본 연구에서 검토된 슬래브는 트러스 철근이 설치된 하프 프리캐스트 콘크리트(PC) 슬래브로서, 이러한 슬래브의 내력평가에 대한 몇몇 연구결과가 소개되었다. 하지만 합성슬래브의 내력평가에 대한 연구가 대부분이고 하프PC슬래브의 내력평가에 대한 연구는 적으며 특히, 트러스 높이에 따른 슬래브의 구조성능에 관한 연구는 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 트러스 철근이 설치된 하프PC슬래브의 구조성능을 검토하기 위하여 트러스 철근의 높이가 다른 세 종류의 슬래브를 제작하여 휨 실험을 실시하였다.
본 연구는 다양한 건설 구조물 중 휨 응력을 받는 부재인 슬래브, 거더 등에 FRP(Fiber Reinforced Polymer) 박스부재를 적용하기 위한 기초 실험적 연구이다. 조립이 가능한 FRP 부재를 제작하여 FRP 박스부재의 대형단면으로서의 연결 후 압축파괴 거동 특성을 분석하기 위하여 다양한 조건으로 실험을 수행하였다. FRP 박스부재의 상부에 충진재와 하중재하 방법 및 연결형태에 따른 압축파괴 거동 실험을 실시하였으며, 이를 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 실험결과와 비교한 결과 강성이 약간 낮게 조사되었으나 시험체의 파괴지점에 응력이 집중되는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서 내부 공간을 확장시키기 위한 평면확장형 공동주택 리모델링에 있어서 기존 슬래브와 신규 슬래브 접합부의 횡방향 하중 전달 성능을 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 슬래브의 접합연결재로 후 매립 Dowel 철근을 사용하였다. 기존 슬래브는 철거 예정인 기존 아파트로부터 채취하였으며, 휨성능을 향상시키기 위하여 탄소판(CFRP)으로 보강하였다. 실험결과로부터 후 매립 Dowel 철근으로 접합된 접합부 실험체가 최종파괴 시까지 완전합성거동을 하는 것을 확인하였으며, 충분한 극한성능 및 사용성능을 확보하고 있음을 알 수 있었다.
Rhee, Inkyu;Kim, Jin Hee;Park, Sang Hee;Lee, Sungho;Ryu, Bong Ryeul;Kim, Yoong Ahm
Carbon letters
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제23권
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pp.22-29
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2017
The compressive strength and electrical resistance of pitch-based carbon fiber (CF) in cementitious materials are explored to determine the feasibility of its use as a functional material in construction. The most widely used CFs are manufactured from polyacrylonitrile (PAN-based CF). Alternatively, short CFs are obtained in an economical way using pitch as a precursor in a melt-blown process (pitch-based CF), which is cheaper and more eco-friendly method because this pitch-based CF is basically recycled from petroleum residue. In the construction field, PAN-based CFs in the form of fabric are used for rehabilitation purposes to reinforce concrete slabs and piers because of their high mechanical properties. However, studies have revealed that construction materials with pitch-based CF are not popular. This study explores the compressive strength and electrical resistances of a cement paste prism using pitch-based CF.
This paper proposes a Global-Local Analysis Method (GLAM) to assess the progressive collapse of steel framed structures under fire-induced column failure. GLAM obtains the overall structural response by combining dynamic analysis of the heated column (local) with static analysis of the overall structure (global). Test results of two steel frames which explicitly consider the dynamic effect during fire-induced column failure were employed to validate the proposed GLAM. Results show that GLAM gives reasonable predictions to the test frames in terms of both whether to collapse and the displacement verse temperature curves. Besides, several case studies of a two-dimensional (2D) steel frame and a three-dimensional (3D) steel frame with concrete slabs were conducted by using GLAM. Results show that GLAM gives the same collapse predictions to the studied cases with nonlinear dynamic analysis of the whole structure model. Compared with nonlinear dynamic analysis of the whole structure model, GLAM saves approximately 70% and 99% CPU time for the cases of 2D and 3D steel frame, respectively. Results also show that the load level of a structure has notable effects on the restraint condition of a heated column in the structure.
Rong, Chong;Tian, Wenkai;Shi, Qingxuan;Wang, Bin;Shah, Abid Ali
Structural Engineering and Mechanics
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제83권1호
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pp.19-29
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2022
The angle steel frame confined concrete columns (ASFCs) are an emerging form of hybrid columns, which comprise an inner angle steel frame and a concrete column. The inner angle steel frame can provide axial bearing capacity and well confining effect for composite columns. This paper presents the experimental and theoretical studies on the seismic behaviour of ASFCs. The experimental study of the 6 test specimens is presented, based on the previous study of the authors. The theoretical study includes two parts. One part establishes the section analysis model, and it uses to analyze section axial force-moment-curvature. Another part establishes the section moment-curvature hysteresis model. The test and analysis results show that the axial compression ratio and the assembling of steel slabs influence the local buckling of the angle steel. The three factors (axial compression ratio, content of angle steel and confining effect) have important effects on the seismic behaviour of ASFCs. And the theoretical model can provide reasonably accurate predictions and apply in section analysis of ASFCs.
프리캐스트 바닥판들의 이음부에 발생하는 교축방향 인장응력을 제어하고, 이음부의 누수 등을 방지하기 위하여 교축 방향으로 프리스트레스를 도입한다. 효과적인 압축력 도입을 위하여 합성 전에 프리캐스트 바닥판에 압축력을 도입한다. 이때 프리캐스트 바닥판에 존재하는 전단포켓으로 인하여 바닥판에 균일한 압축력 도입이 어렵고, 전단포켓의 주변 콘크리트에 국부적인 응력집중이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 서로 다른 4가지 형상의 전단포켓을 갖는 프리캐스트 바닥판에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과 전단포켓의 모서리 부분이 원형인 전단포켓이 응력집중이 가장 작은 것으로 나타났다.
경간 40m~100m 정도 경간에 대해 일반적으로 강 박스 거더교에 대한 설계가 이루어지고 있다. 상부구조의 자중을 줄이기 위해서 복합트러스 교량에서 복부의 콘크리트 웹 대신에 강 사재가 사용되고 있다. 이러한 복합트러스 교량의 설계 시 가장 중요한 부분 중의 하나가 콘크리트 상 하부를 연결하는 연결부의 형태이다. 이러한 접합부는 외부에서 작용하는 조합하중을 분담해야하는데, 아직 이러한 접합구조에 대한 명확한 설계기준이 없는 실정이다. 한계상태에서 격점부의 하중전달에 대한 명확한 연구와 설계방법에 대한 조사가 필요하다. 콘크리트 상 하부를 연결하는 격점부 사재는 다양한 연결형태가 있다. 이번 논문에서는 거셋 플레이트에 용접되어진 그룹 스터드 연결재에 관한 연구가 수행되었다. 25mm 절곡 스터드를 사용하여 수행된 전단실험을 통하여 현재의 스터드 간 최소기준 간격을 만족하는 상태에서는 현재의 설계 규정을 사용할 수 있음을 밝혔다. 휨-전단 실험을 통해서는 조합하중이 작용하는 격점부의 상세를 개선하였다. 격점부의 인발강도를 증진시키기 위해서 절곡 스터드가 제안되었고 그룹 스터드의 최 외측 스터드에 적용되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 복합 트러스 교량의 개선된 격점부 상세가 개선되고 설계 방안이 제안되었다.
본 연구는 법랑소주의 말단과 측면에 대한 3단계, 2단계 및 단일 단계 접착제의 미세전단 결합강도를 상호 비교하였다. 발거된 상$\cdot$하악 대구치를 근, 원심 방향으로 1mm 두께가 되도록 절단하였다. 시편 중 협면과 설면 중앙부의 최 외층을 법랑소주의 말단이 노출된 시편으로 이용하였고, 내측에서 얻어진 시편을 법랑소주의 측면이 노출된 시편으로 이용하였다. 사용된 접착제에 따라 4개의 군 (1군 All-Bond 2, 2군: Single Bond, 3군: Tyrian SPE/One-Step Plus, 4군: Adper Prompt L-Pop)으로 분류하였다. 각 군당 법랑소주의 말단과 측면이 노출된 시편을 각각 7개씩 선택하여 각각의 접착제와 Tygon tube를 이용하여 복합레진을 접착한 후, universal testing machine에서 분당 1 mm의 crosshead speed의 전단하중을 가하여 미세전단 결합강도를 측정하였다. 각 군의 미세전단 결합강도를 통계학적으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 법랑소주 말단에 대한 미세전단 결합강도는 2군과 4군이 1군과 3군보다 통계학적으로 높게 나타났다 (p<0.05) 2. 법랑소주 측면에 대한 미세전단 결합강도는 2군은 1군, 3군, 4군보다 그리고 4군은 1군보다 통계학적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 3. 모든 군에서 법랑소주 말단에 대한 미세전단 결합강도는 법랑소주 측면에 대한 결합강도보다 통계학적으로 높게 나타났다 (p<0.05).
이 연구에서는 고인성 압출성형 ECC 패널을 이용한 철근콘크리트 복합바닥슬래브 시스템을 개발하였다. 철근콘크리트 슬래브에서의 균열은 특히 주차장, 지하구조물, 및 빌딩구조물 등에서 종종 실제적으로 문제가 되곤 한다. 프리캐스트 제품으로 압출성형 공정에 의해 제조된 ECC 패널은 균열을 제어하는 고품질의 측면에서 뿐만 아니라 ECC 패널이 현장타설 콘크리트와 함께 무거푸집 또는 하프프리캐스트 공법을 실현할 수 있으므로 콘크리트 슬래브 공사의 적용에도 장점이 있다. 개발된 바닥슬래브 시스템은, 두께 10 mm의 압출성형 ECC 패널을 슬래브 하부에 두고, 그 위에 철근을 조립 및 설치한 후, 마지막으로 현장타설의 콘크리트를 후타설하여 만들어지도록 구성되어 있다. 개발된 슬래브 시스템의 성능검증을 위해 기존 철근콘크리트 슬래브와 비교하여 4점 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 압출성형 ECC 패널을 적용한 바닥구조 시스템은 휨 균열 제어와 내력 향상 등에서 우수한 것으로 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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