• Steel and Composite Structures
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• 제19권6호
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• pp.1561-1580
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• 2015

No significant improvement has been observed on the seismic performance of the ordinary steel reinforced concrete (SRC) columns compared with the reinforced concrete (RC) columns mainly because I, H or core cross-shaped steel cannot provide sufficient confinement for core concrete. Two improved SRC columns by constructing with new-type section steel were put forward on this background: a cross-shaped steel whose flanges are in contact with concrete cover by extending the geometry of webs, and a rotated cross-shaped steel whose webs coincide with diagonal line of the column's section. The advantages of new-type SRC columns have been proved theoretically and experimentally, while construction measures and seismic behavior remain unclear when the new-type columns are joined onto SRC beams. Seismic behavior of SRC joints with new-type section steel were experimentally investigated by testing 5 specimens subjected to low reversed cyclic loading, mainly including the failure patterns, hysteretic loops, skeleton curves, energy dissipation capacity, strength and stiffness degradation and ductility. Effects of steel shape, load angel and construction measures on seismic behavior of joints were also analyzed. The test results indicate that the new-type joints display shear failure pattern under seismic loading, and steel and concrete of core region could bear larger load and tend to be stable although the specimens are close to failure. The hysteretic curves of new-type joints are plumper whose equivalent viscous damping coefficients and ductility factors are over 0.38 and 3.2 respectively, and this illustrates the energy dissipation capacity and deformation ability of new-type SRC joints are better than that of ordinary ones with shear failure. Bearing capacity and ductility of new-type joints are superior when the diagonal cross-shaped steel is contained and beams are orthogonal to columns, and the two construction measures proposed have little effect on the seismic behavior of joints.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.493-494
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• 2009

와이어로프 유닛으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 T형 강판 정착효과를 알아보기 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 3개의 기둥 시험체가 휨 실험되었다. 주요변수는 T형 강판의 정착 유무이다. 실험된 기둥의 연성비는 기존 연구자들의 띠철근의 실험결과와 비교되었다. 실험결과 T형 강판의 정착으로 횡하중 내력 및 연성비는 각각 무보강 기둥에 비해 40%와 130% 향상되었다. 특히, 동일한 유효횡보강지수에서 T형 강판이 정착된 보강기둥의 연성비는 띠철근 기둥에 비해 현저히 높았다.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권5호
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• pp.495-506
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• 2019

This paper presents the results of axial pressure testing on reinforced concrete columns (RCCs) filled with confined normal concrete (NC) and high-strength concrete (HSC) using glass-fiber reinforced plastic pipes (GRP) casing as well as fiber reinforced polymer (FRP). This study aims to evaluate the behavior and mechanical properties of columns confined with GRP casing and FRP wrapping under pressure loads. The major parameters in the experiments were the type of concrete, the effect of GRP casing and FRP wrapping, as well as the number of FRP layers. 12 cylindrical RCCs (150*600) mm were prepared and divided into two groups, NC and HSC, and each group was divided into two parts. In each part, one column was without FRP strengthening layer, a column was wrapped with one FRP layer and another column with two FRP layers. All columns were tested under concentrated compression load. The results of the study showed that the utilization of FRP wrapping and GRP casing improved compression capacity and ductility of RCCs. The addition of one and two layers-FRP wrapping increased compression capacity in the NC group to an average of 18.5% and 26.5% and to an average of 10.2% and 24.8% in the HSC group. Meanwhile, the utilization of GRP casing increased the compression capacity of the columns by 4 times in the NC group and 3.38 times in the HSC group. The results indicated that although both FRP wrapping and GRP casing result in confinement, the GRP casing resulted in increased compression capacity and ductility of the RCCs due to higher confinement. Furthermore, the confinement effect was higher on columns made with NC.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.39-49
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• 2003

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 축력과 함께 반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 교각의 모멘트-곡률 포락곡선 및 하중-변위 포락곡선을 얻기 위한 비선형 해석방법을 제시한다. 철근콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 주요변수들에 대한 기존의 해석모델을 적용하였으며, 국내ㆍ외에서 수행된 나선철근 및 원형띠철근 기둥의 준정적 실험결과와의 비교 분석을 통하여 실험결과와 유사한 해석결과를 제공할 수 있도록 기존의 해석모델을 일부 수정 제안하였다. 해석에는 횡방향 구속효과를 고려한 콘크리트 모델, 반복하중을 받는 철근의 포락선 모델, 축방향철근의 부착슬립 모델, 전단변형 모델 등을 적용하였다. 제안된 해석방법은 실험결과를 비교적 잘 예측할 수 있는 것으로 평가되며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.95-104
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• 2007

편심 하중을 받는 철근 콘크리트 기둥에서 띠철근과 콘크리트 강도의 영향을 파악하기 위하여 콘크리트 압축강도, 띠철근 배근간격 및 형상, 편심비를 주요 변수로 하여 단면 $200mm{\times}200mm$의 시험체 24개를 실험하였다. 이러한 연구를 통하여 콘크리트 기둥은 편심거리비, 띠철근 배근간격, 띠철근 배근형태 등에 관계없이 콘크리트 강도가 증가할수록 취성적으로 거동하였고, 편심거리비가 증가할수록 띠철근 배근에 의한 연성 증가 효과는 감소함을 알 수 있었다. 띠철근 배근간격이 100mm에서 30mm로 줄어들 경우, 최대 내력은 10~20% 증가하였으며, 최대 내력 이후에도 보다 연성적으로 거동하였다. 그러므로 고강도 콘크리트 기둥에서 적당한 연성과 강도를 확보하기 위해서는 일반강도 콘크리트에 비하여 더 많은 띠철근 체적비와 밀실한 띠철근 배근이 필요하였으며, 띠철근 배근 간격만을 제한하는 현재의 대한건축학회 내진 기준은 고강도 콘크리트 사용 시 띠철근의 배근 효과와 부재 연성 확보 측면에서 불안전하였으며, 띠철근을 콘크리트 강도와 연계하는 새로운 내진 기준이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.79-88
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• 2003

1992년 내진규정 도입이전에 설계시공된 공용중의 철근콘크리트 교각은 대체로 소성힌지구간에 겹침이음 시공되었다. 본연구는 형상비 2.5의 철근콘크리트 교각실험체의 내진 연성도 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험에 사용된 6기의 실험체는 횡방향 구속력, 주철근의 겹침이음 그리고 섬유보강을 변수로 가지고 있다. 이 실험체는 한국도로공사가 개발한 인공지진동을 사용하여 유사동적실험을 수행하여 지진이력을 주었으며, 유사동적실험 후에는 일정한 축력, P＝0.1 $f_{ck}$ $A_{g}$을 유지하면서 변위제어방식으로 유사정적실험을 실시하여 잔류내진성능을 평가하였다. 실험 결과 소성힌지구간에 겹침이음 된 RC 교각이 낮은 연성에서 파괴에 도달하였다. 이는 주철근 겹침이음이 주철근의 충분한 연성발달을 저하시킨 결과라 할 수 있다. 또한, 섬유보강된 실험체는 ？강성과 변위연성도의 현저한 개선능력을 보였다..

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.149-156
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• 2023

최근 지진, 쓰나미, 태풍 등의 자연재해에 관한 우려가 점점 커지고 있다. 지진의 규모와 빈도가 커짐에 따라 구조물이 지진하중에 의하여 붕괴되는 것을 막기 위한 연구가 필요한 실정이다. 구조물의 붕괴를 막기 위하여 기둥의 연성화를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 사각기둥에 연속 횡방향철근을 적용하여 사각기둥의 연성화 향상을 연구하려고 한다. 연속 횡방향철근으로 보강한 사각기둥은 띠철근으로 보강한 기둥보다 지진하중과 같은 반복하중에 강하다. 또한 연속 횡방향철근은 콘크리트에 더 나은 구속력을 적용할 수 있다. 본 연구에서 연속 횡방향철근으로 보강된 기둥의 성능 평가를 위해 1축 압축 실험을 진행하였다. 그 결과 원형기둥과 사각기둥 모두에서 연속 횡방향철근으로 보강한 기둥이 띠철근으로 보강한 기둥보다 더 높은 압축강도가 나타났다. 또한, 사각기둥과 원형기둥 모두 나선철근으로 보강된 기둥에서는 초기 균열 및 항복 후에도 하중을 버티는 경향을 보였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권3호
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• pp.347-359
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• 2020

The objective of this study is to experimentally scrutinize the axial performance of built-up concrete filled steel tube (CFT) columns composed of steel plates. In this case, the main parameters cross section types, compressive strength of filled concrete, and the effect of welding lines. Welded built-up steel box columns are fabricated by connecting two pieces of cold-formed U-shaped or four pieces of L-shaped thin steel plates with continuous penetration groove welding line located at mid-depth of stub column section. Furthermore, traditional square steel box sections with no welding lines are investigated for the comparison of axial behavior between the generic and build-up cross sections. Accordingly, 20 stub columns with thickness and height of 2 and 300 mm have been manufactured. As a result, welding lines in built-up specimens act as stiffeners because have higher strength and thickness in comparison to the plates. Subsequently, by increasing the welding lines, the load bearing capacity of stub columns has been increased in comparison to the traditional series. Furthermore, for specimens with the same confinement steel tubes and concrete core, increment of B/t ratio has reduced the ductility and axial strength.

• Advances in concrete construction
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• 제11권3호
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• pp.193-206
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• 2021

Extensive research has been conducted on the basic mechanical property and structural applications of engineered cementitious composites (ECC). Despite the high tensile ductility and high toughness of ECC, transverse steel reinforcement is still necessary to confine ECC for high performance. However, limited research has examined performance of ECC confined with practical amount of transverse reinforcement. This paper presents the results of axial compression tests on 14 square ECC columns and 4 conventional concrete columns (used as control specimens) with transverse reinforcement. The test variables were spacing, configuration (square ties or square and diamond shape ties), and yield strength of stirrups. The test showed that ECC columns confined with steel stirrup had good compressive ductility, and the stirrup spacing had the greatest effect on the compressive performance. The self-confinement effect of ECC results in a more uniform but slower expansion of the whole column compared with CC ones. The test results are then compared against the predictions from a number of existing models for conventional confined concrete. It is indicated that these models fail to predict the axial strains at peak axial stress and the trend of the stress-strain curve of steel stirrups-confined ECC with sufficient accuracy. Several new equations are then proposed for the compressive properties of steel-confined ECC based on test results and potential approaches for future studies are proposed.

• Steel and Composite Structures
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• 제2권1호
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• pp.1-20
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• 2002

Fiber-Reinforced Plastics (FRP) have received significant attention for use in civil infrastructure due to their unique properties, such as the high strength-to-weight ratio and stiffness-to-weight ratio, corrosion and fatigue resistance, and tailorability. It is well known that FRP wraps increase the load-carrying capacity and the ductility of reinforced concrete columns. A number of researchers have explored their use for seismic components. The application of concern in the present research is on the use of FRP for corrosion protection of reinforced concrete columns, which is very important in cold-weather and coastal regions. More specifically, this work is intended to give practicing engineers with a more practical procedure for estimating the strength of a deficient column rehabilitated using FRP wrapped columns than those currently available. To achieve this goal, a stress-strain model for FRP wrapped concrete is proposed, which is subsequently used in the development of the moment-curvature relations for FRP wrapped reinforced concrete column sections. A comparison of the proposed stress-strain model to the test results shows good agreement. It has also been found that based on the moment-curvature relations, the balanced moment is no longer a critical moment in the interaction diagram. Besides, the enhancement in the loading capacity in terms of the interaction diagram due to the confinement provided by FRP wraps is also confirmed in this work.