• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.917-920
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• 2008

ECC는 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 통하여 균열의 폭을 제어함으로써 미세한 다중 균열(multiple cracking)을 발생시키면서 인장변형률 경화 거동을 보이는 섬유복합재료이다. 따라서 다중 균열과 인장변형률 경화 거동을 보일 수 있도록 마이크로역학에 기반하여 재료를 설계한다. 이 연구에서는 ECC의 다중 균열과 변형률 경화 거동을 모사할 수 있는 해석 방법을 제시하고자 한다. 이 과정에서 균열 면에서 이론적으로 유도된 가교응력-개구변위 관계에서 섬유의 방향과 유효 섬유의 개수를 고려하여 수정된 응력-변위 관계를 사용하였으며, 매트릭스 및 섬유-매트릭스 계면의 불확실성을 고려하기 위하여 각 요소의 매트릭스 균열 강도(${\sigma}_{fci}$) 및 탄성계수($E_{ci}$), 균열면 최대응력(${\sigma}_{Bi}$) 및 변위(${\delta}_{Bi}$), 계면의 화학적 부착에 의한 균열면의 초기응력(${\sigma}_{0i}$), 균열 간격(${\alpha}_cX_d$)이 일정 범위 내에서 무작위로 선택되도록 하였다. 해석결과 변형률 경화거동 및 최대 변형률을 충분히 모사할 수 있는 것으로 나타났으며, 균열 개수 및 균열면의 강성이 해석의 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.25-28
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• 2008

교량건설 기간의 단축과 공사비 절감의 효과를 가지고 있는 조립식 교량에 대한 연구가 최근 국내에서 활발히 수행되고 있으며, 선진국에서는 조립식 교량의 부품 부재 및 시공 기술이 이미 개발되어 현장에 보급되고 있다. 프리캐스트 바닥판을 주형에 고장력 볼트로 고정시키고 마찰저항 부재를 이용하여 수평전단에 저항하도록 하는 교량 상부구조의 조립식 공법 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 조립식 교량의 구조해석 모델을 개발하고, 실대형 실험을 통해 조립식 교량의 실제적인 구조 거동을 파악하고 이를 구조해석 모델과 비교하는 데 목적이 있다. 프리캐스트 바닥판과 볼트 접합된 강거더의 설계 개념을 제시하고 이 개념에 의한 18개의 프리캐스트 바닥판과 20m 실대형 시험체를 2가지 Type으로 설계, 제작하여 실험 결과를 이론값, 유한요소 해석값과 비교 분석하였다. 해석 모델은 범용구조해석 프로그램을 이용하여 교량 상부구조의 바닥판과 주형과의 연결부분 특성을 표현하였고, 이와 같이 만들어진 해석모델은 조립식 교량의 거동에 대한 실대형 실험과 비교 분석 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1305-1330
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• 2015

The successful application of the component-based approach - widely used to model structural joints - requires knowledge of the mechanical properties of the constitutive joint components, including an appropriate assembly procedure to derive the joint properties. This paper presents a component-method model for a structural joint component that is located in the tension zone of blind-bolted connections to concrete-filled tubular steel profiles. The model relates to the response of blind-bolts with headed anchors under monotonic loading, and the blind-bolt is termed the "Extended Hollo-bolt". Experimental data is used to develop the model, with the data being collected in a manner such that constitutive models were characterised for the principal elements which contribute to the global deformability of the connector. The model, based on a system of spring elements, incorporates pre-load and deformation from various parts of the blind-bolt: (i) the internal bolt elongation; (ii) the connector's expanding sleeves element; and (iii) the connector's mechanical anchorage element. The characteristics of these elements are determined on the basis of piecewise functions, accounting for basic geometrical and mechanical properties such as the strength of the concrete applied to the tube, the connection clamping length, and the size and class of the blind-bolt's internal bolt. An assembly process is then detailed to establish the model for the elastic and inelastic behaviour of the component. Comparisons of model predictions with experimental data show that the proposed model can predict with sufficient accuracy the response of the component. The model furthers the development of a full and detailed design method for an original connection technology.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1083-1101
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• 2015

Previous theoretical equations for the shear capacity of steel beam to concrete filled steel tube (CFT) column connections vary in the assumptions for the shear deformation mechanisms and adopt different equations for calculating shear strength of each component (steel tube webs, steel tube flanges, diaphragms, and concrete etc.); thus result in different equations for calculating shear strength of the joint. Besides, shear force-deformation relations of the joint, needed for estimating building drift, are not well developed at the present. This paper compares previously proposed equations for joint shear capacity, discusses the shear deformation mechanism of the joint, and suggests recommendations for obtaining more accurate predictions. Finite element analyses of internal diaphragm connections to CFT columns were carried out in ABAQUS. ABAQUS results and theoretical estimations of the shear capacities were then used to calibrate rotational springs in joint elements in OpenSEES simulating the shear deformation behavior of the joint. The ABAQUS and OpenSEES results were validated with experimental results available. Results show that: (1) shear deformation of the steel tube dominates the deformation of the joint; while the thickness of the diaphragms has a negligible effect; (2) in OpenSEES simulation, the joint behavior is highly dependent on the yielding strength given to the rotational spring; and (3) axial force ratio has a significant effect on the joint deformation of the specimen analyzed. Finally, modified joint shear force-deformation relations are proposed based on previous theory.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권1호
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• pp.123-139
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• 2020

The tube outward local buckling of Concrete-Filled Steel Tube (CFST) beam under high compression stress is still considered a critical problem, especially for steel tubes with a slender section compared to semi-compact and compact sections. In this study, the flexural performance of stiffened slender cold-formed square tube beams filled with normal concrete was investigated. Fourteen (14) simply supported CFST specimens were tested under static bending loads, stiffened with different shapes and numbers of steel stiffeners that were provided at the inner sides of the tubes. Additional finite element (FE) CFST models were developed to further investigate the influence of using internal stiffeners with varied thickness. The results of tests and FE analyses indicated that the onset of local buckling, that occurs at the top half of the stiffened CFST beam's cross-section at mid-span was substantially restricted to a smaller region. Generally, it was also observed that, due to increased steel area provided by the stiffeners, the bending capacity, flexural stiffness and energy absorption index of the stiffened beams were significantly improved. The average bending capacity and the initial flexural stiffness of the stiffened specimens for the various shapes, single stiffener situations have increased of about 25% and 39%, respectively. These improvements went up to 45% and 60%, for the double stiffeners situations. Moreover, the bending capacity and the flexural stiffness values obtained from the experimental tests and FE analyses validated well with the values computed from equations of the existing standards.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권2호
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• pp.379-397
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• 2016

Due to creep and shrinkage of the concrete core, concrete-filled steel tubular (CFST) arches continue to deform in the long-term under sustained loads. This paper presents analytical investigations of the effects of geometric nonlinearity on the long-term in-plane structural performance and stability of three-pinned CFST circular arches under a sustained uniform radial load. Non-linear long-term analysis is conducted and compared with its linear counterpart. It is found that the linear analysis predicts long-term increases of deformations of the CFST arches, but does not predict any long-term changes of the internal actions. However, non-linear analysis predicts not only more significant long-term increases of deformations, but also significant long-term increases of internal actions under the same sustained load. As a result, a three-pinned CFST arch satisfying the serviceability limit state predicted by the linear analysis may violate the serviceability requirement when its geometric nonlinearity is considered. It is also shown that the geometric nonlinearity greatly reduces the long-term in-plane stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. A three-pinned CFST arch satisfying the stability limit state predicted by linear analysis in the long-term may lose its stability because of its geometric nonlinearity. Hence, non-linear analysis is needed for correctly predicting the long-term structural behaviour and stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. The non-linear long-term behaviour and stability of three-pinned CFST arches are compared with those of two-pinned counterparts. The linear and non-linear analyses for the long-term behaviour and stability are validated by the finite element method.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.487-495
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• 2014

골조공사는 프로젝트의 전체 공사비 및 공사기간에서 차지하는 비율에 매우 높으며, 대형 프로젝트에서 골조공사 공기단축은 프로젝트의 성패를 결정하는 중요한 요소이다. 이에 공기단축을 위한 새로운 공법에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. H형강 대신 앵글을 사용하는 PSRC 합성기둥은 기존의 SRC 기둥에 비해 높은 휨강도 및 연성도를 가지며 현장에서의 철근작업을 생략할 수 있다는 장점이 있으나, 여전히 거푸집작업이 필요하다는 한계점이 있다. 본 연구는 기존의 PSRC 기둥 공법을 개선하여 영구거푸집까지 선조립하는 Form-LPSRC 기둥 공법을 개발하는 것을 목적으로 한다. Mock-up test를 통해 발생 가능한 문제점을 사전에 검토함과 동시에 현장 적용을 통해 해당 공법의 적용효과를 분석하였으며, 기존 SRC 기둥에 공기, 원가, 품질, 안전, 환경 측면에서 우수한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권3호
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• pp.101-110
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• 1991

이 연구는 피치계 탄소섬유 보강 플라이애쉬.시멘트 복합체의 여러 가지 특성을 실험적으로 구명하고, 그 제조방법을 제시한 것이다. 복합체는 조강시멘트, 시리카 분말, 스티렌 부타디엔 러버 라텍스, 기포제와 탄소섬유 및 플라이애쉬를 사용하여 제조하였고, 배합조건별로 그 특성을 검토하였다. 연구결과, 경량 탄소섬유 보강 플라이애쉬.시멘트 복합체의 압축강도, 인장강도, 휨강도, 흡수성 및 특수성 그리고 건조수축과 같은 물리적.역학적 성질은 스티렌 부타디엔 러버 라텍스를 첨가하므로써 현저히 개선되었으며, 아울러 복합체를 제조하는데는 기건양생보다 오토클래브 양생이 유리한 것으로 나타났다. 이결과, 앞으로 경량 탄소섬유 보강 플라이애쉬.시멘트 복합체를 이용한 프리캐스트 제품의 개발에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.103-112
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• 2008

FRP와 콘크리트의 접착강도를 평가하기 위해 현장에서 일반적으로 사용되는 Pull-off 실험방법은 FRP 복합체의 손상을 초래하며 더욱이 FRP의 최대 pull-off 강도가 콘크리트의 인장강도에 의해 제한되는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 구조보강용 접착제의 역학적 특성을 1차적으로 평가할 수 있는 간접적인 실험방법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 여러나라에서 각기 제안되고 있는 실험규격에 대한 비교실험을 통하여 구조보강용 접착제의 역학적 특성을 개략적으로 예측할 수 있는 표준화된 실험방법 및 평가기준을 제안하고자 하였다. 본 연구결과를 바탕으로 인장전단접착강도 시험의 접착제 두께, 압축/휨강도 시험체의 제원 등이 통일되어 표준시험체 제원을 도출할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.23-30
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• 2008

UHPCC는 고성능, 고강도와 우수한 역학적 특성을 지니고 있다. UHPCC는 동일한 하중 하에서 타 재료에 비해 단면을 축소할 수 있는 장점이 있으나, 보통콘크리트에 비해 외국에서 수입하는 실리카흄이 많이 사용되는 배합이 되어 제작비용을 증가시키는 원인이 된다. 최밀 충전구성에 의한 UHPCC의 우수한 역학적 특성은 분체에 해당되는 아주 가는 입경의 골재를 치환함으로서 변화시킬 수 있다. 본 연구는 실리카흄과 실리카플로우를 석회석 미분말로 치환된 UHPCC의 특성을 파악하고자 한다. 본 실험 시편은 치환종류에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 압축강도와 플로우를 비교 검토하였으며, SEM, XRD와 NMR 방법등을 사용하여 미세조직과 수화반응 현상을 분석하였다. 결론적으로 석회석 미분말로의 치환은 UHPCC 구조부재의 시공 단가를 감소시키며, 굳지 않은 UHPCC의 특성을 향상시키는 유용한 치환이 된다고 볼 수 있다.