• 제목/요약/키워드: concrete strength prediction

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Analysis of Time-Series data According to Water Reduce Ratio and Temperature and Humidity Changes Affecting the Decrease in Compressive Strength of Concrete Using the SARIMA Model

  • Kim, Joon-Yong
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.123-130
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    • 2022
  • 본 논문은 건설현장의 콘크리트 붕괴사고를 사전에 예방하기 위한 조치 중 하나로 감수율에 따른 콘크리트강도 저하에 영향을 미치는 일일 시간대별 변화와 온도의 변화를 시계열데이터로 축적된 기상청 자료를 기반으로 분석했다. 감수율 발생 구간의 예측을 확인할 신뢰성 있는 모델로 규칙적이고 명확한 시계열데이터 모델에 적합한 SARIMA모델을 통하여 p_value는 0.5 이하, coef는 일방향으로 나타나는 등 검증 항목들이 신뢰성 확보에 유의미한 결과를 얻었다. 이러한 신뢰를 바탕으로 확보한 데이터를 이용하여 시간대별 온도변화와 구간별 감수율을 분석한 결과 7~8월, 12~13시, 29~31℃ 구간이 가장 큰 감수율을 나타냄을 알 수 있다. 연구 결과를 이용하여 연구 결과 구간의 요인이 발생하면 배치플랜트에서 물-시멘트 배합설계 시 감수율을 반영한 레미콘을 생산하여 감수율에 따른 콘크리트 압축강도 저하를 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥부재의 재료 및 기하적인 비선형 해석 (Material and Geometrical Noninear Analysis of Reinforced Concrete Columns under Cyclic Loading)

  • 김운학
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.55-66
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    • 1999
  • 이연구에서는 반복적인 횡하중이 작용하고 있는 철근콘크리트 기둥의 비선형 이력거동 및 파괴거동을 해석적으로 예측할 수 있는 기법을 제시하였다 하중의 단계에 따라 수반하게 되는 콘크리트의 균일 및 철근의 항복 이로 인한 부착 효과와 골재의 맞물림 현상 및 강도의 감소 등과 같은 특성을 고려한 재료적 비선형성을 고려하였고 기둥부재에 일반적으로 배치되는 구속철근으로 인한 강도의 증가효과를 고려하였다. 여기서 철근콘크리트의 응력-변형도 관계는 분산균열모델에 기초하여 평균값으로 표현된다. 비교적 큰 압축하중과 함께 지진하중과 같이 큰 규모의 횡하중으로 인한 대변위 문제를 고려할 수 있도록 total Lagrangian formulation에 의한 기하학적인 비선형성을 고려하였다. 본 연구에서 작성한 유한요소 해석 프로그램에 의한 결과를 다른 연구자의 실험 결과와 비교함으로써 본 연구에서 제시한 해석기법의 타당성을 검증하였다.

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하이브리드 프리캐스트 보-기둥 접합부의 해석적 연구 (Analytical Study on Hybrid Precast Concrete Beam-Column Connections)

  • 최창식;김승현;최윤철;최현기
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.631-639
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    • 2013
  • 이 연구에서는 기존에 수행된 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용 가능한 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합상세의 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 해당 상세는 복합구조를 기반으로 함으로써 기둥 내에는 각관을 보유하고 있으며 보에는 강판이 매입되어 있는 복잡한 단면을 보유하고 있다. 또한 콘크리트와 강재뿐만 아니라 ECC라는 새로운 재료를 사용함에 따라 요소의 선택 및 재료모델의 결정에 대한 방법론을 제시하였다. 비선형 유한요소해석은 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었으며 요소 및 재료 모델은 ABAQUS에서 제공하는 모델들을 사용하였다. 비선형 유한요소해석 결과 기 수행되었던 실험 결과에 유사하거나 보수적으로 평가함으로써 변수분석에 사용할 수 있을 것으로 판단하였다. 구축된 유한요소해석 모델을 통해 해당 상세의 성능에 대한 압축력의 영향, 휨강도비의 영향에 대해 분석하였다. 압축력의 경우 기둥 압축강도의 10~20%에서 가장 좋은 성능을 발휘할 수 있었으며, 휨강도비 1.2 이상에서 기둥의 항복 없이 보의 소성힌지를 유도할 수 있음을 확인하였다.

고온손상된 GFRP 보강근의 장기 잔존 계면전단강도 예측 (Prediction of Long-term Residual Inter-laminar Shear Strength of Thermally Damaged GFRP Rebar)

  • 김민철;문도영;김성도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.108-115
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    • 2014
  • GFRP 보강근의 역학적 성능은 고온과 콘크리트의 알칼리 환경에서 크게 감소된다. 본 연구에서는 GFRP 보강근이 열손상 뒤, 알칼리 환경에 추가로 노출되었을 때의 계면전단강도변화를 고찰하는데 집중하였다. 이를 위하여 GFRP 보강근 시편은 270도의 열에 1시간동안 노출된 후 알칼리 용액에 장기간 노출되었으며, 전단시험에 의하여 파괴되었다. 비교를 위하여 열손상이 없는 시편도 같은 기간 동안 알칼리 용액에 노출된 후 전단에 의하여 파괴되었다. 결과에서, 열손상을 받은 GFRP보강근의 계면전단강도의 감소가 열손상이 없는 보강근 보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 근거로 하여, 열손상을 미리 받은 GFRP 보강근이 알칼리에 노출되었을 때, 장기 잔존계면전단강도의 예측을 위한 2차식을 제시하였다.

콘크리트 기둥-강재 보 외부 접합부의 내진성능(II 강도 및 변형) (Seismic Response of Exterior RC Column-to-Steel Beam Connections (II. Strength and Deformation))

  • 조순호
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.283-289
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    • 2000
  • The panel shear and bearing strengths determining the seismic resistance of reinforced concrete column-to-steel beam connections are predicted by various methods for four previously tested exterior beam-column joints. The analytical approach to model the joint deformation is also examined. Several analyses incorporating the deformations of panel shear and bearing in the joint are demonstrated using a analyses incorporating the deformations of panel shear and bearing in the joint are demonstrated using a fairly simple connection model in the commercial packages such as Drain2dx and IDARC. The strength prediction results indicated that the ASCE method with the modifcation of the comprssion strut contribution is th most accurate. It is also considered that the analytical model presented including the joint deformation can be used for the overall analysis

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Prediction of product parameters of fly ash cement bricks using two dimensional orthogonal polynomials in the regression analysis

  • Chakraverty, S.;Saini, Himani;Panigrahi, S.K.
    • Computers and Concrete
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    • 제5권5호
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    • pp.449-459
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    • 2008
  • This paper focuses on the application of two dimensional orthogonal polynomials in the regression analysis for the relationship of product parameters viz. compressive strength, bulk density and water absorption of fly ash cement bricks with other process parameters such as percentages of fly ash, sand and cement. The method has been validated by linear and non-linear two parameter regression models. The use of two dimensional orthogonal system makes the analysis computationally efficient, simple and straight forward. Corresponding co-efficient of determination and F-test are also reported to show the efficacy and reliability of the relationships. By applying the evolved relationships, the product parameters of fly ash cement bricks may be approximated for the use in construction sectors.

전단 보강이 없는 FRP RC보의 전단강도 예측 (Shear Strength Prediction of FRP RC Baem without Shear Reinforcements)

  • 이재훈;신성진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.313-324
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    • 2010
  • FRP 보강근은 현장 가공이 용이하지 않고 만곡부에서 강도가 저하되는 등 전단보강근으로 사용하기에는 해결해야 할 문제점이 많다. 전단보강을 필요로 하지 않는 구조요소에 FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 것은 별 어려움 없이 적용할 수 있다. 교량 바닥판이나 복개시설의 슬래브 등은 대부분 판상 구조로 전단보강이 없는 부재들이며, FRP 보강근을 휨보강근으로 사용하는 경우에는 RC구조에 비하여 전단강도가 높지 않은 특성이 있다. 그러나 이러한 형식의 구조물에 대한 신뢰성 있는 전단강도 산정 기준이 확립되지 않은 상태이다. 이 연구에서는 FRP RC의 전단거동을 관찰한 선행연구 결과와 함께 문헌 조사를 통하여 관련 자료 211개를 축적하고, 각국의 전단강도 산정 기준과 비교 검토하였다. 분석 결과 AIJ, ISE 기준이 가장 우수하였으며, ACI 440.1R-06의 기준은 보수적인 설계를 제공하지만 분산 정도는 ISE와 유사하여 항상 일관성 있는 예측 값을 주는 장점이 있었다. 합리적인 새로운 전단강도식을 개발하기 위하여 표본자료의 전단강도를 가장 잘 설명할 수 있는 회귀모형을 구축하였으며 기존 설계식과 비교 검토하였다. 구축된 회귀모형을 기반으로 정확도가 높고 분산도가 작은 새로운 전단강도식을 제안하였다.

각형 콘크리트충전 강관기둥 부재의 구조설계기준 비교연구 (Review of Structural Design Provisions of Rectangular Concrete Filled Tubular Columns)

  • 이철호;강기용;김성용;구철회
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.389-398
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    • 2013
  • 본 연구에서는 향후 기준집필 및 연구방향 제시를 위한 선행연구로써, 2005/2010 AISC, ACI 318-08과 EC4 내 각형 CFT 기둥 설계조항 간의 부재강도 산정포맷, 단면구조성능, 구속효과. 재료강도 상한 및 강재비, 판-폭 두께비 제한 등을 간략히 요약하고 비교분석하였다. 전반적으로 2010 AISC는 ACI 기준과의 충돌 완화를 위해 변형률적합법을 도입하는 등 최신 실험 및 연구 결과들을 반영하여 개정하였으며 CFT 기둥에서 세장비를 더욱 세분화하거나 내진 판-폭 두께비를 고연성과 중간연성 부재로 구분하는 등, 타 기준에 비해 발전된 형태의 방안을 제시하고 있다. 하지만 AISC와 EC4에서의 재료강도 상한치는 너무나 제한적이기때문에 현재 사용 가능한 고강도 재료실험 데이터베이스를 고려하여 완화할 필요가 있다. 본 연구를 통해 AISC, ACI, EC4에서 제시하는 각형 CFT 기둥의 P-M 조합강도 산정식은 다양한 설계조건에 대해 만족스러운 강도예측을 하지 못함을 확인하였다. 따라서 각형 CFT 기둥의 신뢰도 높은 P-M 조합강도 산정을 위하여 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 합리적으로 반영할 수 있는 실용적인 구성 방정식이 개발되어야 한다.

Non-destructive assessment of the three-point-bending strength of mortar beams using radial basis function neural networks

  • Alexandridis, Alex;Stavrakas, Ilias;Stergiopoulos, Charalampos;Hloupis, George;Ninos, Konstantinos;Triantis, Dimos
    • Computers and Concrete
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    • 제16권6호
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    • pp.919-932
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    • 2015
  • This paper presents a new method for assessing the three-point-bending (3PB) strength of mortar beams in a non-destructive manner, based on neural network (NN) models. The models are based on the radial basis function (RBF) architecture and the fuzzy means algorithm is employed for training, in order to boost the prediction accuracy. Data for training the models were collected based on a series of experiments, where the cement mortar beams were subjected to various bending mechanical loads and the resulting pressure stimulated currents (PSCs) were recorded. The input variables to the NN models were then calculated by describing the PSC relaxation process through a generalization of Boltzmannn-Gibbs statistical physics, known as non-extensive statistical physics (NESP). The NN predictions were evaluated using k-fold cross-validation and new data that were kept independent from training; it can be seen that the proposed method can successfully form the basis of a non-destructive tool for assessing the bending strength. A comparison with a different NN architecture confirms the superiority of the proposed approach.

순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 강도 예측 (Prediction of the Torsional Strength of Reinforced Concrete Beams Subjected to Pure Torsion)

  • 이정윤;박지선
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1010-1021
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    • 2002
  • 1995년에 개정된 현행 ACI 규준식은 콘크리트의 비틀림 저항을 무시하여, 콘크리트와 비틀림 보강근이 비틀림 내력에 미치는 상호영향을 평가할 수 없다. 실험에서는 현행 ACI 규준식이 콘크리트와 비틀림 보강근의 차이에 따라 철근콘크리트 보의 비틀림 내력을 과소/과대 평가하고 있음을 지적하였다. 이 논문에서는 트러스 모델의 힘의 평형조건과 변형의 적합조건을 이용하여 콘크리트의 비틀림 저항을 고려한 비틀림 평가식을 제안하였다. 제안식에서는 현행 규준식의 상수 '2'대신에 $textsc{k}$를 사용하여 비틀림 모멘트에 대한 콘크리트와 비틀림 보강근의 상호영향을 고려하였다. 제안식은 순수비틀림을 받는 총 66개의 철근콘크리트 보의 실험결과와 비교되었다. 제안식은 콘크리트의 압축강도와 비틀림 보강근의 양의 변화에 관계없이 현행 ACI 비틀림 규준식보다 정확하게 실제의 비틀림 모멘트를 예측하였으며, 이 때의 평균값 및 변동계수는 각각 1.1 및 8.5%였다.