• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.205-214
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• 2010

일반적으로 조적조는 석재, 벽돌, 시멘트블록 등의 조적 개체와 모르타르(motar) 등 이종재료로 구성된 적층구조로서, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 가장 오래되고 광범위하게 사용되어진 구조재료이다. 그러나 수직하중에 대한 큰 저항능력에 비해 횡력에 매우 취약한 단점을 갖고 있으며, 최근에 발생한 지진피해사례에서도 저층의 조적조 건축물의 피해가 많이 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 수평전단력 향상을 위하여 기존 사각형 블록 벽체에서 발생되는 횡방향 통줄눈을 방지하여 횡력에 대한 저항력을 높여줄 수 있는 육각형 형태의 블록을 개발하고, 개발된 블록을 사용한 조적 벽체의 구조실험을 수행하여 거동특성과 전단강도의 증가효과 등을 분석하며, 신축 및 건물 리모델링시에 내진보강용으로 사용할 수 있는 조적조를 제안하고자 하였다. 개발된 중공형 및 솔리드형 블록을 사용하여, 블록의 형상 및 수직 철근 보강량 및 배열위치를 변수로 육각형 블록 벽체의 구조실험을 수행 하였으며, 기존 사각형의 조적조 벽체에 비교하여 상대적으로 연성적인 거동과 전단저항 능력의 향상을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.319-326
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• 2009

정(井)자형 H형강을 강축의 수직 방향에 대해 띠판으로 연결한 조립보를 수평버팀대로 사용하면 구조적으로 약축 방향의 세장비를 줄여 구조 효율을 높일 수 있으며 또한 이를 구조물 지하 골조의 일부로 사용하여 시공성을 개선시킬 수 있다. 이 시스템의 H형강이 서로 만나는 교차 부분에는 콘크리트가 채워지고 그 사각형 가운데는 철근콘크리트 기둥이 위치하게 된다. 보-기둥 접합부의 뚫림 전단거동은, 사변을 구속하고 있는 H형강에 의해 전단균열에 의한 방사변형이 구속되어지며, H형강이 접합부를 충분히 구속할 수 있는 경우 하중 전달이 효과적으로 이루어지고, 일반적인 경우의 뚫림 전단강도보다는 더 큰 내력을 가지게 된다. 이 현상을 확인하기 위하여 구속 여부와 기둥면에서 구속 H형강까지의 거리를 변수로 하여 실험하였다. 실험 결과는 콘크리트구조설계기준을 준용하여 얻은 식과 비교하였고, 제안된 식을 통하여 계산된 결과는 실험을 통해 얻은 뚫림 전단강도와 비슷한 결과를 나타냈다.

• Steel and Composite Structures
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• 제13권3호
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• pp.239-258
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• 2012

In this paper, experimental investigations on high strength steel (HSS) stud connected steel-concrete composite (SCC) girders to understand the effect of shear connector density on their flexural behaviour is presented. SCC girder specimens were designed for three different shear capacities (100%, 85%, and 70%), by varying the number of stud connectors in the shear span. Three SCC girder specimens were tested under monotonic/quasi-static loading, while three similar girder specimens were subjected to non-reversal cyclic loading under simply supported end conditions. Details of casting the specimens, experimental set-up, and method of testing, instrumentation for the measurement of deflection, interface-slip and strain are discussed. It is found that SCC girder specimen designed for full shear capacity exhibits interface slip for loads beyond 25% of the ultimate load capacity. Specimens with lesser degree of shear connection show lower values of load at initiation of slip. Very good ductility is exhibited by all the HSS stud connected SCC girder specimens. It is observed that the ultimate moment of resistance as well as ductility gets reduced for HSS stud connected SCC girder with reduction in stud shear connector density. Efficiency factor indicating the effectiveness of high strength stud connectors in resisting interface forces is estimated to be 0.8 from the analysis. Failure mode is primarily flexure with fracturing of stud connectors and characterised by flexural cracking and crushing of concrete at top in the pure bending region. Local buckling in the top flange of steel beam was also observed at the loads near to failure, which is influenced by spacing of studs and top flange thickness of rolled steel section. One of the recommendations is that the ultimate load capacity can be limited to 1.5 times the plastic moment capacity of the section such that the post peak load reduction is kept within limits. Load-deflection behaviour for monotonic tests compared well with the envelope of load-deflection curves for cyclic tests. It is concluded from the experimental investigations that use of HSS studs will reduce their numbers for given loading, which is advantageous in case of long spans. Buckling of top flange of rolled section is observed at failure stage. Provision of lips in the top flange is suggested to avoid this buckling. This is possible in case of longer spans, where normally built-up sections are used.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.539-553
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• 2016

Polymer concrete (PC) has been favoured over Portland cement concrete when low permeability, high adhesion, and/or high durability against aggressive environments are required. In this research, a new class of PC incorporating Multi-Walled Carbon Nanotubes (MWCNTs) is introduced. Four PC mixes with different MWCNTs contents were examined. MWCNTs were carefully dispersed in epoxy resin and then mixed with the hardener and aggregate to produce PC. The impact strength of the new PC was investigated by performing low-velocity impact tests. Other mechanical properties of the new PC including compressive, flexural, and shear strengths were also characterized. Moreover, microstructural characterization using scanning electron microscope and Fourier transform infrared spectroscopy of PC incorporating MWCNTs was performed. Impact test results showed that energy absorption of PC with 1.0 wt% MWCNTs by weight of epoxy resin was significantly improved by 36 % compared with conventional PC. Microstructural analysis demonstrated evidence that MWCNTs significantly altered the chemical structure of epoxy matrix. The changes in the microstructure lead to improvements in the impact resistance of PC, which would benefit the design of various PC structural elements.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.115-125
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• 2009

철근콘크리트 골조에 얇은 강판채움벽을 접합한 합성벽의 내진 성능을 연구하기 위한 실험을 실시하였다. 실험체로서 얇은 채움강판을 사용한 3층 합성벽을 사용하였다. 주요 실험 변수는 기둥의 철근비와 채움벽의 개구부이다. 비교를 위하여 철근콘크리트 채움벽과 철근콘크리트 골조에 대한 실험을 실시하였다. 강판채움벽을 갖는 합성벽 실험체는 철근콘크리트 채움벽과 동일한 하중재하능력을 나타내면서도 변형능력이 크게 향상되었다. 또한 철골 골조를 사용한 강판벽 시스템과 마찬가지로 우수한 강도, 큰 변형능력 및 에너지소산 능력을 나타냈다. RC 골조에 대한 강판채움벽의 보강효과로 기둥-보 접합부의 전단균열과 손상을 방지할 수 있었다. 스트립 모델을 사용한 해석 연구를 통하여 합성벽 실험체의 강성 및 강도를 예측하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교했다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.445-455
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• 2022

Steel anchor bolts are installed in concrete using a variety of methods. One of the most common methods of anchor bolt installation is using epoxy resin as an infill material injected into the drilled hole to act as a bonding material between the steel bolt and the surrounding concrete. Typical design standards assume uniform stress distribution along the length of the anchor bolt accompanied with single crack leading to pull-out failure. Experimental evidence has shown that the steel anchor bolts fail owing to the multiple failure patterns, hence these design assumptions are not realistic. In this regard, the presented research work details the analytical model that takes into consideration multiple micro cracks in the infill material induced via impact loading. The impact loading from the Schmidt hammer is used to evaluate the bond condition bond condition of anchor bolt and the epoxy material. The added advantage of the presented analytical model is that it is able to take into account the various type of end conditions of the anchor bolts such as bent or U-shaped anchors. Through sensitivity analysis the optimum stiffness and shear strength properties of the epoxy infill material is achieved, which have shown to achieve lower displacement coupled with reduced damage to the surrounding concrete. The accuracy of the presented model is confirmed by comparing the simulated deformational responses with the experimental evidence. From the comparison it was found that the model was successful in simulating the experimental results. The proposed model can be adopted by professionals interested in predicting and controlling the deformational response of anchor bolts.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권5호
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• pp.461-473
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• 2022

Energy-saving block and invisible multiribbed frame composite wall (EBIMFCW) is an important shear wall, which is composed of energy-saving blocks, steel bars and concrete. This paper conducted seismic performance tests on six 1/2-scale EBIMFCW specimens, analyzed their failure process under horizontal reciprocating load, and studied the effect of axial compression ratio on the wall's hysteresis curve and skeleton curve, ductility, energy dissipation capacity, stiffness degradation, bearing capacity degradation. A formula for calculating the peak bearing capacity of such walls was proposed. Results showed that the EBIMFCW had experienced a long time deformation from cracking to failure and exhibited signs of failure. The three seismic fortification lines of the energy-saving block, internal multiribbed frame, and outer multiribbed frame sequentially played important roles. With the increase in axial compression ratio, the peak bearing capacity and ductility of the wall increased, whereas the initial stiffness decreased. The change in axial compression ratio had a small effect on the energy dissipation capacity of the wall. In the early stage of loading, the influence of axial compression ratio on wall stiffness and strength degradation was unremarkable. In the later stage of loading, the stiffness and strength degradation of walls with high axial compression ratio were low. The displacement ductility coefficients of the wall under vertical pressure were more than 3.0 indicating that this wall type has good deformation ability. The limit values of elastic displacement angle under weak earthquake and elastic-plastic displacement angle under strong earthquake of the EBIMFCW were1/800 and 1/80, respectively.

• 한국도로학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.47-58
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• 2018

PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the mechanical properties of a cold-recycling asphalt mixture used as a base layer and to determine the optimum emulsified-asphalt content for ensuring the mixture's performance. METHODS : The physical properties (storage stability, mixability, and workability) of three types of asphalt emulsion (CMS-1h, CSS-1h, and CSS-1hp) were evaluated using the rotational viscosity test. Asphalt emulsion residues, prepared according to the ASTM D 7497-09 standard, were evaluated for their rheological properties, including the $G*/sin{\delta}$and the dynamic shear modulus (${\mid}G*{\mid}$). In addition, the Marshall stability, indirect tensile strength, and tensile-strength ratio (TSR) were evaluated for the cold-recycling asphalt mixtures fabricated according to the type and contents of the emulsified asphalt. RESULTS : The CSS-1hp was found to be superior to the other two types in terms of storage stability, mixability, and workability, and its $G*/sin{\delta}$ value at high temperatures was higher than that of the other two types. From the dynamic shear modulus test, the CSS-1hp was also found to be superior to the other two types, with respect to low-temperature cracking and rutting resistance. The mixture test indicated that the indirect tensile strength and TSR increased with the increasing emulsified-asphalt content. However, the mixtures with one-percent emulsified-asphalt content did not meet the national specification in terms of the aggregate coverage (over 50%) and the indirect tensile strength (more than 0.4 MPa). CONCLUSIONS : The emulsified-asphalt performance varied greatly, depending on the type of base material and modifying additives; therefore, it is considered that this will have a great effect on the performance of the cold-recycling asphalt pavement. As the emulsified-asphalt content increased, the strength change was significant. Therefore, it is desirable to apply the strength properties as a factor for determining the optimum emulsified-asphalt content in the mix design. The 1% emulsified-asphalt content did not satisfy the strength and aggregate coverage criteria suggested by national standards. Therefore, the minimum emulsified-asphalt content should be specified to secure the performance.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.809-820
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• 2008

니브 플레이트 길이가 1,500 mm인 새로운 실물크기 개량 더블티 슬래브를 제안, 설계하고 종국 휨강도까지 실험에 의하여 평가하였다. 이 슬래브는 기존의 PCI 더블티와 같은 티 (tee)단면과 새로이 개조된 플레이트단면으로 구성되어있으며, 긴장력은 티 (tee)단면 하부에만 적용되었다. 이 실험체는 국내 프리캐스트 공장에서 제작한 실험체이다. 휨실험에 의하여 티 (tee)단면이 종국 휨강도를 발휘할 때까지 개조된 댑단부를 포함한 니브 플레이트 단면의 안전성과 사용성을 평가하려 하였다. 하중을 가력할수록 초기 휨 균열들이 더블티 하단에서 발생하였고, 그 후 휨전단과 사인장 균열들은 댑단부와 니브 부분으로 증가하여 발생하였다. 제안한 개량 더블티 슬래브는 설계하중 이상의 휨 내력으로 고르게 분포된 많은 휨균열과 함께 연성 파괴되었다. 두께 250 mm의 니브 플레이트부분은 사용하중 하에서 어떠한 균열도 발생하지 않았고, 티 (tee)부분의 극한하중 하에서도 미소한 휨균열만 보여주었다. 제안하는 실험체는 이 실험에서 설계기준 조건을 만족시키는 강도와 연성거동을 보여주었다. 보다 효율적인 활용을 위하여, 니브 플레이트 두께와 인장철근을 감소시킬 수 있는 추가 실험이 제안하는 개량 댑 더블티에 대하여 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.773-783
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• 2007

와이어로프 단위를 이용한 단순한 비 부착형 전단보강 기술이 개발되었다. 제안된 보강 기술에 의해 보강된 연속 T형 보 6개와 동일한 무 보강 시험체가 실험되었다. 고려된 주요 변수는 와이어로프의 양과 프리스트레스이다. 모든 시험체의 기하학적 특성 및 철근 배근을 동일하다. 와이어로프의 프리스트레스로 인한 콘크리트 복부에서의 수직응력 분포가 보의 경사균열 전단내력 및 최대 전단내력에 미치는 영향이 또한 제시되었다. 본 연구의 실험 결과로부터 제안된 보강 기술을 이용하여 철근콘크리트 보의 전단내력 향상 및 연성을 확보하기 위해서는 와이어로프 비는 ACI 기준에서 제시하는 최소 전단철근비의 2.5배 이상, 그리고 프리스트레스는 와이어로프 인장강도의 0.6배 이하로 있어야 함이 제안될 수 있었다. 와이어로프 단위로 보강된 연속 T형 보의 전단내력을 평가하기 위하여 상계치 이론을 이용한 수치해석 모델이 제시되었다. 제시된 수치해석 모델은 ACI 318-05의 전단내력 식에 비해 실험 결과와 잘 일치하였다.