of these rods to concrete after the bond stress reached the yield point. The stress-slip relationship analyzed from the pull-out test of embedded cables within concrete was linear up to maximum bond capacity. The deformation within the range of maximum force seems very low and was reached after approximately 1 mm. The average bond capacity of CF20, CF30 and CF40 was about 12.06 MPa, 12.68 MPa and 12.30 MPa, respectively. It was found that helical wrapping was sufficient to yield bond strengths comparable to that of steel bars.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제18권4호
• /
• pp.811-831
• /
• 2015

This paper focuses on the strengthening methods used for improving the compression behaviors of perforated box-section walls as provided in the anchorage zones of steel pylons. Rectangular plates containing double-row continuous elliptical holes are investigated by employing the boundary condition of simple supporting on four edges in the out-of-plane direction of plate. Two types of strengthening stiffeners, named flat stiffener (FS) and longitudinal stiffener (LS), are considered. Uniaxial compression tests are first conducted for 18 specimens, of which 5 are unstrengthened plates and 13 are strengthened plates. The mechanical behaviors such as stress concentration, out-of-plane deformation, failure pattern, and elasto-plastic ultimate strength are experimentally investigated. Finite element (FE) models are also developed to predict the ultimate strengths of plates with various dimensions. The results of FE analysis are validated by test data. The influences of non-dimensional parameters including plate aspect ratio, hole spacing, hole width, stiffener slenderness ratio, as well as stiffener thickness on the ultimate strengths are illustrated on the basis of numerous parametric studies. Comparison of strengthening efficiency shows that the continuous longitudinal stiffener is the best strengthening method for such perforated plates. The simplified formulas used for estimating the compression strengths of strengthened plates are finally proposed.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.69-76
• /
• 2005

본 연구는 익스팬션(고하중 앵커와 웨지앵커)의 내력평가 하기 위한 실험적 연구이다. 하중조건은 인발, 전단 및 인발과 전단의 조합하중이다. 고하중 앵커와 웨지 앵커는 국내산 앵커를 사용하였으며, 무근콘크리트에 매입하였다. 앵커 파괴 및 콘크리트 파괴모드에 따른 기존의 앵커 설계식를 연구하였으며, 실험결과를 인발 및 전단내력의 상호작용에 관한 여러 모델들과 비교 분석하였다. 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 조합하중 작용 시 힘의 상호작용은 타원형 상호관계가 가장 적합한 것으로 판단된다.

• 한국디지털건축인테리어학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.17-25
• /
• 2013

It is important to eliminate thermal bridge for achieving passive and environmental-friendly buildings. Structural members may frequently act as thermal bridges that become a conduit of energy. it is emphasized that thermal bridge breaker (TBB) system is necessary for blocking thermal bridge of the structural members. This TBB system has to maintain a performance to tensile and compressive stress which arises in member section in order to being realized structurally. Thus, it is composed with anchorage devices which obtain continuity with structural members inside building and rebar of cantilever balcony, and compression joint which resist compression stress occurring to TBB. Applying method of TBB's compression joint is designed to have high strength with comparatively small element section which can cover external load. This study carried out finite elements method based on compression experiment. Throughout the FEM analysis, this study provides information on finding optimal shape for compression joint of TBB which can suitably apply to current building balcony of Korea.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제14권3호
• /
• pp.233-240
• /
• 2018

Pullout tests are usually employed to determine the ultimate bearing capacity of reinforced soil, and the load-displacement curve can be obtained easily. This paper presents an analytical solution for predicting the full-range mechanical behavior of a buried planar reinforcement subjected to pullout based on a bi-linear bond-slip model. The full-range behavior consists of three consecutive stages: elastic stage, elastic-plastic stage and debonding stage. For each stage, closed-form solutions for the load-displacement relationship, the interfacial slip distribution, the interfacial shear stress distribution and the axial stress distribution along the planar reinforcement were derived. The ultimate load and the effective bond length were also obtained. Then the analytical model was calibrated and validated against three pullout experimental tests. The predicted load-displacement curves as well as the internal displacement distribution are in closed agreement with test results. Moreover, a parametric study on the effect of anchorage length, reinforcement axial stiffness, interfacial shear stiffness and interfacial shear strength is also presented, providing insights into the pullout behaviour of planar reinforcements of MSE structures.