• 제목/요약/키워드: confined concrete

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Compression field modeling of confined concrete

  • Montoya, E.;Vecchio, F.J.;Sheikh, S.A.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제12권3호
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    • pp.231-248
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    • 2001
  • The three-dimensional behavior of confined concrete was investigated, including strength enhancement due to triaxial compressive stresses, lateral expansion, compression softening, cover spalling and post-peak ductility. A finite element program based on a nonlinear elasticity methodology was employed to evaluate the ability to model triaxial behavior of reinforced concrete (RC) by combining constitutive models proposed by several researchers. The capability of compression field based models to reproduce the softening behavior of lightly cracked confined concrete was also investigated. Data from tested specimens were used to evaluate the validity of the formulations. Good agreement with the experimental results was obtained.

횡방향 구속철근비에 따른 교각요소부재의 응력-변형 거동 (Stress-Strain Behavior of Confined Concrete Columns according to Transverse Reinforcement Volumetric Ratio)

  • 오병환;김기완;최승원;이재훈
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.37-40
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    • 2004
  • An experimental study was conducted to investigate the stress-strain behavior of confined concrete columns according to transverse reinforcement volumetric ratio. Uniaxial loading tests of eleven column specimens$(250\times100\times500mm)$ with rectangular section were conducted to study effect of confinement. The main variables in this test are transverse reinforcement volumetric ratio and cross tie arrangement. the results indicate that the strength and the ductility of confined concrete columns are subjected to transverse reinforcement volumetric ration and cross tie arrangement.

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결합재의 종류 및 치환율에 따른 구속수비의 특성에 관한 연구 (A Study on the Properties of the Confined water ratio for Binder type and Replacement ratio)

  • 권영호;이현호;이화진;하재담
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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    • pp.584-587
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    • 2004
  • This research investigates the rheological behavior and the confined water ratio of the cement paste and binder condition in order to predict mix design proportion of the high flowing concrete. The purpose of this study is to determine the optimum replacement ratio of binders including fly ash, and lime stone powder by the cement weight. For this purpose, belite cement, blast furnace slag cement and ordinary portland cement are selected. As test results, the confined water ratio shows the following range ; OPC>blast furnace slag cement>belite cement. Therefore, belite cement is proved very excellent cementitious materials in a view point of the flowability. The optimum replacement ratio of lime stone powder is shown over $30\%$ in case of belite cement and about $10\%$ in case of slag cement type. Also, the optimum replacement ratio of fly ash is shown $30\%$ by the cement weight considering the confined water ratio and deformable coefficient of the paste condition.

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파형강관으로 내부구속된 중공 R.C 교각의 연성도 (Ductility Characteristics of a Hollow R.C Pier Internally Confined by a Corrugated Steel Tube)

  • 한택희;김성남;강영종;정두석
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.712-717
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    • 2005
  • When the weight if a concrete member makes problems, or when the cost of the concrete is relatively high, it may be economical to use a hollow concrete member. But a hollow R.C column may have poor ductility because of the brittle failure at the inner face of the hollow R.C column. This brittle failure results from the absence of the confinement at the inner face of the hollow R.C column. To avoid this brittle failure an internally confined hollow R.C column by a steel tube was developed before. In this study, a hollow R.C column is internally confined by a corrugated steel tube instead of a general flat steel tube. And a column ductility is performed. Test results show that the energy ductility ratio of a internally confined hollow R.C column by a by a corrugated steel tube corresponds to $80\%$ of the energy ductility ratio of a general solid R.C column.

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용접 띠철근으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 강도와 연성(II) - 보편적인 띠철근 보강 기둥과의 비교를 중심으로 (Strength and Ductility of R/C Columns with Welded Reinforcement Grids(II) - Focused on Comparisons with Columns Confined by Conventional Reinforcement)

  • 최상식
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.561-568
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    • 1997
  • Conventional confinement reinforcement for rectangular columns consist of closely spaced perimeter hoops, overlapping hoops, and crossties. One of the potential alternatives to conventional reinforcement is a welded reinforcement grid, prefabricated to required size and volumetric ratio of transverse reinforcement. An experimental investigation was carried out to investigate the strength and deformability of reinforced concrete columns confined with welded reinforcement grids. The comparisons of the envelopes of experimental force-displacement hysteric relationships for columns confined by welded grids with analytically generated force-displacement curves for columns confined with conventional ties. In general, inelastic deformability beyond the peak, as indicate by the slope of the cuvers, was similar to those indicated by columns with conventional ties. The superior performance of columns with welded grids may be attributed to the improved confinement characteristics of grids associated with increased rigidity of welded ties.

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콘크리트 충전형 압축부재의 단면특성에 따른 구속효과 평가 (Evaluation for Confined Effects by the Sectional Properties of Concrete Filled Steel Tube Columns)

  • 박국동;황원섭;김희주;전명일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.365-375
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    • 2010
  • 콘크리트 충전형 합성부재는 압축하중 상태에서 강재에 의한 콘크리트의 구속효과와 콘크리트에 의한 강재의 국부좌굴에 대한 보강효과를 기대할 수 있는 압축부재이다. 기존의 연구결과를 실험결과와 비교한 후, 구속효과가 하중-변위 관계에 미치는 영향을 평가하여 기존의 응력-변형률 관계를 수정하였다. 수정된 응력-변형률 관계를 적용한 비선형 수치해석 프로그램을 작성하여 단면특성과 재료특성에 따른 각각의 설계 변수들이 하중-변위 관계와 모멘트-곡률 관계에 미치는 영향을 평가하였다.

강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더의 개발을 위한 실험연구 (Experimental Study for the Development of Steel-Confined Prestressed Concrete Girder)

  • 김정호;박경훈;황윤국;최영민;조효남
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권5호통권60호
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    • pp.593-602
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    • 2002
  • 콘크리트와 강판, PS강재의 구조적 장점을 극대화하여 낮은 형고로 경간을 장대화할 수 있는 새로운 교량 상부구조형식으로서 강재로 구속된 프리스트레스트 콘크리트 합성거더(Steel-Confined Prestressed Concrete Girder; SCP Girder)를 개발하였다. 개발된 SCP 합성거더의 효과적인 설계 및 제작을 위하여 설계프로그램을 개발하고 제작절차를 확립하였다. 이를 바탕으로 설계된 SCP 합성거더를 실물크기로 제작하여 시공성을 확인하였으며, 재하실험을 통해 설계의 타당성과 구조적 안전성 및 실적용 가능성에 대하여 검증하였다.

Strength and strain modeling of CFRP -confined concrete cylinders using ANNs

  • Ozturk, Onur
    • Computers and Concrete
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    • 제27권3호
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    • pp.225-239
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    • 2021
  • Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) has extensive use in strengthening reinforced concrete structures due to its high strength and elastic modulus, low weight, fast and easy application, and excellent durability performance. Many studies have been carried out to determine the performance of the CFRP confined concrete cylinder. Although studies about the prediction of confined compressive strength using ANN are in the literature, the insufficiency of the studies to predict the strain of confined concrete cylinder using ANN, which is the most appropriate analysis method for nonlinear and complex problems, draws attention. Therefore, to predict both strengths and also strain values, two different ANNs were created using an extensive experimental database. The strength and strain networks were evaluated with the statistical parameters of correlation coefficients (R2), root mean square error (RMSE), and mean absolute error (MAE). The estimated values were found to be close to the experimental results. Mathematical equations to predict the strength and strain values were derived using networks prepared for convenience in engineering applications. The sensitivity analysis of mathematical models was performed by considering the inputs with the highest importance factors. Considering the limit values obtained from the sensitivity analysis of the parameters, the performances of the proposed models were evaluated by using the test data determined from the experimental database. Model performances were evaluated comparatively with other analytical models most commonly used in the literature, and it was found that the closest results to experimental data were obtained from the proposed strength and strain models.

철계 형상기억합금 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥의 반복이력거동 평가 (Hysteretic Behavior Evaluation of Reinforced Concrete Columns Retrofitted with Iron-based Shape Memory Alloy Strips)

  • 정새벽;정동혁
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.287-297
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    • 2022
  • 본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

3차원 구성관계를 고려한 FRP-구속 콘크리트의 압축거동 예측모델 (Prediction of Compressive Behavior of FRP-Confined Concrete Based on the Three-Dimensional Constitutive Laws)

  • 조창근;권민호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.501-509
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    • 2004
  • 제안된 모델은 FRP 구속 콘크리트에 대한 압축거동 예측을 위한 것이다. FRP로 구속된 콘크리트의 모델링을 위하여, 3축 응력상태의 콘크리트 아탄성 구성관계를 제시하였다. FRP 구속에 따른 콘크리트 강도 증진은 3축 응력공간의 파괴기준에 따라 결정되며, 이에 대응하는 최대 압축변형률은 본 연구에서 제안된 변형률 증진계수로부터 결정된다. 따라서, 기존의 모델들이 하중단계에 관계없이 구속조건이 초기부터 파괴까지 일정하게 고려되는 반면에, 제안된 모델은 FRP로 구속된 콘크리트의 구속현상을 하중단계에 의존적인 비선형 관계로 제시하였다. FRP 층은 2차원의 적층된 복합재료의 해석에 기초하여 모델링되었다. 개발된 해석모델은 증분법에 의한 압축거동실험에 대한 해석을 수행할 수 있도록 하였다. FRP로 구속된 콘크리트 실린더의 대한 여러 연구자들의 실험 결과와 본 예측모델을 비교한 결과, 제안된 모델은 축방향 변형 뿐만 아니라 횡방향 변형을 포함하여 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.