• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.159-168
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• 2009

본 연구에서는 기존의 연구방법을 개선한 프리스트레스가 도입된 아라미드 스트랩으로 횡 구속된 RC 원형기둥의 일축압축 거동에 대하여 강도와 변위에 의한 강성 및 구속효과에 대하여 연구하였으며, 그 프리스트레싱 보강방법 및 과정에 대하여 비교적 상세히 소개하였다. 이 방법으로 보강된 기둥의 파괴형태는 초기 능동 구속압의 작용으로 인하여 변위 증가율이 매우 낮으며 이후 최종 파괴시까지도 그 형상이 유지되는 매우 안정적인 파괴형태를 보이게 된다. 파괴하중 비교 결과 일반 RC 기둥과 비교하여 73% 이상 강도증진 효과를 나타내었다. 또한 변형 증가율이 매우 작으며 이로 인한 변위구속효과가 매우 우수함을 확인할 수 있었다. 기존의 보강방법 (CFS, GFS)과의 비교를 통하여, 상대적으로 작은 면적으로 우수한 강도증진을 보이며 강성증가로 인한 구속효과 역시 우수하며 체적 증가율도 팽창하지 않는 결과를 보였다. 특히, 콘크리트 팽창 이후부터 발휘되는 기존 방법의 구속효과와는 달리, 초기부터 도입되는 프리스트레스트 긴장력에 의한 초기변형 구속효과가 매우 탁월하며, 최종 파괴시까지 체적 변형률이 팽창하지 않는 안정적인 결과를 나타낸다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.48-58
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• 2014

본 연구에서는 1992년 도로교설계기준의 내진설계도입 이전 규정에 따라 설계, 시공된 교각의 축소 모델을 실험체로 제작하여 원형기둥의 변위비에 따른 횡하중을 변위제어 방식으로 입력하여 준정적 방법을 통해 실험을 실시하였다. 연구에 적용한 보강재는 성능을 향상시킨 무기계 합금강인 Helical Bar로써 원형기둥 외부에 보강 후 실내실험을 통하여 파괴거동, 하중-변위 관계, 연성도 평가 및 에너지 평가를 실시하였다. 실험변수로는 위험단면 내에서 나선으로 보강한 보강재의 단면력의 크기와 나선보강의 간격, 보강형태로 두었으며, 준정적 실험을 통해 보강성능의 차이와 효과를 확인하였다. 실험결과 보강대상 부재의 성능에 따라 적절한 보강재의 단면력 크기결정과 보강간격 및 형식의 선정이 필요하며 기계적 보강재뿐만 아니라 고강도 콘크리트 피복으로의 치환으로도 보강성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.71-82
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• 2013

형상비 4.5인 축소모형 원형기둥 실험체 8개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비, 축방향철근비 (2.017%, 3.161%), 축력비 (0, 0.07, 0.15)이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.3352~0.8938%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 39.7~122.3%에 해당하며, 이는 내진설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열, 철근의 항복, 파단 등 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 교각의 파괴거동, 강도저감거동, 변위연성도에 대해 중점적으로 기술하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.47-52
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• 2001

Short reinforced concrete bridge piers are particularly susceptible to shear failure as a consequence of the high shear/moment ratio and conservatism in the flexural strength design of existing RC bridge pier, which were constructed before 1992. In addition, shear failure is brittle and involves rapid strength degradation. Inelastic shear deformation is thus unsuitable fur ductile seismic response. It is, however, believed that there are not many experimental research works fur shear failure of the existing RC bridge pier in Korean peninsula subjected to earthquake motions. The object of this research is to evaluate the seismic performance of existing circular RC bridge piers by the quasi-static test. Existing RC bridge piers were moderate seismically designed in accordance with the conventional provisions of Korea Highway Design Specification. This study has been performed to verify the effect of aspect ratio (column height-diameter ratio). Quasi-static test has been done to investigate the physical seismic performance of RC bridge piers, such as lateral force-displacement hysteric curve, envelope curve etc.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권5호
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• pp.533-549
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• 2020

Recently, Concrete-filled double skin steel tubular (CFDST) columns have proven an exceptional structural resistance in terms of strength, stiffness, and ductility. However, the resistance of these column members can be severely affected by the type of loading in which bending stresses increase in direct proportion with axial load and eccentricity value. This paper presents a non-linear finite element based modeling approach that studies the behavior of slender CFDST columns under biaxial loading. Finite element models were calibrated based on the outcomes of experimental work done by other researchers. Results from simulations of slender CFDST columns under axial loading eccentric in one direction showed good agreement with the experimental response. The calibrated models are expanded to a total of thirty models that studies the behavior of slender CFDST columns under combined compression and biaxial bending. The influences of parameters that are usually found in practice are taken into consideration in this paper, namely, eccentricity-to-diameter (e/D) ratios, slenderness ratios, diameter-to-thickness (D/t) ratios, and steel contribution ratios. Finally, an analytical study based on current code provisions is conducted. It is concluded that South African national standards (2011) provided the most accurate results contrasted with the Eurocode 4 (2004) and American Institute of Steel Construction (2016) that are found to be conservative. Accordingly, correction factors are proposed to the current design guidelines to provide more satisfactory results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.273-282
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• 2010

이 연구는 기존 모델에 대한 검증 및 국내에서 생산되고 있는 철근이 반복하중을 받는 경우의 파괴특성에 대한 적합한 모델을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이 논문은 철근콘크리트 하부구조(파일과 교각)에 배근된 축방향철근에 대한 저주파 피로 거동에 대한 모델링을 다루었고, 전체 81개의 저주파 피로 실험 데이터에 기초하여 저주파 피로 모델을 제안하였다. 제안된 저주파 피로 모델을 적용하여 비선형해석 프로그램을 개발하였고 원형 기둥 실험체에 대한 6개의 실험 결과를 대상으로 비선형 해석을 적용하고 제안모델의 정확성을 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.59-67
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• 2011

유리섬유복합관을 이용한 FRP-콘크리트 합성말뚝에 대하여 연직하중을 받는 FRP-콘크리트 합성말뚝의 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 분석하여 현장에 적용할 수 있는 효과적인 말뚝의 적용성을 평가하고자 한다. 이 연구에서는 CFFT 감재-콘크리트 합성말뚝과 FRP를 원주방향으로 보강한 FRP-콘크리트 합성말뚝(CFFT)과 관련하여 발생하는 문제점들을 완하시키기 위해 새롭게 제안된 콘크리트 채움 원형 FRP 말뚝(HCFFT)의 구조적 거동에 대한 실내시험을 통한 FRP-콘크리트 합성말뚝의 재료의 역학적 성질을 규명하여 해석 및 설계에 필요한 역학적 성질을 제시하였다. 아울러 실내시험 결과를 유한차분 수치해석 기법을 적용하여 연직하중 작용 시 단일말뚝인 경우 강관말뚝과 FRP-콘크리트 합성말뚝에 거동을 비교분석하여 적용성을 확인해 보았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진 설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열거동, 하중-변위 이력곡선, 에너지 소산 능력, 등가점성감쇠비, 잔류변형, 유효강성 등 내진성능의 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 실험결과들을 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준(한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.395-404
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• 2017

In this paper, the mechanical property of CFRP, BFRP, GFRP and their hybrid FRP was experimentally studied. The elastic modulus and tensile strength of CFRP, BFRP, GFRP and their hybrid FRP were tested. The experimental results showed that the elastic modulus of hybrid FRP agreed well with the theoretical rule of mixture, which means the property of hybrid composites are linear with the volumes of the corresponding components while the tensile strength did not. The bearing capacity, peak strain, stress-strain relationship of circular concrete columns confined by CFRP, BFRP, GFRP and hybrid FRP subjected to axial compression were recorded. And the confinement effect of hybrid FRP on concrete columns was analyzed. The test results showed that the bearing capacity and ductility of concrete columns were efficiently improved through hybrid FRP confinement. A strength model and a stress-strain relationship model of hybrid FRP confined concrete columns were proposed. The proposed stress-strain model was shown to be capable of providing accurate prediction of the axial compressive strength of hybrid FRP confined concrete compared with Teng et al. (2002) model, Karbhari and Gao (1997) model and Miyachi et al. (1999) model. The modified stress-strain model was also suitable for single FRP confinement cases and it was so concise in form and didn't have piecewise fitting, which would be easy for use in structural design.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권1호
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• pp.13-31
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• 2019

A nonlinear finite element model (FEM) using ATENA-3D software to simulate the axially compressive behavior of circular steel tube confined concrete (CSTCC) columns infilled with ultra high performance concrete (UHPC) was presented in this paper. Some modifications to the material type "CC3DNonlinCementitious2User" of UHPC without and with the incorporation of steel fibers (UHPFRC) in compression and tension were adopted in FEM. The predictions of utimate strength and axial load versus axial strain curves obtained from FEM were in a good agreement with the test results of eighteen tested columns. Based on the results of FEM, the load distribution on the steel tube and the concrete core was derived for each modeled column. Furthermore, the effect of bonding between the steel tube and the concrete core was clarified by the change of friction coefficient in the material type "CC3DInterface" in FEM. The numerical results revealed that the increase in the friction coefficient leads to a greater contribution from the steel tube, a decrease in the ultimate load and an increase in the magnitude of the loss of load capacity. By comparing the results of FEM with experimental results, the appropriate friction coefficient between the steel tube and the concrete core was defined as 0.3 to 0.6. In addition to the numerical evaluation, eighteen analytical models for confined concrete in the literature were used to predict the peak confined strength to assess their suitability. To cope with CSTCC stub and intermediate columns, the equations for estimating the lateral confining stress and the equations for considering the slenderness in the selected models were proposed. It was found that all selected models except for EC2 (2004) gave a very good prediction. Among them, the model of Bing et al. (2001) was the best predictor.