• 제목/요약/키워드: first cracking strength

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100 MPa급 수축보상 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 인장부재의 인장강성 및 균열특성 (Tension-Stiffening and Cracking Behavior of 100 MPa Shrinkage-Compensated Ultra High-Strength Strain-Hardening Cement Composite (UHS-SHCC) Ties)

  • 송영재;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.371-379
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    • 2013
  • 이 논문에서는 100 MPa 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 콘크리트를 사용한 인장부재의 단조 및 반복재하시 인장강성 및 균열특성을 비교 평가하였다. 재하단계별 인장부재의 전체 변형률 및 표면균열 특성은 인장부재의 양측에 설치된 두 개의 변위계와 50배율 확대 가능한 계측기에 의해 측정되었다. 시멘트 복합체의 특성에 따른 인장부재의 인장 강성 및 균열특성을 평가하기 위하여 보통 콘크리트, 수축보상 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 변형경화형 시멘트 복합체 등 세 종류의 시멘트 복합체가 사용되었다. 실험 결과, 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체의 시멘트 중량의 10%를 팽창재로 대체 시 초기 수축량은 현저하게 감소되었으며 인장부재의 초기균열강도도 증가되는 경향을 보였다. 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 인장부재는 재하 단계별로 균열이 부재길이 전면에 확산되고 균열폭이 감소되어 인장강성 특성을 개선하였다. 반복재하시 인장부재의 인장거동 특성은 단조재하시와 큰 차이를 보이지 않았다.

현수교케이블의 응력부식에 관한 신뢰성해석 (Reliability Analysis for Stress Corrosion Cracking of Suspension Bridge Wires)

  • Taejun;Andrzej S. Nowak
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.537-544
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    • 2003
  • This paper deals with stress corrosion cracking behavior of high strength steel exposed to marine environments. The objective is to determine the time to failure as a function of hydrogen concentration and tensile stress in the wires. A crack growth curve is modeled using finite element method (FEM) program. The coupled hydrogen diffusion-stress analyses of SCC were programmed separately. The first part is calculating stress and stress intensity /sup 1)/factor of a cylindrical shell, prestressing tendon or suspension bridge wires, from the initiation of cracks to rupture. Virtual crack extension method, contour integral method, and crack tip elements are used for the calculation of stresses in front of the crack tip. Comparisons of the result show a good agreement with the analytical equations and wire tests. The second part of the study deals with the programming of hydrogen diffusion, affected by hydrostatic stress, calculated at the location of boundary of plastic area around the crack tip. The results of paper can be used in the design and management of prestressed structures, cable stayed and suspension bridges. Time dependent correlated parallel reliabilities of a cable, composed of 36 wires, were evaluated by the consideration of the deterioration of stress corrosion cracking.

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강섬유 형상별 초고성능 콘크리트 기초 물성 평가 (Evaluation of Fundamental UHPC Properties according to shape of steel fiber)

  • 류금성;고경택;강수태;박정준;강현진;김성욱
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.533-534
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    • 2009
  • 연구에서는 초고성능 콘크리트의 섬유 형상에 따라 휨거동특성에 미치는 효과를 평가하였다. 그결과 섬유 형상에 따라 휨강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 초기균열강도에는 큰 영향을 미치지 않고 물결타입의 강섬유 사용으로 최대 휨강도가 높게 나타났다.

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Confinement efficiency and size effect of FRP confined circular concrete columns

  • Yeh, Fang-Yao;Chang, Kuo-Chun
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제26권2호
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    • pp.127-150
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    • 2007
  • The objective of this paper is to develop a finite element procedure for predicting the compressive strength and ultimate axial strain of Carbon Fiber Reinforced Plastics (CFRP) confined circular concrete columns and to study the effective parameters of confinement efficiency for helping design of CFRP retrofit technology. The behavior of concrete confined with CFRP is studied using the nonlinear finite element method. In this paper, effects of column size, CFRP volumetric ratio and plain concrete strength are studied. The confined concrete nonlinear constitutive relation, concrete failure criterion and stiffness reduction methodology after concrete cracking or crushing are adopted. First, the finite element model is verified by comparing the numerical solutions of confined concrete with experimental results. Then the effects of column size, CFRP volumetric ratio and plain concrete strength on the peak strength and ductility of the confined concrete are considered. The results of parametric study indicate that the normalized column axial strength increases with increasing CFRP volumetric ratio, but without size effect for columns with the same CFRP volumetric ratio. As the same, the increase in column ductility depends on CFRP volumetric ratio but without size effect for columns with the same CFRP volumetric ratio.

양생 조건이 알칼리 활성 슬래그 기반 섬유보강 복합재료의 압축강도와 인장거동에 미치는 영향 (Effects of Curing Conditions on Compressive Strength and Tensile Behavior of Alkali-Active Slag-Based Fiber Reinforced Composites)

  • 박세언;최정일;이방연
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.260-267
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 양생조건이 물-결합재비가 15%인 알칼리 활성 슬래그 기반 복합재료의 압축 및 인장거동에 미치는 영향을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 양생 조건을 다르게 하여 실험체를 제작한 후 압축강도와 인장실험을 수행하였다. 실험 결과 고온 양생과 기중 양생을 적용함에 따라 매트릭스의 압축강도와 균열강도는 감소한 반면 인장변형성능은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 고온 양생과 기중 양생을 통해 복합재료의 균열 간격과 균열폭이 감소하는 것으로 나타났다.

Strength of prestressed concrete beams in torsion

  • Karayannis, Chris G.;Chalioris, Constantin E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제10권2호
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    • pp.165-180
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    • 2000
  • An analytical model with tension softening for the prediction of the capacity of prestressed concrete beams under pure torsion and under torsion combined with shear and flexure is introduced. The proposed approach employs bilinear stress-strain relationship with post cracking tension softening branch for the concrete in tension and special failure criteria for biaxial stress states. Further, for the solution of the governing equations a special numerical scheme is adopted which can be applied to elements with practically any cross-section since it utilizes a numerical mapping. The proposed method is mainly applied to plain prestressed concrete elements, but is also applicable to prestressed concrete beams with light transverse reinforcement. The aim of the present work is twofold; first, the validation of the approach by comparison between experimental results and analytical predictions and second, a parametrical study of the influence of concentric and eccentric prestressing on the torsional capacity of concrete elements and the interaction between torsion and shear for various levels of prestressing. The results of this investigation presented in the form of interaction curves, are compared to experimental results and code provisions.

Experimental Study of Steel Fiber Concrete Slabs Part I: Behavior under Uniformly Distributed Loads

  • Ellouze, Ali;Ouezdou, Mongi Ben;Karray, Mohammed Ali
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제4권2호
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    • pp.113-118
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    • 2010
  • This article aims to study the effects of adding steel fibers to concrete on the mechanical behavior of steel fiber concrete (SFC) slabs. After formulating the SFC, an experimental work was, first, conducted on $160\;{\times}\;320$ mm cylindrical specimens and $70\;{\times}\;70\;{\times}\;280$ mm prisms. Then, this study was carried out on 20 rectangular $1,100\;{\times}\;1,100\;{\times}\;60$ mm small slabs submitted to a distributed load. Two types of fibers with hooked ends were used: long fibers (LF) of a length of 50 mm and short fibers (SF) of a length of 35 mm. The studied parameters are compressive and tensile strengths and Young's modulus. Plain concrete (PC) small slabs were also prepared to be compared to the SFC specimens. The results showed that the compressive strength of SFC increased up to 25% while the splitting tests showed an improvement of the SFC reaching 45%. Tests on SFC small slabs also showed that a smaller deflection is obtained with respect to PC, which indicates an improvement in strength (up to 100%), in ductility and in resistance to cracking. The LF gives a better improvement in strength than the SF for a 70% $kg/m^3$ of steel proportioning.

탄소/탄소 브레이크 디스크의 기계적 강도 시험에 관한 연구 (Mechanical Strength Experiment of Carbon/Carbon Composite for Aircraft Brake Disk)

  • 유재석;오세희;김천곤;홍창선;윤병일;김광수
    • Composites Research
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    • 제13권6호
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    • pp.55-62
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    • 2000
  • 실제 구동 시 가장 취약한 부분인 탄소/탄소 브레이크 로터 디스크에 대해 강도실험을 수행하였다. 이 실험을 위해 탄소/탄소 브레이크 디스크 정적 강도 실험을 할 수 있는 시험 치구를 상용 유한요소 프로그램인 NISA를 이용하여 설계 제작하였다. 실제 동역학적인 구동 상태를 정역학적으로 묘사하기 위해 브레이크 디스크의 마찰면을 고정시킨 후 실제의 하중방향과 동일한 방향으로 하중을 로터 슬롯에 가하여 브레이크 디스크의 강도를 측정하였다. 또한 파손시 나타나는 파손 메카니즘은 키와 로터슬롯의 접촉부위에서부터 시작되는 모재 파손에 이은 층간 분리가 나타났고, 하중이 더욱 증가하자 로터슬롯의 노치 부분에서 최종파손으로 이어졌다.

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Joint Shear Behavior Prediction for RC Beam-Column Connections

  • LaFave, James M.;Kim, Jae-Hong
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제5권1호
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    • pp.57-64
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    • 2011
  • An extensive database has been constructed of reinforced concrete (RC) beam-column connection tests subjected to cyclic lateral loading. All cases within the database experienced joint shear failure, either in conjunction with or without yielding of longitudinal beam reinforcement. Using the experimental database, envelope curves of joint shear stress vs. joint shear strain behavior have been created by connecting key points such as cracking, yielding, and peak loading. Various prediction approaches for RC joint shear behavior are discussed using the constructed experimental database. RC joint shear strength and deformation models are first presented using the database in conjunction with a Bayesian parameter estimation method, and then a complete model applicable to the full range of RC joint shear behavior is suggested. An RC joint shear prediction model following a U.S. standard is next summarized and evaluated. Finally, a particular joint shear prediction model using basic joint shear resistance mechanisms is described and for the first time critically assessed.

이질 보강근 및 섬유와 함께 보강된 FRP 보강근 보강 고강도 콘크리트 보의 휨 거동 (Flexural Behavior of FRP Bar Reinforced HSC Beams with Different Types of Reinforcing Bar and Fiber)

  • 양준모;신현오;민경환;윤영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.273-280
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    • 2011
  • 이질 보강근의 조합 및 섬유의 혼입을 변수로 한 10개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조 실험을 수행하고 균열 후 강성, 처짐, 균열 양상, 연성에 대한 거동을 살펴보았다. 6개 부재는 철근, CFRP 보강근, GFRP 보강근의 조합으로 2단 휨 배근되었고, 4개 부재는 CFRP 보강근 혹은 GFRP 보강근으로만 2단 배근되고 강섬유 및 합성 섬유를 혼입하였다. FRP 보강근 내측에 철근을 처짐 및 균열 제어용으로 하이브리드 배근함으로써 FRP 보강근 보강 보의 낮은 강성, 큰 처짐, 낮은 연성, 깊은 균열 및 넓은 균열폭을 제어할 수 있었다. 또한, 섬유의 혼입을 통해 FRP 보강근 보강 보의 빠르고 깊은 균열이 제어되고 연성 및 내하력이 향상되었다. 섬유 혼입된 FRP 보강근 보강 콘크리트 부재 설계 시 섬유 혼입에 의해 증가된 콘크리트의 극한 압축 변형률에 대한 고려가 필요함을 알 수 있었다.