• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.1-9
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• 2017

원형 기둥의 나선철근은 축방향 철근의 위치 고정 및 좌굴방지와 코어콘크리트의 충분한 횡구속으로 기둥의 연성거동에 효과적인 역할을 한다. 각국은 기둥에 요구되는 연성을 확보하기 위하여 나선철근의 최소철근비를 제시하고 있다. ACI 318-14와 국내 콘크리트 구조설계 기준에서 제시하는 나선철근 최소철근비는 Richart et al.(1928)의 이론에 기초하여 개발되었으며 현재까지 사용되고 있다. 그러나 Richart et al.(1928)의 이론은 현대의 고강도 콘크리트, 고강도철근 그리고 나선철근의 배근조건 등의 영향을 고려하지 못한다. 이 연구에서는 나선철근으로 구속된 철근콘크리트 원형 기둥의 내력회복 및 연성증진에 요구되는 나선철근에 대한 수정 최소철근비 산정식을 제시한다. 수정 최소철근비 산정식은 콘크리트 압축강도, 나선철근 항복강도, 기둥의 단면적, 나선철근 배근간격, 나선철근 직경의 영향을 고려하고 있다. 이 논문에서는 재료강도 및 나선철근 최적비를 변수로 한 실험체의 일축 압축실험을 통하여 ACI 318-14에 제시하는 나선철근 최소철근비 산정식의 타당성을 검토하고, 그 결과를 토대로 나선철근 최소철근비 산정식의 수정방안을 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.385-395
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• 2011

교량용 HSB 고성능 강재를 적용한 정모멘트부 강합성 복합단면 거더의 휨저항강도를 모멘트-곡률 해석법으로 산정하고 LRFD 휨저항강도 설계식에 의한 휨저항강도와 비교하여 기존 설계식의 적용성을 검토하였다. 강거더의 하부플랜지는 HSB800 강재를 상부플랜지와 복부판은 HSB600 강재를 적용하였다. 다양한 연성특성을 갖는 6,205개 단면을 임의추출법으로 선정하고 재료 비선형 모멘트-곡률 해석 프로그램을 이용하여 이들 단면에 대한 휨저항강도를 구하였다. 합성단면을 구성하는 콘크리트 재료는 CEB-FIP 모델로, HSB600 및 HSB800 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였으며 콘크리트 바닥판의 압축강도는 30MPa, 45MPa 및 60MPa를 고려하였다. HSB 강재를 적용한 강합성 복합단면 거더의 연성계수와 콘크리트 바닥판의 압축강도에 따른 휨저항강도 특성을 분석하였다. HSB 고성능강을 적용한 이종 복합단면 강합성 거더의 모멘트-곡률해석 결과, 현 AASHTO LRFD 정모멘트부 휨저항강도 산정식을 적용할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권4호
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• pp.161-168
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• 1994

반두께 P.C. 슬래브는 슬래브의 일부분(하부)을 프리캐스트로 제작하고 상부에 현장 콘크리트를 타설하는 공법으로서 반두께 슬래브가 휨변형을 일으킬 때 접합면사이에서는 수평전단력이 발생하게 된다. 본 연구에서는 이러한 수평전단력에 저항하기 위한 방법으로 스크랫치 방법을 도입하였다. 주요 변수로서는 상부콘크리트의 압축강도, 전단철근의 유무, 콘크리트 표면거칠기, 그리고 용접철망과 전단철근의 결합유무등으로 되어있다. 모든 실험체의 접합면의 면적(A$_c$)은 3,2000$cm^2$으로 동일하다. 실험결과, 콘크리트 표면처리 깊이가 증가할수록 전단강도는 증가하였으며 전단철근이 없이 표면거칠기만에 의해 수평전단강도를 확보할 수 있었다. 콘크리트의 압축강도가 증가함에 따라 수평전단강도는 증가하였다. 또한 전단강도를 예측하기 위한 전단계수 결정식을 도출하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제35권5호
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• pp.327-335
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• 2021

Microcracks can rapidly grow and develop in high-strength steels used in offshore structures. It is important to render these microcracks harmless to ensure the safety and reliability of offshore structures. Here, the dependence of the aspect ratio (As) of the maximum depth of harmless crack (a_hlm) was evaluated under three different conditions considering the threshold stress intensity factor (Δk_th) and residual stress of offshore structural steel F690. The threshold stress intensity factor and fatigue limit of fatigue crack propagation, dependent on crack dimensions, were evaluated using Ando's equation, which considers the plastic behavior of fatigue and the stress ratio. a_hlm by peening was analyzed using the relationship between Δk_th obtained by Ando's equation and Δk_th obtained by the sum of applied stress and residual stress. The plate specimen had a width 2W = 12 mm and thickness t = 20 mm, and four value of As were considered: 1.0, 0.6, 0.3, and 0.1. The a_hlm was larger as the compressive residual stress distribution increased. Additionally, an increase in the values of As and Δk_th(l) led to a larger a_hlm. With a safety factor (N) of 2.0, the long-term safety and reliability of structures constructed using F690 can be secured with needle peening. It is necessary to apply a more sensitive non-destructive inspection technique as a non-destructive inspection method for crack detection could not be used to observe fatigue cracks that reduced the fatigue limit of smooth specimens by 50% in the three types of residual stresses considered. The usefulness of non-destructive inspection and non-damaging techniques was reviewed based on the relationship between a_hlm, a_NDI (minimum crack depth detectable in non-destructive inspection), a_{cr N} (crack depth that reduces the fatigue limit to 1/N), and As.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.209-220
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• 2003

현장타설말뚝의 주변마찰력을 산정하기 위하여 Hoek-Brown 모델의 일반공식이 수정되었다. 원지반 상태를 고려하는 Hoek-Brown의 일반공식에 근거하여 본 연구에서 제안된 단위주변면마찰력의 산정기법은 이전 원지반 무결암의 일축 압축강도만을 고려하여 단위주면마찰력을 산정하는 방법에 비해 상당한 뛰어난 적용성을 보인다. 본 연구에서 제안된 방법을 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 단위주면마찰력에 대한 상한계와 하한계를 구성하는 것이 가능하며, 기존 문헌에 보고된 단위주면마찰력에 대한 시험결과의 대부분이 이 두 범위에 존재하는 것으로 확인되었다. 또한 제안된 방법을 통해 단위주면마찰력을 산정할 때 입력 변수에 대한 기본적인 가정만으로도 예측치와 측정치간에는 훌륭한 상관관계를 보였다. 여기서 도출된 상관관계식을 기존의 공식들과 비교한 결과 무결암의 강도가 작은 경우에는 Horvath와 Kenney의 제안식이, 그리고 암의 강도가 큰 경우에는 Rosenberg와 Journeaux의 제안식이 상관식과 근사한 결과를 보였다. 한편 GSI 및 구속압에 대한 영향분석을 수행한 결과 두 인자들과 정규화된 단위주면마찰력은 동반 상승하는 관계를 보였으며, 단위주면마찰력의 산정식이 멱함수의 형태일 경우에는 단위주면마찰력과 일축압축 강도 사이에 적용되는 계수는 GSI 및 구속응력에 따라 변하는 것으로 관측되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권4호
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• pp.149-159
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• 1996

최근의 건설 재료의 발전은 인공경량골재의 대량생산을 가능케 했으며 이를 사용한 경량고강도콘크리트의 발전을 가속화시켰다. 경량고강도콘크리트는 Dead Load를 감소시켜 건설비용을 경감시킬 뿐만 아니라 자중 감소로 인하여 지진 등에도 적절히 대응할 수 있는 재료이다. 그러나 대부분의 연구가 보통중량 골재를 사용한 고강도 콘크리트에 대한 연구이고, 경량골재를 사용한 고강도콘크리트에 대해서는 그 연구 결과가 많지 않다. 일반적으로 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트의 압축강도, 인장철근비, 전단스팬비, 그리고 전단보강철근의 유무에 영향을 받는다고 한다. 이에 본 연구에서는 전단스팬비(a/d = 1.5, 2.5, 3.5, 4.5)와 전단보강철근( ${\rho}_8= 0%$, 1.136%)을 변수로 한 총 8개의 시험체를 가지고 경량고강도콘크리트의 전단거동에 관한 특성을 규명하고자 전단실험을 행했다. 실험결과들은 ACI 규준식 및 Zsutty의 제안식과 비교 검토되었다. 그 결과 ACI(11-3)식과 (11-6)식은 경량콘크리트 보에서도 적용 가능하고, 또한 Zsutty 의 제안식도 전단스팬비(a/d)가 1.5인 경우를 제외하고는 적용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.69-76
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• 2001

현장타설 경량기포콘크리트는 경량성, 단열성, 흡음성, 시공성, 경제성 등이 우수하여 온돌바닥의 단열용 또는 채움용으로 사용되고 있다. 그러나, 경량기포콘크리트의 품질확보를 위한 세부기술개발이 미흡하여, 현장에서의 품질관리방법을 정립할 필요가 있으며, 이를 위하여 경량기포콘크리트의 물리적 성질 및 상호관계에 대한 구명이 요구된다. 본 연구는 시멘트 중량의 40%를 플라이애시로 치환한 FA기포콘크리트를 온돌 채움용으로 사용할 경우의 품질관리 방안을 확립하기 위한 것으로서, 굳지 않은 경량기포콘크리트의 플로우, 기포슬러리 비중, 기포율 간의 상호관계 및 경화전 물성과 경화후 물성(겉보기 비중, 28일 압축강도) 간의 상호관계를 구명하였으며, 7일 압축강도를 이용하여 28일 압축강도를 조기에 추정하기 위한 관계식을 제시하고, 또한 현장타설용 기포콘크리트에 대한 KS 규격 개선안을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.89-97
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• 1999

본 연구에서는 전단보강비율에 따른 고강도경량 철근콘크리트보의 전단거동을 규명하기 위하여 15개의 실험체를 제작하여 실험하였다. 실험변수는 전단스팬비(a/d=2.5, 3.5, 4.5)와 전단보강근비($0{\sim}1.0_{ACI}{\rho}_v$)이고 큰크리트의 압축강도 (439kg/$cm^2$)와 주철근비(0.02023)는 일정하게 하였다. 실험결과, ACI 규준식은 고강도경량 철근콘크리트보에서 큰크리트의 전단내력은 과소평가하는 반면 전단보강근의 전단내격은 과대평가하는 것으로 나타났다. 큰크리트의 전단강도($V_{cr}$)식에서 경량콘크리트에 대한 추가적인 전단강도저감계수 ${\lambda}$=0.85는 경량콘크리트의 고강도화에 따라서 다소 상향조정하여 사용할 필요가 있는 것으로 보인다. 또한, 전단보강근의 전단강도는 보통중량콘크리트보와 같이 전단보강비율에 직선적으로 비례하는 것이 아니라 그 제곱근에 비례하는 경향을 보였으며, 따라서 고강도경량 철근콘크리트보에서 전단보강근의 유효성(전단보강의 효과)은 보통중량콘크리트에 비해 떨어진다고 볼 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권4호
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• pp.563-581
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• 2011

Many novel materials, developed in recent years, have obvious properties with different modulus of elasticity in tension and compression. The ratio of their tensile modulus to compressive modulus is as high as five times. Nowadays, it has become a new trend to study the mechanical properties of these bimodular materials. At the present stage, there are extensive studies related to the strength analysis of bimodular structures, but the investigation of the buckling stability problem of bimodular rods seems to cover new ground. In this article, a semi-analytical method is proposed to acquire the buckling critical load of bimodular slender rod. By introducing non-dimensional parameters, the position of neutral axis of the bimodular rod in the critical state can be determined. Then by combining the phased integration method, the deflection differential equation of bimodular pin-ended slender rod is deduced. In addition, the buckling critical load is obtained by solving this equation. An example, which is conducted by comparing the calculation results between the three of the methods including the laboratory tests, numerical simulation method and the method we developed here, shows that the method proposed in the present work is reliable to use. Furthermore, the influence of bimodular characteristics on the stability is discussed and analyzed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권2호
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• pp.207-224
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• 2022

The mechanical behavior of prestressed concrete haunched beams (PSHBs) was investigated in depth using a finite element modeling technique in this study. The efficiency of finite element modeling was investigated in the first stage by taking into account a previous study from the literature. The first stage's findings suggested that finite element modeling might be preferable for modeling PSHBs. In the second stage of the research, a comprehensive parametric study was carried out to determine the effect of each parameter on PSHB load capacity, including haunch angle, prestress level, compressive strength, tensile reinforcement ratio, and shear span to depth ratio. PSHBs and prestressed concrete rectangular beams (PSRBs) were also compared in terms of capacity. Stochastic analysis was used in the third stage to define the uncertainty in PSHB capacity by taking into account uncertainty in geometric and material parameters. Standard deviation, coefficient of variation, and the most appropriate probability density function (PDF) were proposed as a result of the analysis to define the randomness of capacity of PSHBs. In the study's final section, a new equation was proposed for using symbolic regression to predict the load capacity of PSHBs and PSRBs. The equation's statistical results show that it can be used to calculate the capacity of PSHBs and PSRBs.