• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권1호
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• pp.1-25
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• 2011

A new nonlinear model was developed to evaluate the shear resistance of steel fiber-reinforced concrete beams (SFRCB) using linear genetic programming (LGP). The proposed model relates the shear strength to the geometrical and mechanical properties of SFRCB. The best model was selected after developing and controlling several models with different combinations of the influencing parameters. The models were developed using a comprehensive database containing 213 test results of SFRC beams without stirrups obtained through an extensive literature review. The database includes experimental results for normal and high-strength concrete beams. To verify the applicability of the proposed model, it was employed to estimate the shear strength of a part of test results that were not included in the modeling process. The external validation of the model was further verified using several statistical criteria recommended by researchers. The contributions of the parameters affecting the shear strength were evaluated through a sensitivity analysis. The results indicate that the LGP model gives precise estimates of the shear strength of SFRCB. The prediction performance of the model is significantly better than several solutions found in the literature. The LGP-based design equation is remarkably straightforward and useful for pre-design applications.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.389-400
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• 2013

몇몇 연구자들에 의해 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보의 전단거동에 대한 연구가 수행되었다. 이 실험에서는 건물 구조체에 순환골재 콘크리트의 적용 가능성과 전단 성능에 대하여 조사하였다. 일반적으로, 전단보강이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트의 압축강도, 인장철근비 및 전단경간비의 영향을 받는다. 이 연구에서는, 전단보강이 없는 28개의 순환골재 철근콘크리트 보를 2점 가력하여 실험하였다. 순환골재 치환율(0, 15, 30, 50%), 전단경간비(a/d=2, 3, 4) 및 인장철근비(${\rho}$=0.80, 1.27, 1.84%)를 변수로 하였고, 순환골재 치환율 50%를 기준으로 압축강도 30 MPa을 목표로 배합하였다. 이 연구가 순환 골재 철근콘크리트 보의 전단설계식 제정에 기초적 자료로써 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.283-292
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• 2005

강판으로 부분 보강된 철근콘크리트 보의 조기파괴하중을 추정하기 위하여 변수연구를 수행하였다. 설계변수는 전단철근의 유무, 비보강길이의 비, 인장철근에 대한 보강 강판의 철근비, 전단지간 대 보강된 보의 유효깊이 비로 하였다. 유한요소해석 결과, 강판으로 부분 보강된 철근콘크리트 보의 조기파괴를 지배하는 1차 적인 요인은 비보강길이이지만 보강철근비, 전단지간 대 유효깊이의 비 등도 영향을 주는 것으로 나타났다. 설계변수의 조합작용을 고려한 근사식을 기존의 실험결과와 비교한 결과 거의 일치하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.29-36
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• 2024

The paper presents the experimental investigation of RC beams retrofitted with Textile Reinforced Mortar (TRM), featuring enhanced bond capacity. Anchoring systems, including an extension of retrofitting length and the use of chemical anchors, are newly employed to improve the structural performance of the RC beam retrofitted with TRM. For the experimental investigation, a total of seven shear-critical RC beams, with and without stirrups, were designed and constructed. The structural behaviors of specimens retrofitted with the proposed TRM methods were compared to those of non-retrofitted specimens or specimens strengthened with conventional TRM methods. Crack pattern, force-displacement relationship, and absorbed energy were evaluated for each specimen. The experimental results indicate a significant improvement in the shear capacity of the RC beam with the proposed retrofitting method. Therefore, it is concluded that the application of an extended retrofitting length and chemical anchors to the TRM retrofitting method can effectively enhance the bond capacity of TRM, thereby improving the shear performance of RC beams.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.299-305
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• 2008

본 연구는 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단거동 특성 및 파괴형상을 구명함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 탄소섬유판의 형상, 섬유판 부착 간격 및 전단보강 철근량 등의 변수를 포함하는 실험 연구가 수행되었다. 본 실험 결과 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단 강성은 보강되지 않은 보에 비해 현저하게 개선되며 최대 전단강도 증진율은 100% 이상인 것으로 나타났다. 또한 탄소섬유판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 적은 량의 탄소섬유판으로 보강했을 경우에도 전단강도의 증진 효과는 매우 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탄소섬유판에 발생하는 변형률을 기본으로 하여 유효응력을 도출하였으며, 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단강도를 계산하였다. 이는 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.21-29
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• 2014

본 연구에서는 GFRP 이형 보강근으로 휨보강된 보의 거동, 파괴유형과 강도를 평가하였다. 4개의 보 실험체들을 제작하여 실험을 수행하였다. 4점 하중재하 조건으로 단순지지된 GFRP로 보강 콘크리트 실험체의 거동과 하중-처짐을 관찰하였다. 전단배근으로 인한 거동의 불확실성을 배제하기 위하여 스터럽을 배근하지 않고 실험체를 제작하였다. 실험 변수는 전단지간비와 유효보강비이다. 실험체의 길이는 3,300 또는 $1,950mm{\times}200mm{\times}240mm$이고 순지간 2,900 또는 1,000mm이다. 전단지간비는 6.5와 2.5이며, GFRP 유효 보강근비는 $1.126{\rho}_{fb}$, $2.250{\rho}_{fb}$, $3.375{\rho}_{fb}$와 $0.634{\rho}_{fb}$이다. 실험 결과 모든 실험체는 전단파괴 되었으며 실험계획에 적용한 ACI 440.1R, CSA S806와 ISIS의 전단 강도식이 실제와 편차가 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.213-220
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• 2004

본 연구의 목적은 전단 보강근이 없는 강섬유 보강 콘크리트 보의 전단내력을 강섬유 계수를 이용하여 평가하기 위한 것이다. 이를 위하여 재료 및 부재 수준의 2단계 연구를 수행하였다. 기존 및 본 연구 결과에 의하면, 강섬유 보강 콘크리트의 주요 요인은 강섬유 계수로 평가되었으며, 이를 근거로 한 강섬유 보강계수가 제안되었다. 또한 기 제안된 전단내력식을 평가한 결과, 신성우 제안식이 강섬유 비보강 보의 내력을 적절히 평가하는 것으로 나타났다. 따라서 신성우 제안식에 강섬유 계수를 곱한 강섬유 보강 콘크리트의 전단내력식이 회귀분석에 의하여 제안되었다.

• Computers and Concrete
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• 제4권5호
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• pp.377-402
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• 2007

The paper presents quasi-static plane strain FE-simulations of strain localization in reinforced concrete beams without stirrups. The material was modeled with two different isotropic continuum crack models: an elasto-plastic and a damage one. In case of elasto-plasticity, linear Drucker-Prager criterion with a non-associated flow rule was defined in the compressive regime and a Rankine criterion with an associated flow rule was adopted in the tensile regime. In the case of a damage model, the degradation of the material due to micro-cracking was described with a single scalar damage parameter. To ensure the mesh-independence and to capture size effects, both criteria were enhanced in a softening regime by nonlocal terms. Thus, a characteristic length of micro-structure was included. The effect of a characteristic length, reinforcement ratio, bond-slip stiffness, fracture energy and beam size on strain localization was investigated. The numerical results with reinforced concrete beams were quantitatively compared with corresponding laboratory tests by Walraven (1978).

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.85-92
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• 2015

횡방향 철근이 없는 RC와 PSC 보에서 축방향 인장력은 전단강도를 감소시키고, 축압축력은 전단저항력을 증가시킨다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 축력이 전단에 얼마만큼 영향을 미치고, 전단 저항성능에 어떠한 영향을 주는가에 대한 이해가 부족한 현실이다. 횡방향 보강철근이 없는 부재가 큰 압축력과 전단력을 받으면 첫 번째 경사균열이 일어나면서 그대로 취성파괴가 발생하기 때문에 상당히 보수적 관점을 유지하고 있다. 이런 배경에서 ACI의 복부전단강도는 경사균열각 ${\theta}$를 $45^{\circ}$로 하는 트러스모델을 사용하여 스터럽의 수직력과 축력효과를 반영하고 있다. 본 연구는 파괴역학을 근간으로 한 비선형 유한요소해석 프로그램 ATENA-2D (Cervenka, 2000)를 사용하여 철근콘크리트 보의 축력작용에 따른 검증을 수행한 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권4호
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• pp.336-342
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• 2014

전단보강근이 없는 고강도 콘크리트 보의 전단능력을 평가하기 위하여 전단경간비 2.4인 시험체를 콘크리트 압축강도 60MPa 이상의 4단계별로 제작하여 파괴하중과 전단응력을 기존의 국내외 설계기준과 비교하였다. 특히 적용가능한 한계콘크리트 압축강도 70MPa 이상인 경우 전단응력을 기존 제안식을 보정하지 않고 적용하여 실험결과와 비교하였다. 고강도 콘크리트 보의 전단파괴 강도를 결정하여 기존의 설계기준결과와 차이를 분석하고 시공현장에서 고려해야할 특기사항을 제안하고자 한다.