이 논문은 철근콘크리트 구조물의 균열폭 계산을 위한 해석적 모델을 제안한 것이다. 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-슬립 특성을 수치적으로 전개하기 위해서 수치해석을 통하여 균열안정화단계에서의 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 슬립이 선형 분포함을 확인하고, CEB-FIP Model Code 1990과 Eurocode 2에서 제시하고 있는 부착응력-슬립 관계에 적용하였다. 이와 같은 방법을 통하여 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 유도하고, 이로부터 두 재료의 축방향 변형량의 차이로부터 균열폭을 계산할 수 있는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험 자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 균열폭 규정으로 계산한 결과에 비하여 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.
이 논문은 연약암반 내 불연속면 내에서의 그라우트에 의한 보강효과를 극대화하기 위한 하나의 방법으로써 균열의 간극 폭과 길이를 규명하는 것으로 암반을 대상으로 한 건설공사에서 연약암반 개량의 기초자료로 활용하게 함에 그 목적이 있다. 결과는 각 균열에서의 평균 트레이스 길이는 $1.5{\sim}3.0mm$ 범위로 나타난다. 이들 각 균열에서의 재구성 분포 성상의 해석결과 간극 폭의 추정치가 실험치와 잘 일치하고 간극 폭의 분포성상에 있어서 추정치가 음의 경향을 갖는다.
Mukhtiar Ali Soomro;Dildar Ali Mangnejo;Naeem Mangi
Geomechanics and Engineering
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제34권3호
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pp.251-265
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2023
In urban construction projects, it is crucial to evaluate the impacts of excavation-induced ground movements in order to protect surrounding structures. These ground movements resulting in damages to the neighboring structures and facilities (i.e., parking basement) are of main concern for the geotechnical engineers. Even more, the danger exists if the nearby structure is an ancient or masonry brick building. The formations of cracks are indicators of structural damage caused by excavation-induced ground disturbances, which pose issues for excavation-related projects. Although the effects of deep excavations on existing brick masonry walls have been thoroughly researched, the impact of twin excavations on a brick masonry wall is rarely described in the literature. This work presents a 3D parametric analysis using an advanced hypoplastic model to investigate the responses of an existing isolated brick masonry wall to twin perpendicular excavations in dry sand. One after the other, twin perpendicular excavations are simulated. This article also looks at how varying sand relative densities (Dr = 30%, 50%, 70%, and 90%) affect the masonry wall. The cracks at the top of the wall were caused by the hogging deformation profile caused by the twin excavations. By raising the relative density from 30% to 90%, excavation-induced footing settlement is greatly minimized. The crack width at the top of the wall reduces as a result of the second excavation in very loose to loose sand (Dr = 30% and 50%). While the crack width on the top of the wall increases owing to the second excavation in medium to very dense sand (Dr = 70% and 90%).
본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.
This paper presents the results of an experimental investigation on the behaviour of 56 reinforced concrete beams subjected to pure torsion. The reported results include the behaviour curves, the failure modes and the values of the pre-cracking torsional stiffness, the cracking and ultimate torsional moments and the corresponding twists. The influence of the volume of stirrups, the height to width ratios and the arrangement of longitudinal bars on the torsional behaviour is discussed. In order to describe the entire torsional behaviour of the tested beams, the combination of two different analytical models is used. The prediction of the elastic till the first cracking part is achieved using a smeared crack analysis for plain concrete in torsion, whereas for the description of the post-cracking response the softened truss model is used. A simple modification to the softened truss model to include the effect of confinement is also attempted. Calculated torsional behaviour of the tested beams and 21 beams available in the literature are compared with the experimental ones and a very good agreement is observed.
The objective of this study is to find the change of signal characteristics of matrix cracks due to the different specimen shapes. As the concept of the smart structure, monitoring of acoustic emission (AE) can be applied to inspect the fracture of the structures in operating condition using built-in sensors. To understand the characteristics of matrix crack signals, we performed tensile tests by changing the thickness and width of the specimens. This paper describes the implementation of time-frequency analysis such as wavelet transform (WT) fur the quantitative evaluation of fracture signals. The experimental result shows the distinctive signal features in frequency domain due to the different specimen shapes.
Turbine blade is subject to force of three types ; the torsional force by torsional mount, the centrifugal force by the rotation of rotor and the cyclic bending force by steam pressure. The cyclic bending force was a main factor on fatigue strength. SEM fractography in root of turbine blade showed micro-clack width was not dependent on stress intensity factor range. Especially, fatigue did not exist on SEM photograph in root of turbine blade. To clear out the fracture mechanism of turbine blade, nanofractography was needed on 3-dimensional crack initiation and crack growth with high magnification. Fatigue striation partially existed on AFM photograph in root of turbine blade. Therefore, to find a fracture mechanism of the torsion-mounted blade in nuclear power plant, the relation between stress intensity factor range and surface roughness measured by AFM was estimated, and then the load amplitude ΔP applied to turbine blade was predicted exactly by root mean square roughness.
With the aging of buildings, the number and importance of regular inspections of buildings are increasing. The current safety inspection goes through a procedure in which a skilled technician visits an old building, visually checks it, takes a photo, and finally organizes and judges it at the office. For this, field personnel and analysis and review personnel are required. Since the inspection procedure includes taking pictures, a huge amount of data has been accumulated from the time digital photos were used to the present. When a model that can check cracks outside a building is developed using these data, manpower and time required can be greatly reduced. Therefore, this study aims to create a model for classifying cracks that occur outside the building through the artificial intelligence method. The created model can be used as a basic model for determining cracks only by external photography in the future, and furthermore, it can be used as basic data for calculating the size and width of cracks.
콘크리트에 균열이 발생하는 경우 균열부로의 열화 이온의 침투가 확산되어 철근콘크리트 구조물에 구조적 내구적 문제를 야기한다. 본 연구에서는 보통 및 고강도 플라이애시 콘크리트를 대상으로 재령 56일에 최대 1.0mm까지 다양한 균열 폭을 유도한 후 재령 2년의 정상상태 촉진 염화물 확산계수를 평가하였다. 균열 효과를 선형회귀분석을 통해 고려하면 고강도 콘크리트는 보통 강도 콘크리트 보다 균열 폭에 의한 확산계수 증가가 다소 적었으며 균열 폭이 증가함에 따라 확산계수가 비선형적으로 증가하였다. 또한 두 가지 배합에서 재령이 증가할수록 균열에 의한 영향이 감소하였다. 지수함수 형태를 사용하여 균열 및 재령 효과를 정량화하는 경우, 선형회귀분석을 통한 경우보다 더 높은 결정계수를 나타내었다. 정상상태에서는 균열 효과와 재령의 영향 간의 상관성이 크지 않은 것으로 보이며 두 가지 독립영향을 고려하는 경우 합리적인 균열부 콘크리트 확산성 예측식을 제안할 수 있다고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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