• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.113-129
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• 2000

This study evaluates the behavior and strength of an anchorage zone of the prestressed concrete box girder bridge on the Kyungboo highway railroad using the 2D SUB-3D STM approach and a linear elastic finite element analysis. The 2D SUB-3D STM approach utilizes several two-dimensional sub strut-tie models that represent the compressive and tensile stress flows of each projected plane of the three-dimensional structural concrete in the selection of a three dimensional strut-tie model, evaluation of the effective strengths of the concrete struts, and verification of the geometric compatibility condition and bearing capacity of the critical nodal zones in the selected three-dimensional strut-tie model. The finite element analysis uses an 8-node brick element and the longitudinal prestressing force is considered as the equivalent nodal force. Analysis results show that the 2D SUB-3D STM approach and linear elastic finite element method can be effectively applied to the analysis and design of three-dimensional structural concrete including a prestressed concrete box girder anchorage zone.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.619-628
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• 2001

깊은 보의 실제 시공에서는 창호, 배관, 설비 등의 건축적 요구 조건과 각종 제약 조건에 의하여 복부에 개구부를 설치해야하는 경우가 많으며, 이러한 개구부를 갖는 깊은 보에서는 하중 전달 경로가 개구부의 위치와 크기 및 형태 등에 큰 영향을 받게 된다. 이 연구는 양단이 단순지지되어 있는 철근콘크리트 질은 보를 대상으로 하여, 전단경간비와 콘크리트 강도, 복부 보강형태 및 개구부의 위치 등 여러 구조 변수가 깊은 보의 최대 전단내력과 균열 발생 및 진전, 파괴형태 등에 미치는 영향을 실험을 통해 조사하고 이론과 비교하였다 실험 결과, 깊은 보의 거동은 복부의 대각균열 형성과 크게 연관되어 있으며, 전단경간비와 개구부의 영향에 따라 내력이 큰 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이론식으로는 Kong의 제안식과 Ray의 제안식이 비교되었으며 개구부의 크기가 커 다소 오차를 보이는 X 계열 시험체를 제외하면 Kong과 Ray의 제안식 모두가 깊은 보의 극한 전단강도를 적절히 예측할 수 있는 것으로 조사되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.454-457
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• 2006

This study presents a strut-and-tie model for the development of headed bars in an exterior beam-column joint with transverse reinforcements. The tensile force of a headed bar is considered to be developed by head bearing together with bond along a bonded length as a partial embedment length. The model requires construction of struts with biaxially compressed nodal zones for head bearing and fan-shaped stress fields against neighboring nodal zones for bond stresses along the bonded length. Due to the existence of transverse reinforcements, the fan-shaped stress fields are divided into direct and indirect fan-shaped stress fields. A required development length and head size of a headed bar can be optimally designed by adjusting a proportion between a bond contribution and bearing contribution.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권6호
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• pp.729-741
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• 1997

Cracked reinforced concrete in compression has been observed to exhibit lower strength and stiffness than uniaxially compressed concrete. The so-called compression softening effect responsible is thought to be related to the degree of transverse cracking and straining present. It significantly affects the strength, ductility and load-deformation response of a concrete element. A number of experimental investigations have been undertaken to determine the degree of softening that occurs, and the factors that affect it. At the same time, a number of diverse analytical models have been proposed by various this behavior. In this paper, the softened truss model thoery for low-rise structural shearwalls is employed using the principle of the stress and strain transformations. Using this theory the softening parameters for the concrete struts proposed by Hsu and Belarbi as well as by Vecchio and Collins are examined by 51 test shearwalls available in literature. It is found that the experimental shear strengths and ductilities of the walls under static loads are, in average, very close to the theoretical values; however, the experiment shear strengths and ductilities of the walls under dynamic loads with a low (0.2 Hz) frequency are generally less than the theoretical values.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권2호
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• pp.181-198
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• 2003

Six large scale models of conventionally reinforced concrete coupling beams with span/depth ratios ranging from 1.17 to 2.00 were tested under monotonically applied shear loads to study their nonlinear behavior using a newly developed test method that maintained equal rotations at the two ends of the coupling beam specimen and allowed for local deformations at the beam-wall joints. By conducting the tests under displacement control, the post-peak behavior and complete load-deflection curves of the coupling beams were obtained for investigation. It was found that after the appearance of flexural and shear cracks, a deep coupling beam would gradually transform itself from an ordinary beam to a truss composed of diagonal concrete struts and longitudinal and transverse steel reinforcement bars. Moreover, in a deep coupling beam, the local deformations at the beam-wall joints could contribute significantly (up to the order of 50%) to the total deflection of the coupling beam, especially at the post-peak stage. Finally, although a coupling beam failing in shear would have a relatively low ductility ratio of only 5 or even lower, a coupling beam failing in flexure could have a relatively high ductility ratio of 10 or higher.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.785-796
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• 2008

휨항복 이후 주기하중을 받는 철근콘크리트 부재에서는 길이방향의 인장변형이 발생된다. 이러한 길이방향 인장변형은 철근콘크리트 보의 강도 및 변형능력을 저하시킬 수 있다. 본 연구에서는 비선형 트러스 모델 해석을 통하여 철근콘크리트 보에 발생되는 길이방향 인장변형의 메커니즘을 분석하였다. 그 결과, 길이방향 인장변형은 소성힌지에서의 길이방향 철근에 발생되는 잔류 인장 소성변형으로 인하여 발생되고, 대각 콘크리트 스트럿의 전단력 전달 메커니즘이 길이방향 인장변형의 크기에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 분석결과를 토대로 주기거동 동안 철근콘크리트 보에 누적되는 길이방향 인장변형을 평가할 수 있는 간단한 평가식을 제안하였다, 제안된 방법은 다양한 설계변수 및 재하이력을 갖는 보 실험체에 적용되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.11-15
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• 2009

최근 국내에서는 PSC(Prestressed Concrete) 박스 거더 교량의 교폭을 늘리고 자중을 줄이기 위한 목적으로 박스의 수를 줄이는 대신 콘크리트 충진 FRP(Concrete Filled FRP, CFFRP) 스트럿을 상판 캔틸레버 부분에 설치하는 공법이 시공되고 있다. 이러한 CFFRP 스트럿은 사례가 많지 않은 교량 구조물로서 설계 및 시공에서의 불확실성을 제거하기 위해 교량 시스템에서의 스트럿 거동을 실험적으로 분석할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 대상교량에 대해 현장시험을 실시하여 CFFRP 스트럿의 국부 거동을 분석하고자 한다. 특히 전자기파 간섭에 대해 면역이 우수한 광센서인 FBG(fiber Bragg grating) 센서를 기반으로 시험을 실시하여 잡음이 없는 우수한 응답을 성공적으로 획득하였다. 현장시험에서는 재하트럭의 속도와 횡방향 위치를 매개변수로 시험을 실시하였다. 그 결과 CFFRP 스트럿은 하중재하 위치와 속도에 관계없이 압축상태에 존재하고 있으며, 통과 차량의 횡방향 위치가 CFFRP 스트럿의 거동에 민감한 요소임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.411-419
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• 2006

본 연구에서는 현재의 설계기준에서 명확하게 제시하지 못하고 있는 3차원 응력교란영역의 설계를 위해 3차원 스트럿-타이 모델을 이용하는 새로운 설계방법을 제안하였고, 실무자들이 이 방법에 따라 콘크리트 구조부재를 설계하는데 편리함을 제공해주는 실용적인 3차원 스트럿-타이 모델 전용 그래픽 프로그램을 개발하였다. 격자 스트럿-타이 모델을 사용함으로서 모델 선정에 따른 주관성을 배제하였고, 3차원 파괴면, 압축주응력 흐름의 방향, 그리고 스트럿의 방향 등을 이용하여 3차원 스트럿의 유효강도를 계산하는 방법을 개발하였다. 본 연구의 해석과정은 스트럿의 최대단면적과 필요단면적을 이용하여 최대하중을 계산한 다음, 계산된 타이의 필요단면적을 배근된 철근의 단면적으로 대치시켜 증분하중단계를 이용한 비선형 트러스 해석을 수행하는 방법이다. 설계과정은 주어진 설계하중에 대하여 필요철근량을 산정하고 스트럿과 절점의 강도를 검토하는 일련의 설계방법이다. 따라서 제안된 방법은 유한요소해석과의 상호작용을 통하여 스트럿-타이 모델의 단점을 보완하고 장점을 최대한 활용하기 위한 컴퓨터에 기반한 스트럿-타이 모델 방법으로 분류될 수 있다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 파괴실험이 수행된 9개의 말뚝기초 공시체의 파괴강도 예측 및 교각코핑부의 설계를 수행하였고, 그 결과를 기존의 연구결과 및 기존 설계기준에 의한 해석 및 설계결과와 비교하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권2_2호
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• pp.361-374
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• 2020

Recently, small and medium-sized rahmen-type bridges have been developed as a technology that ensures the stability of structural behavior and the safety of use at the same time by using efficient and economical materials that make up the convergence section of reinforced bar, structural steel and concrete. This study is about a rahmen-type structure applied with the installation and dismantling of the strut. It improves the serviceability of the structure by forming multi-points and efficiently applies the convergence section of structural steel and concrete materials to the structural system changes to induce the displacement improvement effect additionally. By constructing mock-up models for the beam-column joint, the displacement was calculated and compared, and this was compared and analyzed by numerical analysis. The final displacement showed an improvement effect of 13.46% to 36.28% based on the vertical displacement of the existing structure without struts through the experiment of the mock-up models. As a result of analysis by numerical analysis method, the displacement improvement effect of 42.89% could be derived.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.577-592
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• 2017

A computing procedure is presented to predict the ultimate behavior of prestressed beams under torsion. This computing procedure is based on an extension of the Variable Angle Truss-Model (VATM) to cover both longitudinal and transversal prestressed beams. Several constitutive relationships are tested to model the behavior of the concrete in compression in the struts and the behavior of the reinforcement in tension (both ordinary and prestress). The theoretical predictions of the maximum torque and corresponding twist are compared with some results from reported tests and with the predictions obtained from some codes of practice. One of the tested combinations of the relationships for the materials was found to give simultaneously the best predictions for the resistance torque and the corresponding twist of prestressed beams under torsion. When compared with the predictions from some codes of practice, the theoretical model which incorporates the referred combination of the relationships provides best values for the torsional strength and leads to more optimized designs.