• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.77-86
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• 2024

본 연구에서는 콘크리트 보강재로 사용되는 철근의 대체제로써, 격자형 탄소보강재를 활용하기 위해 부착거동 특성을 파악하고자 하였다. 기존의 부착거동에 관한 수치해석 제안식에서는 격자형 탄소보강재의 횡방향 격자의 영향을 이해하기 어려운 실정으로, 비선형 3D모델을 제작하여 유한요소해석을 진행하였다. 해석 수행을 위하여 비선형 재료 모델의 입력과 격자형 탄소보강재와 콘크리트 사이의 부착계면 특성을 모델링하여 실제 직접인발시험 결과와 비교를 통하여 분석을 진행하였다. 격자형 탄소보강재의 부착거동 특성은 횡방향 격자의 요인에 매우 지배적인 것으로 나타났으며, 지속적인 하중 증가 경향을 보였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권5호
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• pp.333-353
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• 2004

Strength of reinforced concrete beams can easily be increased by the use of externally bonded CFRP composites. However, the mode of failure of CFRP strengthened beam is usually brittle due to tension-shear failure in the concrete substrate or bond failure near the CFRP-Concrete interface. In order to improve the ductility of CFRP strengthened concrete beams, critical variables need to be investigated. This experimental and analytical research focused on a series of reinforced concrete beams strengthened with CFRP composites to enhance the flexural capacity and ductility. The main variables were the amount of CFRP composites, the amount of longitudinal and shear reinforcement, and the effect of CFRP end diagonal anchorage system. Sixteen full-scale beams were investigated. A new design guideline was proposed according to the effects of the above-mentioned variables. The experimental and analytical results were found to be in good agreement.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.781-790
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• 2011

이 연구는 다양한 보강상세를 갖는 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)로 표면매립 보강된 철근콘크리트보의 보강효과에 관한 실험연구이다. 다양한 보강상세를 갖는 표면매립공법의 보강효과를 분석하기 위해 실험변수로 CFRP 보강재의 단면형상, 보강량, 매립 개수 및 위치 등의 다양한 보강상세를 적용하여 총 14개의 실험체를 제작하였다. 실험 결과, 표면매립보강의 파괴모드는 보강재 단면형상에 상관없이 보강재와 충전재가 하나로 거동하는 부착파괴 및 보강재 파단을 보였고, 홈 간격에 따라 홈 주변 콘크리트의 파괴면이 중첩되어 조기 부착파괴가 발생하는 것으로 나타났다. 등가 단면을 고려하여 부착상세를 개선한 기계적 맞물림(MI) 실험체의 파괴모드는 기존 부착파괴에서 CFRP 보강재 파단으로 개선되었고, CFRP 효율은 83%에서 100%로 향상되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.156-165
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• 2011

본 연구는 PC와 RC부분이 만나는 접합면에 대한 구조적 거동과 수평 전단강도 평가를 위한 실험적 연구이다. 접합면에서의 수평전단 내력은 접합면의 거칠기나 전단보강근 유무에 따라 결정되어진다. 본 연구에서는 전단 보강근의 형상이 루프형과 래티스형로 구분하고, 보강근 간격 등에 따라 총 4개의 수평전단강도 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 접합면에서 수평전단 강도는 수직방향 변형에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 보강근 형상에 따른 비교 결과, 루프형의 실험체가 평균 초기균열하중, 평균 최대하중 및 접합면의 평균 초기강성 측면에서 각각 33.7%, 45.9%와 55.2%정도 큰 것으로 나타났다. 현행의 국내 전단강도 평가식과 비교한 결과, 루프형 전단보강 실험체는 2.32~4.23배, 래티스형 전단보강 실험체는 1.65~3.06배 상회하는 것으로 나타났다. 따라서 접합면의 거동이나 구조설계기준에 의한 내력이 안전측으로 평가되어 현장에 적용하는 데에는 별다른 문제는 없는 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.108-111
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• 2004

The polypropylene(PP) fiber is poised as a low cost alternative for reinforcement in structural applications in comparison with other high performance fibers, such as the polyvinyl-alcohol(PVA), polyethylene, carbon and aramid fiber. The mechanical properties of the composite are strongly determined by the interfacial behavior of fiber and cementitious matrix. The crack bridging mechanism contribute to composite toughness from activation of the fiber-matrix interface where energy is dissipated through debonding of the interface and fiber pullout. In this study, therefore, the pullout behavior of PP fibers is investigated. Experimental work includes the investigation of the interfacial properties, and the composite property. The quantification of interfacial properties, the frictional bond is achieved through single fiber pullout test. A study on the effect of inclination angle on fiber pullout behavior is also conducted.

• Computers and Concrete
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• 제14권6호
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• pp.711-725
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the behavior and the strength of SRG (Steel Reinforced Grout) externally strengthened Reinforced Concrete (RC) beams by using a nonlinear numerical analysis. The numerical simulation was carried out by using a three-dimensional (3D) finite element model. An interface element with a suitable damage model was used to model the connection between concrete surface and SRG reinforcing layer. The reliability of the finite element 3D-model was checked using experimental data obtained on a set of three RC beams. The parameters taken into consideration were the external configuration, with or without U-end anchorages, the concrete strength, the amount of internal tensile steel reinforcement. Conclusions were made concerning the strength and the ductility of the strengthened beams by varying the parameters and on the effectiveness of the SRG reinforcing system applied with two types of external strengthening configuration.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1991년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.65-68
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• 1991

Finite element analysis is used to study the role of interfacial properties on the bond strength of reinforcing steel to concrete. Specifically, the role played by epoxy coatings on the failure of standard beam-end specimens is explored. Experimental results show that epoxy coatings reduce bond strength, but that the effect is dependent on the bar size and the deformation pattern. The finite element model for the beam-end specimen includes representations for the deformed steel bar, the concrete, and the interfacial material. The interface elements can be varied to match the stiffness and friction properties of the interfacial material. Cracking within the concrete is represented using Hillerborg's ficticious crack model. The model is used to study important aspects or behavior observed in the tests and to provide an explanation for the effect of the various test parameters.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.473-480
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• 2016

본 연구에서는 550 MPa급 고강도 철근을 사용한 낮은 형상비를 갖는 철근콘크리트 전단벽체의 벽체-기초 접합부에서의 전단마찰 파괴거동을 평가하기 위한 해석적 방안을 마련하는 것을 목표로 한다. 형상비, 경계면에서의 마찰계수, 배근상세, 각 방향으로의 철근비, 재료물성 등의 다양한 변수를 갖는 총 16개의 실험체를 검증 대상으로 선정하여 저자 등에 의해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)에 콘크리트 구조설계기준(2012)과 CEB-FIP Model code 2010을 바탕으로 경계면에서 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용하여 해석을 수행하였다. 최대 하중에 대한 실험과 해석으로부터의 결과는 평균과 변동계수가 각각 1.04와 17% 정도로 예측하였고 일부 실험체를 제외하고 파괴모드와 파괴시까지의 전반적인 거동 특성을 적절히 평가하였다. 결과를 종합해 볼 때, 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용한 해석프로그램은 해석 결과에 비교적 높은 신뢰도를 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.746-749
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• 2004

A new-type of FRP-concrete composite bridge deck system is proposed and its behaviors are experimentally studied. The new-typedeck consists of FRP as a permanent form and main tension resisting member and concrete as a compression resisting member. A suitable bonding method such as silica coating is applied to the interface between FRP and concrete to ensure composite behavior. The proposed deck system uses the box-shape FRP member, while a typical FRP-concrete composite deck uses the I-shape FRP member. Theproposed deck system has inherent advantages of a FRP-concrete composite deck like corrosion free and easy construction. The new-type deck shows the equal performances compared to a previous one, and has the advantage of reducing self-weight. In this study, the static tests on 3-span FRP-concrete decks in full scale are carried out, so that load-displacement relation, stress distribution, failure mode and design criteria are analyzed. The test results show that the deflection design criterion (L/800, L: span length) is satisfied at the service load state. No concrete tensile crack occurs in the negative moment region above the main girder, regardless of no tensile reinforcement at upper concrete portion.

• Computers and Concrete
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• 제23권5호
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• pp.329-334
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• 2019

Traffic flow capacity of some old road bridges is insufficient due to limited deck width. In such cases bridge deck widening is a common solution. For multi-girder reinforced concrete (RC) bridges it is possible to add steel-concrete composite girders as the new outermost girders. The deck widening may be combined with bridge strengthening thanks to thickening of the existing deck slab. Joint action of the existing and the added parts of such bridge span must be ensured. It refers especially to the horizontal plane at the interface of the existing slab and the added concrete layer as well as to the vertical planes at the external surfaces of the initially outermost girders where the added girders are connected to the existing bridge span. Since the distribution of the added concrete is non-uniform in the span cross-section the structure is particularly sensitive to the added concrete shrinkage. The shrinkage induces shear forces in the aforementioned planes. Widening of a 12 m long RC multi-girder bridge span is numerically analysed to assess the influence of the added concrete shrinkage. The analysis results show that: a) in the vertical plane of the connection of the added and the existing deck slab the longitudinal shear due to the shrinkage of the added concrete is comparable with the effect of live load, b) it is necessary to provide appropriate longitudinal reinforcement in the deck slab over the added girders due to tension induced by the shrinkage of the added concrete.