• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권1호
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• pp.1-10
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• 2019

In the construction of flat plate slabs, which are widely used for tall buildings but have relatively low flexural stiffness, serviceability problems such as excessive deflections and cracks are of great concern. To prevent excessive deflections at service load levels, current design codes require the minimum slab thickness, but the requirement could be unconservative because it is independent on loading and elastic modulus of concrete, both of which have significant effects on slab deflections. In the present study, to investigate the effects of the construction load of shored slabs, reduced flexural stiffness and moment distribution of early-age slabs, and creep and shrinkage of concrete on immediate and time-dependent deflections, numerical analysis was performed using the previously developed numerical models. A parametric study was performed for various design and construction conditions of practical ranges, and a new minimum permissible thickness of flat plate slabs was proposed satisfying the serviceability requirement for deflection. The proposed minimum slab thickness was compared with current design code provisions and numerical analysis results, and it agreed well with the numerical analysis results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.109-116
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• 2006

크리프와 건조수축에 의한 비역학적 변형이 구조물의 내적 혹은 외적 경계조건에 의하여 억제됨으로써 발생하는 역학적 변형률은 내적 응력상태의 변화를 초래한다. 이러한 내적응력 상태의 변화는 크리프 변형의 초기조건을 변화시킴으로써 비역학적 변형에 영향을 미치게 되며 또 다시 내적응력 상태의 변화를 초래하는 순환루프를 형성하게 된다. 콘크리트의 재령종속적 재료특성을 고려한 장기거동해석에서 요구되는 구성관계는 이러한 응력상태의 지속적 변화로 초래되는 크리프 변형 미케니즘의 변화를 고려할 수 있어야한다. 비역학적 변형의 영향을 받는 합성형 거더의 거동 예측을 위하여 본 연구에서는 콘크리트의 재령종속적 특성을 고려한 총 응력-변형률 관계를 Taylor 급수확장을 이용하여 기준시간에 관해 선형으로 확장하는 과정을 통해 응력-변형률의 점증관계를 정의하는 증분유효접선계수를 재령종속적 관계로 유도하였다. 콘크리트의 건조 수축과 크리프 및 탄성계수발현으로 야기되는 합성형 거더의 재령종속적 거동을 분석하기 위해 제안된 증분유효접선계수에 근거하여 유한요소 정식화를 수행하였다. 개발된 해석 알고리즘을 이용하여 부모멘트 구간 하단부에 콘크리트를 타설한 이중합성 거더에 대하여 최근 수행된 재령종속적 거동 실험을 예측하였고, 두 결과를 비교하여 매우 근접한 예측 결과를 얻을 수 있었으며, 합성형 거더에서 발생하는 지점부 부반력을 비교과정을 통해 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권4호
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• pp.451-468
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• 2005

Effective beam width models are commonly used to obtain the lateral stiffness of flat plate structures. In these models, an effective beam width is defined as the width when the flexural stiffness of the beam element equals the slab stiffness. In this present study, a method to obtain effective beam widths that considers the effects of connection geometry and slab cracking is analytically proposed. The rectangularity of the vertical member for the connection geometry and the combined effects of creep and shrinkage for the slab cracking are considered. The results from the proposed method are compared with experimental results from a test structure having nine slab-column connections.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.139-146
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• 2009

본 연구에서는 외부프리스트레스 탄소섬유판에 의한 보강기술에서 긴장력을 포함하는 지속하중이 작용하였을 때의 장기거동을 평가하기 위한 실험연구를 수행하였다. 지속하중 도입을 위한 실험계획은 탄소섬유판에 직접 인장력을 도입하는 직접 지속하중 방식과 휨 실험체를 통한 휨 지속하중으로 구분하여 실시하였다. 직접 지속하중에 의한 실험은 탄소섬유판의 종류별로 약 700일에 걸쳐 실시하여 탄소섬유판의 장기 크리프/릴렉세이션 등의 변형을 주로 평가하였으며, 휨 지속하중 실험에서는 탄소섬유판의 정착시 정착장치에서의 슬립량을 주로 평가하기 위해 약 90일 간으로 수행되었다. 일방향 탄소섬유판에 대한 2년간의 지속하중 실험 결과에 의하면, 탄소섬유판의 크리프나 릴렉세이션과 같은 재료자체의 변형 및 정착장치에서의 슬립에 기인한 응력손실은 적은 것으로 나타났다. 그러나, 강판매입형 탄소섬유판은 강판의 항복변형률을 초과하여 도입된 긴장력으로 인하여 재료 자체의 변형에 의한 자체 응력손실이 발생되었으므로 이에 대한 보완이 필요한 것으로 판단된다. 아울러, 탄소섬유판의 정착과정에 발생되는 긴장력의 즉시 손실량은 응력도입 초기의 약 10% 정도이므로 프리스트레스의 도입시에는 이를 고려하여 긴장력을 결정할 필요성이 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.765-772
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• 2008

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 재료적 특성에 따른 크리프 및 건조수축으로 인하여 장기변형이 발생하며, 이러한 변형으로 인한 구조물의 처짐을 허용 한계 이하로 유지시키는 것이 사용성 확보 측면에서 중요하다 할 수 있다. 노후된 RC보의 성능 개선을 위하여 다양항 보수 보강 방법이 사용되고 있으며 이중 대표적인 방법으로 FRP 외부부착 공법이 있다. 재료적인 성질이 우수한 FRP는 RC구조물의 보강 재료로써 현재 널리 사용되고 있으며, 일시적인 하중 뿐만 아니라 지속 하중 하에서도 향상된 보강 성능을 제공해야 한다. 따라서 FRP가 외부 부착된 RC 부재에 지속 하중이 작용할 때 콘크리트의 크리프 및 건조수축의 영향으로 인한 시간 의존적 장기 거동을 정확히 예측하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 FRP가 외부 부착된 RC보의 장기 처짐 예측을 위해서, CFRP와 GFRP로 보강된 실험체를 제작하고, 25 kN의 지속하중을 470일간 가하여 시간 변화에 따른 처짐을 측정하였다. 또한, 이러한 처짐의 예측을 위하여 ACI-209 code 및 CEB-FIP code에 근거하여 크리프계수와 건조수축변형률을 산정하였으며, EMM과 AEMM을 사용한 ACI-318기준, Branson's method 그리고, Mayer's method를 사용하여 FRP가 외부 부착된 RC보의 장기 처짐을 예측하였다. 실험 결과, CFRP보 보강된 실험체가 가장 높은 장기 사용성을 보였으며, Mayer's method가 장기처짐에 대한 실험값을 가장 근사하게 예측한다는 것을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권5호
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• pp.505-518
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• 2000

A major cause of premature debonding of tension face plates is shear peeling (Jones et al. 1988, Swamy et al. 1989, Ziraba et al. 1994, Zhang et al. 1995), that is debonding at the plate ends that is associated with the formation of shear diagonal cracks that are caused by the action of vertical shear forces. It is shown in this paper how side plated beams are less prone to shear peeling than tension face plated beams, as the side plate automatically increases the resistance of the reinforced concrete beam to shear peeling. Tests are used to determine the increase in the shear peeling resistance that the side plates provide, and also the effect of vertical shear forces on the pure flexural peeling strength that was determined in the companion paper. Design rules are then developed to prevent premature debonding of the plate ends due to peeling and they are applied to the strengthening and stiffening of continuous reinforced concrete beams. It is shown how these design rules for side plated beams can be adapted to allow for propped and unpropped construction and the time effects of creep and shrinkage, and how side plates can be used in conjunction with tension face plates.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.337-340
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• 2004

In recent days, the beneficial effects of using fiber reinforced concrete, especially Steel Fiber Reinforced Concrete, have been on the rise. However, few studies on long-term behavior of SFRC are executed in spite of great demand of SFRC. The fact that SFRC is far better than NRC in various properties such as tensile strength, ductility, flexural toughness has been certified by many researchers. And, those advantages can be also applied to decrease the structures deterioration induced by creep and shrinkage. Furthermore, even though it is fact that SFRC is generally used in joint members to distribute concentrated stresses by fibers, SFRC is treated as NRC in designing especially for long-term behavior of structures. So this paper is about a study on the long-term response of SFRC applied to HPC about 40MPa. Therefore, in this paper, the test results of eighteen high-strength concrete specimens and steel fiber-reinforced concrete specimens, with steel fiber content of $1\%$ by volume were presented. The test result shows that SFRC is advantageous rather than NRC in long-term response.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.149-152
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• 2006

Serviceability of reinforced concrete building is affected dominantly by long term deflection of slab. And in case of reinforced concrete building with flat plate slab, severe long term deflection was expected because it has no beams which have large flexural stiffness. Therefore it is important to calculate exactly long term deflection of RC flat plate structure to assure its serviceability. However, current codes couldn't calculate exactly long term deflection of RC flat plate structure because they don't consider effects of boundary condition and construction load. By the way, recently the method to calculate long term deflection of RC flat plate structure was proposed by considering these effects. In the present study, long term deflection of RC flat plate structure was analyzed by comparing this method with recent experimental results. In conclusion, long term deflection of RC flat plate structure was affected considerably by effects of boundary condition, construction load and tensile strength of concrete. And recently proposed method considers these effects reasonably but it should be modified to reflect creep effect of RC flat plate slab reasonably.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권3호
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• pp.237-255
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• 2006

This paper presents a novel analytical formulation for the analysis of composite beams with partial shear interaction stiffened by a bolted longitudinal plate accounting for time effects, such as creep and shrinkage. The model is derived by means of the principle of virtual work using a displacement-based formulation. The particularity of this approach is that the partial interaction behaviour is assumed to exist between the top slab and the joist as well as between the joist and the bolted longitudinal stiffening plate, therefore leading to a three-layered structural representation. For this purpose, a novel finite element is derived and presented. Its accuracy is validated based on short-and long-term analyses for the particular cases of full shear interaction and partial shear interaction of two layers for which solutions in closed form are available in the literature. A parametric study is carried out considering different stiffening arrangements to investigate the influence on the short-and long-term behaviour of the composite beam of the shear connection stiffness between the concrete slab and the steel joist, the stiffness of the plate-to-beam connection, the properties of the longitudinal plate and the concrete properties. The values of the deflection obtained from the finite element simulations are compared against those calculated using the effective flexural rigidity in accordance with EC5 guidelines for the behaviour of elastic multi-layered beams with flexible connection and it is shown how the latter well predicts the structural response. The proposed numerical examples highlight the ease of use of the proposed approach in determining the effectiveness of different retrofitting solutions at service conditions.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.43-50
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• 2008

본 연구는 지속하중 하에서의 골재 종류에 따른 철근콘크리트보의 장기거동 특성에 대한 연구의 일환으로 천연골재를 사용한 실험체와 순환굵은골재 대체율 100% 실험체, 순환잔골재 대체율 50% 실험체 총 3개로 제작하여 약 1년 동안 지속하중을 가력하였다. 탄성계수와 압축강도의 차이를 고려시 순환골재를 사용한 실험체의 장기처짐이 천연 골재를 사용한 실험체보다 다소 크게 처짐이 발생하였으나 큰 차이를 보이지 않아 순환골재 실험체가 천연골재 실험체와 대등한 장기 휨 성능을 갖는 것으로 판단된다. 장기처짐 예측시 장기처짐 예측식에 적용하는 크리프계수와 건조수축은 CEB-FIP 기준을 적용하는 것이 ACI-209 기준을 적용하는 것보다 좋은 예측을 보였다. ACI-318의 예측 방법은 장기처짐을 과대평가하고 Mayer의 방법, Neville의 방법은 본 연구에서는 실험체의 낮은 인장철근비로 큰 오차를 보였다. Branson의 방법, EMM, AEMM은 장기처짐을 양호하게 예측하였으며 본 연구에서 제안된 방법이 순환골재 콘크리트 보의 장기처짐을 좋은 예측을 보여 순환골재 콘크리트 구조물의 장기거동을 합리적으로 반영할 수 있는 방안이 될 것으로 사료된다.