• Smart Structures and Systems
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• 제26권5호
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• pp.605-617
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• 2020

In this study, the experimental tests for the direct tensile strength measurement of Ultra-High Performance Concrete (UHPC) were numerically modeled by using the discrete element method (circle type element) and Finite Element Method (FEM). The experimental tests used for the laboratory tensile strength measurement is the Compressive-to-Tensile Load Conversion (CTLC) device. In this paper, the failure process including the cracks initiation, propagation and coalescence studied and then the direct tensile strength of the UHPC specimens measured by the novel apparatus i.e., CTLC device. For this purpose, the UHPC member (each containing a central hole) prepared, and situated in the CTLC device which in turn placed in the universal testing machine. The direct tensile strength of the member is measured due to the direct tensile stress which is applied to this specimen by the CTLC device. This novel device transferring the applied compressive load to that of the tensile during the testing process. The UHPC beam specimen of size 150 × 60 × 190 mm and internal hole of 75 × 60 mm was used in this study. The rate of the applied compressive load to CTLC device through the universal testing machine was 0.02 MPa/s. The direct tensile strength of UHPC was found using a new formula based on the present analyses. The numerical simulation given in this study gives the tensile strength and failure behavior of the UHPC very close to those obtained experimentally by the CTLC device implemented in the universal testing machine. The percent variation between experimental results and numerical results was found as nearly 2%. PFC2D simulations of the direct tensile strength measuring specimen and ABAQUS simulation of the tested CTLC specimens both demonstrate the validity and capability of the proposed testing procedure for the direct tensile strength measurement of UHPC specimens.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.23-31
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• 2002

새롭게 개발된 직접인장시험기와 시험방법을 이용하여 습윤모래의 인장강도를 측정하였다. 본 연구를 통하여 습윤모래에 인장강도가 존재함을 분명하게 확인 할 수 있고, 저함수비 모래의 인장강도를 간단하고 정확하게 측정 가능함을 알 수 있다. 일반적으로 알고 있는 바와 달리 습윤모래의 인장강도는 영(zero)이 아님을 알 수 있다. 함수비가 (0.5 < w < 4.0%) 증가함에 따라 인장강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 상대밀도가 (30 < $D_r$ < 70%) 증가함에 따라 인장강도가 증가하는 경향은 더욱 뚜렷하게 나타났다. 지반공학적 문제에서 습윤모래의 인장강도에 대한 영향을 조사하기 위하여 사질토지반에 설치된 원형의 강성후팅에 대한 수치해석을 실시하였다. 해석결과 미소한 인장강도를 고려하더라도 지반의 안정성이 크게 증가함을 확인할 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제40권4호
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• pp.120-129
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• 1998

The tension stiffening in reinforced concrete member means increase of stiffness caused by the effective tensile stress between cracks and the tension softening behavior of concrete. This paper presents on the tensile behavior and tension stiffening of RC tension members. Direct tension tests were performed with a main experimental variables such as concrete strength, rebar diameter and strength. The tension stiffening was analyzed from the load-displacement relationship and was compared with ACI code, CEB model and the proposed by Collins ＆ Mitchell. The results are as follows : The tension behaviors of RC members were quite different from those of bare bar and were characterized by loading and concrete cracking steps. The effect of tension stiffening decreased rapidly as the rebar diameter and strength increased, and the concrete strength increased. The proposed by Collins ＆ Mitchell described well the experimental results, regardless of rebar types and concrete. But, ACI code and CEB model described a little differently, depending on the types. The effect of tension stiffening in RC member was the biggest near at concrete cracking step and decreased gradually to the bare bar's behavior as loading closed to the breaking point. Thus, tension stiffening in RC members should be taken into account when the load-deflection characteristics of a member are required or a precise analysis near the load of concrete clacking is needed.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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• pp.387-390
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• 2003

Direct tensile tests were carried out for the tensile members of steel-reinforced polymer concrete with different steel diameters and steel ratios to figure out the effect of tensile strength of polymer concrete. In the experiments, polymer concrete with $1000kgf/cm^2$ of compressive strength, steel with $5200kgf/cm^2$ of tensile strength, and the tensile members with 100 cm of constant length were used. Experimental results showed that, regardless of steel diameters and steel content, the strain energy exerted by concrete till the initial crack was 14-15% of the total energy till the point of yield: The energy was much larger than the one of high-strength cement concrete. The behaviors of tensile members of steel-reinforced polymer concrete were in relatively good agreement with the model suggested by Gupta-Maestrini (1990), which was idealized by the effective tensile stress-strain relationship of concrete and the load-strain relationship of members, while those showed a big difference from CEB-FIP model and ACI-224 equation suggested for the load-displacement relationship that was defined as the cross sectional stiffness of effective axis. Modified ACI-224 model code about the load-displacement relationship for the tensile members of steel-reinforced polymer concrete and theoretical equation for the polymer concrete tensile stiffness of polymer concrete suggested through the results of this study are expected to be used in an accurate structural analysis and design for the polymer concrete structural members.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.13-21
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• 2002

0.5% ~ 4.0%의 함수비를 가진 습윤모래의 인장강도 변화를 조사하기 위하여 개발된 인장 시험기를 이용한 일련의 실험을 수행하였다. 이러한 실험을 통하여 함수비, 상대밀도, 세립자 함유량 및 Precompression수준에 따라 모래의 인장강도는 변화하는 것으로 조사되었다. 함수비와 세립자 함유량이 증가함에 따라 인장강도는 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 상대밀도가 증가함에 따라 인장강도의 증가 경향은 더욱 분명하게 나타났다. 그러나, 인장강도에 대한 상대밀도와 세립자의 효과는 실질적으로는 함수비에 따라 결정됨을 알 수 있었다. 낮은 함수비(w < 0.5%) 에서 모래의 인장강도에 미치는 상대밀도와 세립자의 영향은 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 인장강도에 미치는 Precompression 효과도 실질적으로는 함수비에 의해 결정되며, Precompression의 크기와 기간의 영향은 상대적으로 적게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.791-797
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• 2011

이 논문은 인장증강효과에 대한 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 실시한 12개의 축하중을 받는 직접인장 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 피복두께와 철근 직경의 비를 주 변수로 선정하여 6개의 서로 다른 피복 두께를 갖는 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험 결과에 따르면 피복두께가 얇을수록 쪼갬균열의 영향이 크게 나타났으며, 인장증강효과와 균열간격이 감소하였다. 그리고 균열안정화 단계에서의 인장증강효과도 피복두께가 얇아질수록 감소하는 것을 확인하였다. 현행 설계기준의 인장증강효과 모델들은 피복두께의 변화에 따른 인장증강 거동의 차이를 반영할 수 없으며, 특히 피복두께가 얇을수록 인장증강효과가 감소하는 현상을 고려하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서 수행한 실험 및 분석 결과를 근거로 하여 인장증강효과에 피복두께의 영향을 반영할 수 있는 인장증강 계수 수정식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.168-174
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• 2001

탄소섬유쉬트는 고강도, 경량 및 고 내구성 등의 우수한 재료적 성질을 가지고 있어 철근콘크리트 건축물의 보수 .보강재료 장범위하게 사용되어져 왔다. 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 부착강도 즉, 부착거동은 탄소섬유쉬트에 의해 보수.보강되는 철근콘크리트 부재의 보강성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이다. 따라서, 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 접합면에서 발생되는 부착파괴의 메카니즘은 명확히 구명될 필요가 있다. 본 연구에서는 양생온도, 콘크리트의 표면상태 및 함수율 등의 환경요소변화에 따른 탄소섬유쉬트와 콘크리트의 인발접착강도을 파악함으로써 환경요소의 영향을 평가하였으며 아울러, 탄소섬유쉬트와 콘크리트와의 부착성능을 결정하는 유효부착길이 및 평균부착응력도를 평가하였다. 연구결과, 인발접착강도에 미치는 환경요소에서 양생온도가 가장 중요한 영향인자로 나타났으며, 인장전단부착 실험으로부터 얻어진 유효부착길이 및 평균부착응력도는 각각 15 cm 및 9.78~11.88kgf/$\textrm{cm}^2$ 내외라고 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.925-928
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• 2008

최근 내진부재 및 기존 구조물의 내진보강요소의 손상제어(Damage tolerance)성능을 충족할 수 있는 변형경화형 시멘트 복합체(Strain-hardening cement composites, SHCC)의 개발 및 활용 연구가 진행 중이며, 하이브리드화에 따른 경제성 및 성능향상 가능성도 보고되고 있다. 그러나 이러한 우수한 성능을 갖는 SHCC 재료가 실구조물의 보수/보강재 및 내진보강부재에 적용되기 위해서는 우수한 인장성능 발현뿐만 아니라, 보강섬유의 단가를 고려한 경제적 효과(Economical efficiency) 및 시공성 (Workability)이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 SHCC를 내진부재 및 보강재료로써 적용하기 위한 연구의 일환으로 합성섬유를 하이브리드하여 혼입시 휨 및 인장강도, 변형능력 등 거동특성을 분석함으로써 각 보강섬유의 인장강도 탄성계수 등 기계적 특성과 혼입율에 따른 재료성능과의 상관관계를 비교 분석하여 평가하고자 한다. 또한 물시멘트비를 변수로 하여 시멘트 복합체의 강도특성과 보강섬유의 부착특성 및 균열제어성능을 규명하고자 한다. 이러한 결과를 근거로 향후 SHCC 재료의 실구조물 적용시 요구성능 및 경제성을 고려한 재료배합에 관한 기초자료를 제시하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집(II)
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• pp.1019-1024
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• 2000

Carbon fiber sheet has been widely used for the strengthening of the concrete buildings structures due to its excellent physical properties such as high strength, lightness and high durability. Bond strength or behavior, on the other, hands, between carbon fiber sheet and concrete is very important in strengthening the concrete member using CFS. Also the bond failure mechanism between CFS and concrete should be fully verified and understood. This study is to investigate the bond strength of CFS to th concrete by the direct pull-out test and the tensile-shear test methods. From the tests, the average bond stress, $$\tau$_{y}$ and the effective bond length, $$\ell$_{ｕ}$ are acquired.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.169-176
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• 2011

이 논문에서는 철근의 효과를 고려한 고인성 섬유 보강 콘크리트의 휨 거동을 분석하기 위해 이에 대한 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 부재의 파괴 시 까지 안정적인 인장 응력을 보여주는 HPFRCC로 인해 휨 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 인장 철근이 항복할 때까지 균열이 국부화되지 않고 고르게 분산되는 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해, 직접 인장 실험으로부터 측정된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 R/HPFRCC의 휨 강도를 과대평가하는 것으로 나타난 반면, 인장 강성 실험으로부터 도출된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 실험 및 이론적 연구를 바탕으로 이 논문에서는 휨 파괴 기준을 단면 상단에서의 콘크리트 압축파괴에 의한 것과 단면 하단부의 인장 파괴에 의한 것으로 구분하였다. 정의된 두 가지 휨 파괴 기준에 근거하여 이 논문에서는 극한 휨 강도를 산정할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안된 식은 R/HPFRCC 부재의 설계 및 해석에 유용할 것으로 사료된다.