• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.279-288
• /
• 2008

본 논문에서는 압축력을 받는 고장력 볼트 마찰이음부의 미끄러짐 거동을 3차원 유한요소 해석 및 실험을 통하여 규명하였다. 모재의 두께가 고장력 불트이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. 초기 미끄러짐 하중 이후의 볼트의 강성을 고려한 이음부의 거동 모델을 제시하고 유한요소해석 및 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 지원되는 고체요소를 사용하여 해석모델을 작성하였고 모재 사이의 마찰 및 미끄러짐이 발생한 이후 볼트와 모재 사이의 마찰 등을 고려하였다. 기존의 문헌에 제시된 여러 가지 강재의 응력-변형도 관계를 적용하였으며 미끄러짐 변위와 볼트 주변의 축응력들을 비교하였다. 모재의 두께가 볼트의 직경보다 작은 경우에는 압축력에 의한 휨좌굴에 시험체에 발생하였고 모재의 두께가 볼트 직경보다 두꺼운 경우에는 볼트의 전단파괴가 이음부의 극한강도를 나타냄을 파악하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.17-20
• /
• 2008

본 연구에서는 강-프리스트레스트 콘크리트(PSC) 복합 보의 연결부 거동과 시공성을 향상시키기 위해 perfobond rib를 적용한 연결부를 제안하였으며, 보 실험을 통해 제안된 연결부의 성능을 검증하였다. 강 플레이트 상 하면에 perfobond rib로 이루어진 연결부를 이용하여 중앙에 위치한 강형부와 지점에 위치한 PSC형부를 연결한 3.9m 길이의 보 실험체 3개를 제작하여 재하실험을 수행하였다. 재하실험 결과, 제안된 연결부를 갖는 보 실험체는 PSC형부의 파괴에 의해 전체 보 부재의 파괴와 극한강도가 지배된다. 또한, 균열의 진전형상과 초기강도, 극한강도 도달까지의 하중저항능력을 분석한 결과, perfobond rib를 적용한 연결부는 기존의 stud를 적용한 연결부만큼 구조적으로 우수한 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.185-188
• /
• 2008

플랫 플레이트 시스템은 펀칭전단과 같은 구조적 취약점이 있다. 펀칭전단의 저항력은 기둥단면의 증가, 슬래브 유효춤의 증가, 콘크리트 강도의 증가, 휨철근의 증가로 증가시킬 수 있다. 그러나 전단보강체를 설치하는 방법이 경제적, 시공적, 안정적으로 가장 좋은 방법이다. 하지만 슬래브 두께가 250mm보다 작은 슬래브에서는 전단보강체의 충분한 정착길이를 확보할수 없기 때문에 충분한 정착효과를 발휘하기 힘들다. 이전 연구에서 제안된 전단보강체의 경우 상부철근과 하부철근의 사이에 설치되었기 때문에 전단철근의 항복강도에 도달하기 전에 미끄러짐 파괴가 발생하였다. 정착강도의 영향을 주는 요인으로는 유효정착길이, 콘크리트강도, 전단철근의 직경, 정착상세이다. 본 연구에서는 슬래브 두께와 콘크리트 강도를 고려하여 제안된 보강체의 강도산정시 K factor를 제안하였다. 정착길이와 콘크리트강도를 고려함으로써 두께가 얇은 플랫플레이트 슬래브내에서 전단철근에 의한 전단강도를 정확히 산정할수 있을 것으포 판단된다..

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.273-276
• /
• 2008

기존의 콘크리트 구조물은 콘크리트만으로는 부족한 인장력 강화를 위해 철근을 보강근으로 사용하여 구조물을 형성하였으며, 이러한 철근콘크리트 구조물 시스템 내에서 철근은 사용연한이 지날수록 염분 및 습기, 염화물 등 외부환경에 의해 부식된다. 이러한 철근의 부식은 최종적으로 콘크리트 구조물의 성능 저하와 수명 단축을 유발시키는 주요 원인이 된다. 이와 같은 이유로 최근 Fiber Reinforced Polymer(FRP)를 이용하여 철근을 대체할 수 있는 보강근을 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다. FRP 보강근은 철근에 비해 고강도를 발휘할 수 있을 뿐 아니라, 비부식성이기 때문에 기존 철근의 부식 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 그러나 FRP 보강근은 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도로 인해 동일 하중 수준에서 철근 콘크리트보다 균열폭이 커지고 균열이 크게 진행하는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 FRP 보강근 콘크리트 보와 기존의 철근콘크리트 보에 대한 정적 재하 실험을 통해 보강근의 종류와 보강근의 배치, 보강비 등에 따른 균열 거동과 파괴 모드의 변화를 고찰하였으며, 설계기준식과 측정값과의 비교를 통해 FRP 보강근 콘크리트의 균열평가에 대한 설계기준식의 타당성을 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.81-90
• /
• 2013

이 연구에서는 합성보의 수평 접합면에 대한 수평전단력 저항성능을 평가하기 위하여 6개의 접합면 전단성능 실험체를 대상으로 접합면의 표면상태, 전단철근의 보강량과 상세 등의 구조변수에 대한 수평전단강도를 평가하였다. 휨압축파괴를 나타낸 SF-291B를 제외한 모든 실험체는 실험계획에서 의도한 대로 접합면의 수평전단력에 의한 전단파괴를 나타내었다. 설계기준식의 수평전단력 전달 또는 전단마찰 설계법으로 산정한 접합면 전단강도는 실험체의 수평전단 파괴를 초래한 접합면의 수평전단내력을 양호한 수준으로 평가하는 것으로 나타났으며, PCI 설계기준에서 제시한 전단철근의 배근상세와 정착길이는 접합면에서 요구되는 수평전단성능을 확보할 수 있다고 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.67-80
• /
• 2011

본 논문에서는 1:5 축소 10층 내력벽식 철근콘크리트(RC) 내력벽식 공동주택의 지진모의실험의 결과를 제시한다. 실험의 결과는 다음과 같다. (1) 본 실험 모델에서 재현주기 50년 지진에 대해서는 선형 탄성응답을 보이며, 우리나라의 설계지진에 대해서는 비선형 거동을 확인할 수 있다. (2) 재현주기 2400년의 최대지진에 대해 실험체의 강성 및 강도 저하가 현저하게 나타났다. (3) 횡 관성력에 대한 주 저항은 주로 엘리베이터 홀과 계단실 벽체로부터 유래되었다. (4) 실험체의 손상 및 파괴 모드는 벽과 슬래브의 휨 거동에 의해 지배되었다. 가진의 크기가 증가 할수록 현저한 강성의 저하와 고유주기의 증가가 발생하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.37-44
• /
• 2017

PURPOSES : This study is primarily focused on evaluating the effects of the non-linear stress-strain behavior of RAP concrete on structural response characteristics as is applicable to concrete pavement. METHODS : A 3D FE model was developed by incorporating the actual stress-strain behavior of RAP concrete obtained via flexural strength testing as a material property model to evaluate the effects of the non-linear stress-strain behavior to failure on the maximum stresses in the concrete slab and potential performance prediction results. In addition, a typical linear elastic model was employed to analyze the structural responses for comparison purposes. The analytical results from the FE model incorporating the actual stress-strain behavior of RAP concrete were compared to the corresponding results from the linear elastic FE model. RESULTS : The results indicate that the linear elastic model tends to yield higher predicted maximum stresses in the concrete as compared to those obtained via the actual stress-strain model. Consequently, these higher predicted stresses lead to a difference in potential performance of the concrete pavement containing RAP. CONCLUSIONS : Analysis of the concrete pavement containing RAP demonstrated that an appropriate analytical model using the actual stress-strain characteristics should be employed to calculate the structural responses of RAP concrete pavement instead of simply assuming the concrete to be a linear elastic material.

• KCI Concrete Journal
• /
• 제12권2호
• /
• pp.85-93
• /
• 2000

Potentially significant mechanical improvements in tension can be achieved by the incorporation of randomly distributed, short discrete fibers in concrete. The improvements due to the incorporation fibers significantly influence the composite stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics. In general incorporating fibers in a plain concrete has relatively small effect on its precracking behavior. It, however, alters its post-cracking behavior quite significantly, resulting in greatly improved ductility, crack controls, and energy absorption capacity (or toughness). Therefore, a thorough understanding the complete tensile stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) response of fiber reinforced concrete is necessary for proper analysis while using structural components made with fiber reinforced concrete. Direct tensile stress applied to a specimen is in principle the simplest configuration for determining the tensile response of concrete. However, problems associated with testing brittle materials in tension include (i) the problem related to gripping of the specimen and (ii) the problem of ensuring centric loading. Routinely, indirect tension tests for plain concrete, flexural and split-cylinder tests, have been used as simpler alternatives to direct uniaxial tension test. They are assumed to suitable for fiber reinforced concrete since typically such composites comprise 98% by volume of plain concrete. Clearly since the post-cracking characteristics are significantly influenced by the reinforcing parameters and interface characteristics, it would be fundamentally incorrect to use indirect tensile tests for determining the tensile properties of fiber reinforced concrete. The present investigation represents a systematic look at the failure and toughening mechanisms and macroscopic stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics of fiber reinforced concrete in the uniaxial tension test. Results from an experimental parametric study involving used fiber quantity, type, and mechanical properties in the uniaxial tension test are presented and discussed.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.201-208
• /
• 2017

외부 보-기둥 접합부에서는 철근정착을 위해 갈고리철근 사용하고 있으며, 철근과밀배근 해소와 시공작업의 어려움으로 확대머리철근의 사용이 증가하고 있다. SD600 51 mm 확대머리철근을 사용할 경우 ACI318-14 및 KCI2012기준에서 사용을 제한하고 있다. 이번 연구에서는 외부 보-기둥 접합부 내에 고강도 대구경 철근의 확대머리 철근의 사용이 가능하도록 실험 60 MPa, 80 MPa 콘크리트강도로 제작된 실험체의 정착상세별 구조성능을 평가하였다. 모든 실험체에서는 보의 휨항복파괴가 발생하였으며, 실험체의 모멘트-변위 곡선에서 비슷한 양상을 보였다. 다른 실험체보다 갈고리가 한쪽방향으로 배근한 실험체에서는 갈고리철근 배근방향에 의해 전단저항능력이 달라지므로 3.5%변위비 이후에 부착응력 감소가 더 크게 나타났으며, 전단변형능력도 더 크게 나타났다. 실험체의 내진성능을 확인하기 위하여 ACI374.1-05기준과 비교하였으며, 실험결과 충분한 내진성능을 확보하였다. 이를 통하여 외부 보-기둥 접합부에서 SD600, 51 mm 확대머리철근의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제22권5호
• /
• pp.937-974
• /
• 2016

While extensive efforts have been made in the past to develop finite element models (FEMs) for concrete-filled steel tubular columns (CFSTCs), these models may not be suitable to be used in some cases, especially in view of the utilisation of high strength steel and high strength concrete. A method is presented herein to predict the complete stress-strain curve of concrete subjected to tri-axial compressive stresses caused by axial load coupled with lateral pressure due to the confinement action in square and rectangular CFSTCs with normal and high strength materials. To evaluate the lateral pressure exerted on the concrete in square and rectangular shaped columns, an accurately developed FEM which incorporates the effects of initial local imperfections and residual stresses using the commercial program ABAQUS is adopted. Subsequently, an extensive parametric study is conducted herein to propose an empirical equation for the maximum average lateral pressure, which depends on the material and geometric properties of the columns. The analysis parameters include the concrete compressive strength ($f^{\prime}_c=20-110N/mm^2$), steel yield strength ($f_y=220-850N/mm^2$), width-to-thickness (B/t) ratios in the range of 15-52, as well as the length-to-width (L/B) ratios in the range of 2-4. The predictions of the behaviour, ultimate axial strengths, and failure modes are compared with the available experimental results to verify the accuracy of the models developed. Furthermore, a design model is proposed for short square and rectangular CFSTCs. Additionally, comparisons with the prediction of axial load capacity by using the proposed design model, Australian Standard and Eurocode 4 code provisions for box composite columns are carried out.