• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.381-392
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• 2023

This study experimentally investigates the flexural behavior of steel-UHPC composite slabs composed of an innovative negative Poisson's ratio (NPR) steel plate and Ultra High Performance Concrete (UHPC) slab connected via demountable high-strength bolt shear connectors. Eight demountable composite slab specimens were fabricated and tested under traditional four-point bending method. The effects of loading histories (positive and negative bending moment), types of steel plate (NPR steel plate and Q355 steel plate) and spacings of high-strength bolts (150 mm, 200 mm and 250 mm) on the flexural behavior of demountable composite slab, including failure mode, load-deflection curve, interface relative slip, crack width and sectional strain distribution, were evaluated. The results revealed that under positive bending moment, the failure mode of composite slabs employing NPR steel plate was distinct from that with Q355 steel plate, which exhibited that part of high-strength bolts was cut off, part of pre-embedded padded extension nuts was pulled out, and UHPC collapsed due to instantaneous instability and etc. Besides, under the same spacing of high-strength bolts, NPR steel plate availably delayed and restrained the relative slip between steel plate and UHPC plate, thus significantly enhanced the cooperative deformation capacity, flexural stiffness and load capacity for composite slabs further. While under negative bending moment, NPR steel plate effectively improved the flexural capacity and deformation characteristics of composite slabs, but it has no obvious effect on the initial flexural stiffness of composite slabs. Meanwhile, the excellent crack-width control ability for UHPC endowed composite members with better durability. Furthermore, according to the sectional strain distribution analysis, due to the negative Poisson's ratio effect and high yield strength of NPR steel plate, the tensile strain between NPR steel plate and UHPC layer held strain compatibility during the whole loading process, and the magnitude of upward movement for sectional plastic neutral axis could be ignored with the increase of positive bending moment.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.63-75
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• 2015

본 연구에서는 앵글을 전단연결재로 사용하여 합성보의 휨성능을 실험적으로 조사하였다. 실험의 주요변수는 앵글의 크기와 간격 및 콘크리트가 합성 전과 합성 후의 휨에 대한 전체적인 거동을 실험적으로 검증하였다. 또한 중공PC슬래브와 일반RC슬래브와 같이 사용하였을 때의 휨성능을 비교하였다. 이를 종합적으로 판단하면, 앵글을 전단연결재로 사용한 합성보의 휨성능은 앵글의 간격을 적절하게 배치시키면 예상내력보다 25-55% 이상의 공칭내력을 보유하고 있음을 확인할 수 있었다. 예상한 바와 같이, 합성보의 내력에 미치는 앵글의 변수를 살펴보면 앵글의 크기가 클수록 앵글의 간격이 좁을수록 합성보의 내력이 상승함을 확인할 수 있었다. 또한 중공PC슬래브에서도 앵글을 사용한 합성보의 성능이 잘 발휘됨을 실험적으로 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1993년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.154-159
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• 1993

To develop the detailing methods at the ends of flexural shear walls. which are satisfying the ductility requirement corresponding to R = 3.5 and capable of improving the consturctibility, tests of ten isolated cantilever shear walls were carried out under the load condition comprising the cyclic lateral and constant vertical loads. major test parameters include the way of detailing and arrangement of transverse reinforcement in the boundary elements at the ends of walls, and placement of vertical reinforcement. From tests, comparable ductile behavior in test specimens incorporating the channel type of open hoops, compared with those incorporating the regular type of closed hoops, was observed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권3호
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• pp.325-337
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• 2019

In the present article, cross ply laminated composite plates are considered and a simple sinusoidal shear deformation model is tested for analyzing their flexural, stability and dynamic behaviors. The model contains only four unknown variables that are five in the first order shear deformation theory (FSDT) or other higher order models. The in-plane kinematic utilizes undetermined integral terms to quantitatively express the shear deformation influence. In the proposed theory, the conditions of zero shear stress are respected at bottom and top faces of plates without considering the shear correction coefficient. Equations of motion according to the proposed formulation are deduced by employing the virtual work principle in its dynamic version. The analytical solution is determined via double trigonometric series proposed by Navier. The stresses, displacements, natural frequencies and critical buckling forces computed using present method are compared with other published data where a good agreement between results is demonstrated.

• Steel and Composite Structures
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• 제14권4호
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• pp.313-333
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• 2013

The web-encased steel-concrete composite (WESCC) beam is a new developed steel-concrete composite beam. Experiments of six simply supported WESCC beam specimens were conducted. The effects of the shear-span ratio and steel section type were all investigated on the static behaviors such as failure modes, failure mechanism and bearing capacity. The experimental results denoted that all specimens failed in bending mode and the degree of combination between the bottom armor plate of steel shape and concrete were very well without any evident slippage, which demonstrated that the function of bottom armor plate and web were fully exerted in the WESCC beams. It could be concluded the WESCC beams have high stiffness, high load carrying capacity and advanced ductility. The design methods are proposed which mainly consist the bearing capacity calculation of bending and flexural rigidity. The calculation results of the bearing capacity and deflection which take the shear deflection into account are in agreement with the experimental results. The design methods are useful for design and application of the innovative composite beams.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.10-21
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• 2014

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부는 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성될 수 있으며, 이와같은 이음부 자체에 대한 휨 및 전단성능은 부재요소에 대한 실험을 통해 분석된 바 있다. 본 연구에서는 실제 바닥판 구조시스템에서 이음부에 의한 횡방향 하중전달 거동을 분석하고자, 길이 2.5m 및 폭 1m의 단위 바닥판 모듈 한쌍에 이음부를 설치한 실험체를 제작하고 중심 및 편심가력 휨실험을 하였다. 이음부에 하중이 직접 가해지는 중심재하 조건에서 고장력볼트의 설치개수가 30cm 간격 9개에서 60cm 간격 4개로 줄어 들 경우, 재하단계에 따라 이음부의 회전이 비교적 더 크게 증가하고, 이에 따라 바닥판 횡방향으로의 하중전달 정도가 감소함을 알 수 있었다. 그러나, 한쪽 바닥판의 중심에 집중하중이 가해지는 편심재하 조건의 경우에는 횡방향 하중전달 거동에 큰 차이가 없었다. 하중 재하방법별로 이음부의 거동을 비교한 결과, 집중하중에 대한 바닥판 횡방향으로의 하중분배 및 전달량은 이음부 자체의 성능뿐만 아니라 바닥판 슬래브의 펀칭전단에 의해서도 제한되는 것으로 분석되었다. 또한, 펀칭 전단파괴가 발생할 때까지 이음부의 고장력볼트가 항복하지 않은 점을 고려할 때, 이음부 고장력볼트의 설치개수를 4개에서 9개로 증가시키는 것은 실질적으로 강도 보다는 이음부 및 바닥판의 휨강성 성능 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.65-74
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• 2005

본 연구에서는 사각형 모듈의 인발성형된 복합재료 바닥판의 휨 거동에 대한 해석 모델을 개발하였다. FRP 바닥판의 해석 모델은 FSDT 평판 이론을 기반으로 임의 적층각을 지닌 FRP 바닥판의 처짐을 예측할 수 있었다. 수치적 예제에서는 네 변이 단순 지지된 등분포 하중을 받는 사각형 모듈의 FRP 바닥판을 2차원 평판 유한 요소해석을 적용하여 수행하였고, 해석 결과에 대해서는 바닥판 길이-높이의 비와 화이버 각도의 변화에 따른 효과에 대해 역점을 두고 다루었다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 해석 모델이 FRP 바닥판의 휨 거동을 해석하고 예측하는데 효과적이고 정확하다는 것이 입증되었다. 또한, FRP 바닥판의 높이가 높아질수록 plate 해석 이론에 있어서 일차전단변형이론(First order Shear Deformable laminated plate Theory : FSDT)이 아닌 고차전단변형(Higher order Shear Deformable plate Theory : HSDT)의 필요성에 대해 언급하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.339-347
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• 2006

2거더 철도교량의 사용성, 특히 부모멘트 영역의 휨강성을 증대시키기 위해서 이중합성단면이 제안되었다. 이 논문에서는 제안된 이중합성구조를 갖는 5m-5m의 연속 2거더 교량 모델에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 교량 모델에 대한 실험적 연구를 통해서 유효폭,전단연결부, 이중합성단면의 극한강도에 대한 설계 고려사항을 연구하였다. 하부 콘크리트 바다판의 전단열결부는 완전합성 거동을 나타내어 제안된 경험식의 타당성을 검증하였다. 이중합성단면의 휨거동을 통해서 하부 콘크리트 슬래브의 유효폭은 압축을 받는 콘크리트 슬래브의 유효폭으로 계산될 수 있다. 교량모델의 극한 휨 강도 평가에서 이중합성단면의 완전소성해석이 타당함을 밝혔다. 실험결 과에 근거한 설계사항들이 제안되었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제3권1호
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• pp.39-45
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• 2009

The purpose of this study is to establish flexural behavior of high-strength concrete beams confined in the pure bending zone with stirrups. The experiment was carried out on full-scale high-strength reinforced concrete beams, of which the compressive strengths were 40 MPa and 70 MPa. The beams were confined with rectangular closed stirrups. Test results are reviewed in terms of flexural capacity and ductility. The effect of web reinforcement ratio, longitudinal reinforcement ratio and shear span to beam depth ratio on ductility are investigated. The analytic method is based on finite element method using fiber-section model, which is known to define the behavior of reinforced concrete structures well up to the ultimate state and is proven to be valid by the verification with the experimental results above. It is found that confinement of concrete compressive regions with closed stirrups does not affect the flexural strength but results in a significantly increased ductility. Moreover, the ductility tends to increase as the quantity of stirrups increases by reducing the spacing of stirrups.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.839-847
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• 2021

연구목적: 본 연구에서는 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 해석하였다. 이를 위해, 등기하해석과 고차전단변형이론을 결합한 수치해석 방법을 이용하였다. 연구방법: 전단보정계수를 사용하지 않고 기하학적 비선형성을 고려할 수 있는 고차전단변형이론을 통하여 휨이 작용하는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 비선형 거동방정식을 유도하였으며, 수정된 Newton-Raphson 반복 기법을 사용하여 등기하해석방법에 기반한 시스템 방정식의 해를 구하였다. 연구결과: 탄소 나노튜브의 배치 양상, 폭-두께 비 및 경계조건은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동에 많은 영향을 끼침을 확인하였다. 결론: 제안된 고차전단변형이론에 근거한 등기하해석 방법은 휨을 받는 탄소 나노튜브 보강 기능경사복합재 판의 구조적 거동을 정확하고 효과적으로 해석하는 것을 알 수 있었다.