• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권3A호
• /
• pp.329-336
• /
• 2010

이 논문에서는 경간장이 30 m인 표준 PSC I 거더의 정착부 거동을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 현재 사용되고 있는 표준 PSC I 거더의 정착부 파열보강철근은 텐던 긴장으로 인한 단부 콘크리트의 응력흐름을 정확히 반영하지 못 한 채 설계되었고, 과대보강으로 인해 콘크리트 타설 시 작업성이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 따라서 이 논문에서는 표준 PSC I 거더와 동일한 단면을 갖는 실험체 3개를 제작하여 인장실험을 수행하였다. 각 실험체의 파열보강철근은 100 mm, 200 mm, 300 mm 간격의 격자형으로 배근되었다. 실험결과, 파열균열 긴장력은 모든 실험체에서 설계 긴장력의 1.6배 내외로 나타났고, 파열균열은 정착단부 내부에서 수직방향으로 발생하였다. 또한 설계 긴장력의 2.7배까지 긴장력을 도입한 결과, 파열보강철근 간격이 300 mm인 실험체의 일부 수평방향 파열보강철근만 항복되었다. 따라서 표준 PSC I 거더의 정착부 파열보강철근은 도로교설계기준에서 제한하고 있는 최대 간격 300 mm를 만족시키는 것만으로도 파열력에 대한 안전성을 충분히 확보할 수 있음을 확인하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제34권12호
• /
• pp.21-26
• /
• 2018

For evaluating equations of bursting force in different codes, comparative study of the formulas was conducted. Because the equations does not consider variables such as shape of anchorages and duct, a relation between the bursting forces and the variables has to be analyzed. In this paper, the bursting forces equation was proposed by finite element analysis. As evaluation through comparison of the proposed equation with the previous ones and an experiment, it was figured out that bursting force computed by the proposed equation could be used for design of reinforcement in the anchorage zone.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제5권6호
• /
• pp.803-815
• /
• 1997

It is well understood that concentrated forces applied in the plane of a beam or panel (such as a wall or slab) lead to splitting forces developing within a disturbed region forming beyond the bearing zone. In a linearly elastic material the length of the disturbed region is approximately equal to the depth of the member. In concrete structures, however, the length of the disturbed region is a function of the orthotropic properties of the concrete-steel composite. In the detailing of steel reinforcement within the disturbed regions two limit states must be satisfied; strength and serviceability (in this case the serviceability requirement being acceptable crack widths). If the design requires large redistribution of stresses, the member may perform poorly at service and/or overload. In this paper the results of a plane stress finite element investigation of concentrated loads on reinforced concrete panels are presented. Two cases are examined (i) panels loaded concentrically, and (ii) panels loaded eccentrically. The numerical investigation suggests that the bursting force distribution is substantially different from that calculated using elastic design methods currently used in some codes of practice. The optimum solution for a uniformly reinforced bursting region was found to be with the reinforcement distributed from approximately 0.2 times the effective depth of the member ($0.2D_e$) to between $1.2D_e$ and $1.6D_e$. Strut and tie models based on the finite element analyses are proposed herein.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 2020

In this study, the design of anchorage zone for unbonded post-tensioned concrete beam with single tendons of ultimate strength 2400MPa was evaluated to verify that the KDS 14 20 60(2016) and KHBDC 2010 codes are applicable. The experimental results showed that the bursting force equation of current design codes underestimated bursting stress measured by test, because the KDS 14 20 60(2016) and KHBDC 2010 propose the location of the maximum bursting force 0.5h which is the half of the height of member regardless of stress contribution. Although the allowable bearing force calculated by current design codes was not satisfied the prestressing force, the cracks and failure in anchorage zone was not observed due to the strengthening effect of anchorage zone reinforcement.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.1349-1360
• /
• 2013

현재 사용되는 보통 콘크리트를 이용한 PS 정착부는 응력 집중에 의한 복잡한 배근상세로 단면이 커지고, 인장응력에 저항하기 위한 추가적인 철근이 많이 배근되어 시공성이 저하된다. 그러나, 최근 개발된 UHPC를 PS 부재에 적용할 경우 높은 강도와 우수한 역학적 특성으로 인해 단면 축소 및 PS 정착부의 복잡한 배근상세를 단순화 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 이 논문에서는 UHPC 재료의 역학적 특성을 적용하여 보통 콘크리트에 비해 단면을 축소하고 별도의 정착장치와 구속철근이 없는 PS 정착부의 역학적 거동을 유한요소해석 방법을 이용하여 수행하였다. 그 결과, 최대 파열응력은 수직균열에 의한 파괴없이 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하였으며, 발생위치는 단면 폭의 0.2배 되는 위치에서 발생하였다. 또, 도로교설계기준에서 제시된 근사해법의 파열력과 유한요소해석 결과를 비교한 결과 구속철근 보강 없이도 파열력에 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하는 결과를 확인 할 수 있었다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제17권6호
• /
• pp.863-878
• /
• 2004

Steel corrosion in reinforced concrete structures leads to concrete cover cracking, reduction of bond strength, and reduction of steel cross section. Among theses consequences mentioned, reduction of bond strength between reinforcement and concrete is of great importance to study the behaviour of RC members with corroded reinforcement. In this paper, firstly, an analytical model based on smeared cracking and average stress-strain relationship of concrete in tension is proposed to evaluate the maximum bursting pressure development in the cover concrete for noncorroded bar. Secondly, the internal pressure caused by the expansion of the corrosion products is evaluated by treating the cracked concrete as an orthotropic material. Finally, bond strength for corroded reinforcing bar is calculated and compared with test results.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.105-110
• /
• 2018

A concrete docking hose of pump car's boom pipe line have been used in many construction sites. They are long structures with continuous cornering, similar to a trunk of the elephant, characterized by a very high pressure resistance of 20MPa. They need flexible materials and structure in order to move the hose smoothy. But commercial concrete hose is hard to handle and heavy owing to adaption of steel reinforcement. In this study, it is tried an experimental approach to the characteristic of inner rubber layer and abrasion resistance. Also, we are investigated the bursting pressure according to the reinforcement of the hose and propose the usefulness of the hose reinforced with high strengthened aramid fiber.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.1125-1146
• /
• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제31권1호
• /
• pp.39-46
• /
• 2018

본 논문에서는 상용프로그램을 이용한 유한요소해석을 통하여 포스트텐션 정착구역에서 보다 효율적인 응력분산이 가능한 비부착식 단일 강연선용 포스트텐션 정착구 형상을 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 정착구 형상을 구성하는 각 부분의 변수해석을 수행하였다. 본 연구에서 제안한 정착구 형상을 사용하였을 때 발생하는 최대파열응력이 기존의 정착구를 사용한 경우와 비교하여 정착구역내의 최대파열응력이 감소함을 확인하였다. 또한 본 연구의 정착구 형상을 사용하는 경우 최대파열응력 산정을 위해 AASHTO 및 기존 연구자들의 파열력 산정식을 통해 산출된 파열력을 비교 및 분석하였다. 그 결과 정착구 형상에 따른 위치계수를 수정한 파열력 산정식을 적용할 경우 정착구역이 효율적인 보강설계가 가능할 것으로 판단되었다.