• Computers and Concrete
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• 제22권2호
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• pp.249-259
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• 2018

This paper presents Artificial Neural Network (ANN) models for evaluating bond strength of deformed, plain and cold formed bars in low strength concrete. The ANN models were implemented using the experimental database developed by conducting experiments in three different universities on total of 138 pullout and 108 splitting specimens under monotonic loading. The key parameters examined in the experiments are low strength concrete, bar development length, concrete cover, rebar type (deformed, cold-formed, plain) and diameter. These deficient parameters are typically found in non-engineered reinforced concrete structures of developing countries. To develop ANN bond model for each bar type, four inputs (the low strength concrete, development length, concrete cover and bar diameter) are used for training the neurons in the network. Multi-Layer-Perceptron was trained according to a back-propagation algorithm. The ANN bond model for deformed bar consists of a single hidden layer and the 9 neurons. For Tor bar and plain bars the ANN models consist of 5 and 6 neurons and a single hidden layer, respectively. The developed ANN models are capable of predicting bond strength for both pull and splitting bond failure modes. The developed ANN models have higher coefficient of determination in training, validation and testing with good prediction and generalization capacity. The comparison of experimental bond strength values with the outcomes of ANN models showed good agreement. Moreover, the ANN model predictions by varying different parameters are also presented for all bar types.

• Advances in concrete construction
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• 제14권5호
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• pp.331-339
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• 2022

Geopolymer concrete (GPC) is one of the best substitute materials for conventional concrete in construction. The conventional concrete provided by Portland cement has a detrimental influence on the environment during its production. In this study, the bond strength, which is an important structural property, of deformed steel bars with slag-based GPC was measured. In accordance with the ASTM C234 procedure, bond strength was measured on 18 specimens of slag-based GPC with three sizes of steel bars and different embedded lengths. Two groups of GPC specimens with different compressive strengths, which were cured under ambient conditions, were tested. The results indicated that the bar diameter has a great effect on the bond strength, and the bond strength behavior of the slag-based GPC is comparable with that of conventional concrete. The ACI-318 Code for the bond strength of ordinary Portland cement concrete can be used conservatively to determine the bond strength of the GPC reinforced with deformed steel bars.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.124-127
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• 2004

This study is to investigate the bond characteristics of glass fiber reinforced polymer(GFRP) reinforcing bars in concrete by pullout test experimentally. Three different types of GFRP bars with different surface deformations were considered in this study. Also, standard deformed steel reinforcing bar with or without epoxy-coating were included for the comparisons of bond strength. All test procedures including specimens preparation, test apparatus and measuring devices were made according to the recommendation of CSA(Canadian Standards Association) Standard S806-02. From the test results, it was found that small surface indentations contributed to increase the bond strength of GFRP bar significantly. Based on the limited test results till now, the bond strength of GFRP bar with sand-coated deformation commercially available in foreign market is around $80\%$ of that of steel deformed bars.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.112-121
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• 2013

FRP 보강근을 사용한 경량콘크리트 구조체는 부식방지 및 자중감소의 효과를 동시에 기할 수 있는 이점이 있어서 추후 그 활용이 기대될 수 있다. 그러나 경량콘크리트와 FRP 보강근을 사용하여 보강근의 내부슬립 없이 외력에 저항할 수 있는 구조체를 만들기 위해서는 경량콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 그동안 보통콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착거동에 대하여는 많은 연구가 있어 왔으나 경량콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착거동에 대하여는 현재까지 연구결과가 대단히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 경량콘크리트와 보강근 표면에 나선형태의 이형을 갖는 GFRP 보강근 사이의 부착특성을 조사하였다. 비교목적으로 보강근 종류, 콘크리트 종류, 경량콘크리트 강도종류의 실험변수를 고려하여 인발실험체들을 제작하고 실험을 행하였다. 실험분석 결과, 보통콘크리트와 철근을 사용한 실험체의 부착강도를 1.0으로 하였을 때 경량콘크리트와 나선형태의 이형을 갖는 GFRP 보강근을 사용한 실험체의 부착강도는 0.49로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.270-273
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• 2006

Bond between reinforcing bar and the surrounding concrete is made up of three components. There are chemical adesion, friction, and mechanical interaction between the rib of the bar and the surrounding concrete. bond of deformed bars depends primarily on the beraing of rib deformation anainst the surrounding concrete. The final objective of the study is to enhance structural stability, and workability thorough increasing the bond strength between deformed bar and surrounding concrete. The results of this study will be used to shorten bond and development length by $20{\sim}30$ percent and it will facilitate to use of high strength and high-relative rib area bars.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제16권4호
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• pp.469-478
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• 2003

The primary aim of this study was to investigate the bond strength between reinforcement and concrete. Large sized nine beams, which were produced from concrete with approximately ${f_c}^{\prime}=30$ MPa, were tested. Each beam was designed to include two bars in tension, spliced at the center of the span. The splice length was selected so that bars would fail in bond, splitting the concrete cover in the splice region, before reaching the yield point. In all experiments, the variable used was the reinforcing bar diameter. In the experiments, beam specimens were loaded in positive bending with the splice in a constant moment region. In consequence, as the bar diameter increased, bond strength and ductility reduced but, however, the stiffnesses of the beams (resistance to deflection) increased. Morever, a empirical equation was obtained to calculate the bond strength of reinforcement and this equation was compared with Orangun et al. (1977) and Esfahani and Rangan (1998). There was a good agreement between the values computed from the predictive equation and those computed from equations of Orangun et al. (1977) and Esfahani and Rangan (1998).

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.165-173
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• 2008

철근콘크리트구조물의 거동에서 가장 중요한 요구사항 중의 하나는 철근과 콘크리트 상호간의 합성 거동을 위한 부착 성능의 확보이며, 순환골재 콘크리트를 구조체로 적용하기 위해서는 순환골재와 철근의 부착 거동을 구명하는 것이 매우 중요한 요소로 등장하게 된다. 이러한 분석에 따라 본 연구에서는 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근 상호간의 부착거동을 평가하기 위하여 총 36개의 시험체를 제작하여 압축인발 실험을 수행하였다. 연구를 수행함에 있어 실험에 사용된 변수는 0, 30, 60, 100%의 4가지의 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 방향 및 위치 (상단근, 하단근)로 하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 실험 결과를 종합해 보면, 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근간의 부착강도는 실험에 사용된 변수인 철근의 배근방향/위치 및 순환굵은골재 치환율에 따라서 그 영향이 상호 다르게 나타나는 것으로 파악되었다. 즉, 수직배근된 철근의 경우는 순환골재의 치환율에 관계없이 상호 유사한 값을 나타내고 있는 반면, 수평 배근된 시험체의 경우는 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 순환골재의 치환율 변화에 따라 콘크리트 침하량의 차이가 발생되며 추가적으로 상부철근을 통과하지 못한 기포의 영향으로 인해 부착면적이 감소되었기 때문인 것으로 판단되며, 이로 인하여 HU type 시험체의 최대부착응력이 다른 시험체에 비하여 현저히 작은 것으로 나타났다. 따라서 순환골재 콘크리트를 포함하여 철근과 콘크리트의 부착강도 평가를 위한 기존의 규준식에서 철근의 위치에 따른 기여도를 재검토할 필요성이 있을 것으로 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제16권3호
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• pp.449-466
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• 2015

This paper aims to study the local bond stress-slip behavior of reinforcing bars embedded in lightweight aggregate concrete (LWAC). The experimental variables of the local bond stress-slip tests include concrete strength (20, 40 and 60 MPa), deformed steel bar size (#4, #6 and #8) and coarse aggregate (normal weight aggregate, reservoir sludge lightweight aggregate and waterworks sludge lightweight aggregate). The test results show that the ultimate bond strength increased with the increase of concrete compressive strength. Moreover, the larger the rib height to the diameter ratio ($h/d_b$) of the deformed steel bars is, the greater the ultimate bond stress is. In addition, the suggestion value of the CEB-FIP Model Code to the LWAC specimen's ultimate bond stress is more conservative than that of the normal weight concrete.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.239-243
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• 2003

A reducing bearing angle theory for bond of ribbed reinforcing bars to concrete is proposed to simulate experimental observation. Analytical expressions to determine bond strength for splitting and pullout failure are derived, where the bearing angle is a key variable. As bearing angle is reduced, splitting strength decreases and shearing strength increases. The proposed reducing bearing angle theory is effective to simulate damage of the deformed bar-concrete interface and understand bond mechanism of ribbed reinforcing steel in concrete structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.155-163
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• 2013

이 연구는 도넛형 이방향 중공슬래브에 매입된 이형철근의 부착특성 및 부착강도 산정을 위한 기초적인 연구이다. 도넛형 이방향 중공슬래브의 철근 부착특성 및 부착강도 산정을 위해 pull-out test를 수행하였다. 도넛형 중공형성체는 슬래브 내부에 배치되어 철근과 중공형성체 사이에 내부의 피복이 형성된다. 이러한 내부피복두께는 외부피복두께보다 상대적으로 작은 피복두께를 가지며 중공형상에 따라 $2.5d_b$보다 작은 내부피복두께가 형성되기 때문에 철근의 부착에 영향을 미치게 된다. 또한 중공형성체가 일정 간격으로 떨어져 배치되어 있으므로 인장철근을 감싸고 있는 피복두께의 조건이 철근의 길이방향으로 변하게 된다. 따라서 도넛형 이방향 중공슬래브의 부착특성을 알아보기 위해서 중공형성체 형상에 따라 부착구간을 구분하였다. 구간별로 내부피복두께에 따른 부착응력-슬립 관계를 확인하였으며, 중공형성체 전 구간에 걸친 부착응력분포를 확인하여 철근의 길이방향에 따른 부착응력의 발현정도를 확인하였다. 또한 구간별 부착응력-슬립 관계를 기반으로 하여 도넛형 중공슬래브의 부착강도를 산정할 수 있는 부착강도 산정 방법을 제안하였다.