?(warping)의 효과(効果)가 포함된 원형곡선부재(圓形曲線部材)의 부재강도(部材剛度)매트릭스를 미분방정식(微分方程式)의 해석적(解析的)인 해(解)를 사용(使用)하여 유도(誘導)하고, 원형곡선부재(圓形曲線部材)의 변위법(變位法)에 의(依)한 정적탄성해석방법(靜的彈性解析方法)을 제시(提示)하였다. 예제(例題)를 통하여 얻어진 결과(結果)는 다른 방법(方法)에 의(依)한 해석결과(解析結果)와 잘 일치(一致)하고 있어, 본(本) 논문(論文)의 정당성을 입증하였고 원형곡선부재(圓形曲線部材)로 구성(構成)된 구조물(構造物)을 해석(解析)할 때 곡선좌표계(曲線座標系)를 사용(使用)하므로써, 한 절점에 연결된 양쪽 부재축(部材軸)의 접선(接線)이 일치(一致)한다면, 국부좌표계(局部座標系)로부터 전체좌표계(全體座標系)로의 변환(變換)이 필요(必要)없음을 보였다. 본(本) 논문(論文)에서 유도(誘導)된 이론(理論)은 P.S. 상자형(箱子桁)의 폐단면(閉斷面) 또는 부재평면(部材平面)과 수직(垂直)인 축(軸)에 대하여 대칭인 개단면(開斷面)을 갖는 수평원형곡선부재(水平圓形曲線部材)로 이루어진 구조물(構造物)의 엄밀(嚴密)한 해석(解析)에 적용(適用)할 수 있다.
Santana, Paulo F.M.;Silva, Patricia C.S.;Ferreira, Mauricio P.;Bezerra, Luciano M.;Oliveira, Marcos H.
Structural Engineering and Mechanics
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제84권4호
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pp.531-546
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2022
Headed bars are often used when there is insufficient space for a straight or curved bar to be fully developed to ensure the transference of forces between steel and concrete in several types of connections between structural members. In such cases, the concrete breakout strength of the headed bars can be a critical point of the design and must be considered appropriately. This paper evaluates the tensile strength of headed bars embedded in reinforced concrete members, failing due to concrete breakout. Four experimental tests on headed bars embedded in slender concrete members are presented and discussed, showing that strength previsions from the design codes can be significantly conservative as they ignore the contribution from the flexural reinforcement. 3D finite element models were developed using Abaqus Unified FEA to simulate the tested specimens, and it was observed that they were able to reproduce the formation of the concrete cone accurately, besides the response and resistance observed in tests. Furthermore, the experimental, numerical, and design code resistances are compared and discussed. A new equation to evaluate the concrete cone strength of the tested headed bars is proposed, which takes into account parameters not explicitly considered in the current design equations.
Free-form buildings serve as landmarks, and interest and demand are increasing. However, in the case of free-form concrete members, different curved surfaces are required depending on the location where they are used, and the formwork is custom-made and used. Concrete is poured into the manufactured formwork to produce FCP (Free-form Concrete Panel). However, since it is an atypical building that requires precise curvature, compaction cannot be performed after concrete is poured. This leads to the occurrence of bughole, which reduce the strength and aesthetics of concrete. Therefore, in this study, we intend to conduct basic experiments to develop a magnetic compaction device that can be used for FCP. As a result of the experiment, it was confirmed that the bug hole was improved when the magnetic compaction device was applied, and there was no significant difference in compressive strength and flexural strength. This technology can be used in the field of Free-form concrete where it is difficult to perform compaction work, and it is expected to be used as a basic research related to technology for new automatic compaction.
최근 곡선교 사용이 증가함에 따라 기존 곡선 교량의 한계점을 극복하고자 PSC 곡선 주형을 이용한 곡선교에 대한 해석적 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 프레임 요소를 이용한 격자해석방법으로는 PSC 곡선교에 대한 정밀해석이 어렵다. 이에 따라 이 연구에서는 PSC 곡선교의 정밀 유한 요소 해석을 실시하여 프리캐스트 PSC 곡선교의 설계를 위한 참고자료로 사용하고자 한다. 이를 위하여 3차원 솔리드 요소를 사용한 모델링을 실시하고, 거더 수, 하중 재하 위치, 단면 변화, 긴장력 변화 및 편긴장력 도입 여부와 같은 매개변수에 대한 거동을 평가하였다. 해석 결과 경간장 50 m 3주형 교량의 항복하중과 파괴 하중이 경간장 40 m 2주형 교량에 비해 200% 이상의 성능을 보였고, 외측거더에 하중을 가하였을 경우 도심의 위치에 따라 하중저항력 및 거더 간의 처짐 편차가 낮게 평가되는 것으로 나타났다. 또한 거더 단면을 변화시킨 경우 단면의 증가에 따라 구조성능이 향상되는 것으로 나타났으나 PS도입량의 변화에 의한 효과에 비해 경제성과 시공성에서 불리한 것으로 나타났다. PS 도입량 변화에 따른 영향을 분석한 결과 PS 도입량이 증가함에 따라 솟음량과 하중저항력이 비례하여 증가하였으며 거더 간 처짐 편차가 줄어드는 경향을 보였다. 또한, 편긴장력을 도입하였을 시 도입량 증가에 비례하여 내외측 거더 모두에서 하중저항력이 증가하며, 특히 외측거더에 편긴장력이 도입되었을 때 더 우수한 성능을 보이는 것으로 나타나, PSC 곡선교의 경제성 및 안정성을 확보하는데 효율적인 것으로 나타났다.
Unlike the past, supported by the development of digital technologies, free-form buildings are frequently designed with creative thoughts of architectural designers. However, there are some difficulties preventing successfully completion of projects, like reduced productivity and increased construction duration and cost upon the process of producing and installing concrete panels for free-form structures. In particular, there are active studies on the CNC machine for production of free-form concrete panels. Yet, it is difficult to effectively and easily come up with information on production and installation of free-form, curve-surfaced panels which are difficult to be mathematically defined. This requires a lot of manpower and time to implement the curved surfaces of free-form buildings as intended by architects. Accordingly, it needs a model that can effectively create production-installation data of free-form concrete panels for successful free-form building projects. Thus, the purpose of the study is to suggest data estimation model of production-installation using mathematical algorithm in free-form concrete panels. The study results will realize effective production and installation of free-form concrete members, allowing improved productivity of projects, reduced cost and shortened construction duration.
Jilin highway concrete bridge is located in the center of Jilin City, which is positioned in the middle part in Jilin Province in the east north of China. This bridge crosses the Songhua River and connects the north and the south of Jilin City. The main purpose of damages inspection of the bridge components is to ensure the safety of a bridge and to identify any maintenance, repair, or strengthening which that need to be carried out. The damages that occur in reinforced concrete bridges include different types of cracks, scalling and spalling of concrete, corrosion of steel reinforcement, deformation, excessive deflection, and stain. The main objectives of this study are to inspect the appearance of Jilin highway concrete bridge and describe all the damages in the bridge structural members, and to evaluate the structural performance of the bridge structure under dead and live loads. The tests adopted in this study are: (a) the depth of concrete carbonation test, (b) compressive strength of concrete test, (c) corrosion of steel test, (d) static load test, and (e) dynamic load test. According to the damages inspection of the bridge structure appearance, most components of the bridge are in good conditions with the exception arch waves, spandrel arch, deck pavement of new arch bridge, and corbel of simply supported bridge which suffer from serious damages. Load tests results show that the deflection, strain, and cracks development satisfy the requirements of the standards.
Concrete track on the new railway lines of the existing roads are built on high ground, or less than 400m radius of the sharp curve sectors will occur. sharp curve sectors the rail and wheel friction, stick-slip due to the band of 1,000Hz or squeal noise occurs from the increase in civil complaints about noise is a real situation. In this study, discussed in previous studies, noise measurements for each radius of concrete track and frequency analysis, followed by the radius of the curve in order to investigate vibration characteristics of urban railway sector sharp curve radius less than 400m and 400m ~ 1,000 m further to the point selected track components(rails, sleepers, ballast) according to the vibration measurements and analysis of the frequency characteristics and the results were derived.
본 연구에서는 교량 구조물의 콘크리트덱에 시공시 생기는 건조수축과 크리프에서 오는 영향을 검토하였다. 본 연구에서는 4가지의 교량을 비교하였으며, 그 중 두 개의 직선복합 상자교량과 2개의 곡선상자교량을 (+)모멘트 지역과 (-)모멘트 지역프로 구분하여 위의 영향에서 오는 응력변화의 차이점을 검토하였다. 또한 변형율과 처짐에 미치는 영향도 검토하였다. 해석 방식 은 Vlasov의 미분방정식을 이용하였으며, 유한차분법(Finite Difference Method)을 사용하였다.
Free-form Concrete Panel(FCP) is each panel that composes the concrete exterior skin of Free-form building. FCPs contain curved surfaces, and FCPs have different curvature, size, and angles. In order to manufacture FCP, high technology is required, and it is currently difficult to manufacture it according to the design shape. In particular, many errors occur in the side shape of FCP. This is because when the side silicone mold is applied, it is installed without a coupling method between molds and support device. In this study, basic research was conducted to develop a side silicone mold support device to solve the above problems. We classified the required performance and derived the detailed requirements. Also, Based on this, we drew the basic design of the support device. We plans to conduct design improvement, mock-up making, and FCP manufacturing experiments through future research.
평면내 곡선교량은 편심하중뿐만 아니라 자중만으로도 비틀림하중을 받게 되고, 이는 지점부 부반력 발생의 원인이 된다. 본 논문에서는 경간장 48.8m를 가지는 단경간 곡선강박스 거더교량에 대해 내부곡률각도를 0.49~1.35rad으로 조정하면서 곡률효과에 따라 지점에서 발생하는 수직반력을 분석하였다. 부반력 발생가능성을 고려하여 반력 크기 및 방향을 예측하기 위해 곡선교량 상부구조를 각 독립된 요소로 분리하여 반력산정식을 해석적으로 개발하였다. 콘크리트 바닥판 및 강재 하부플랜지는 각각 면의 차원을 가지는 기학학적 환형섹터로, 수평면내에서 폭이 좁게 투영되어 나타나는 상부플랜지 및 복부판은 선의 차원을 가지는 기하학적 호로 가정되었다. 제안된 반력산정식의 형식은 비교적 단순하고 그 예측값은 유한요소해석으로 얻은 값과 비교하였을 때 오차가 1% 수준으로 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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