• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권2호
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• pp.115-122
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• 2008

Ductility is important in the design of reinforced concrete structures. In seismic design of reinforced concrete members, it is necessary to allow for relatively large ductility so that the seismic energy is absorbed to avoid shear failure or significant degradation of strength even after yielding of reinforcing steels in the concrete member occurs. Therefore, prediction of the ductility should be as accurate as possible. The principal aim of this paper is to present the basic data for the ductility evaluation of reinforced high-strength concrete beams. Accordingly, 23 flexural tests were conducted on full-scale structural concrete beam specimens having concrete compressive strength of 40, 60, and 70MPa. The test results were then reviewed in terms of flexural capacity and ductility. The effect of concrete compressive strength, web reinforcement ratio, tension steel ratio, and shear span to beam depth ratio on ductility were investigated experimentally.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.357-367
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• 2008

본 연구에서는 FRP 보강근으로 보강된 콘크리트보의 설계변수들에 대한 영향을 고찰하기 위하여 유한요소 해석을 수행하여 휨거동 특성을 해석적으로 분석하였다. 유한요소해석은 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 해석 모델을 구성하였으며, 기 실험된 실험 결과와 거동과 응력등에 대하여 비교 분석함으로서 모델의 적절성을 검증하였다. 검증된 모델을 기준으로 설계변수인 보강비, FRP 보강근의 탄성계수 및 콘크리트 압축강도 등의 변화에 따른 부재의 휨-변위 관계와 휨강성의 영향을 ACI 440에 제시된 이론적인 강성과 비교하였다. 고찰 결과, FRP 보강 콘크리트 보의 거동은 보강비의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 FRP 보강근의 보강비의 영향이 크게 증가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.39-48
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• 2011

이 연구에서는 상부 2점 집중하중을 받는 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동을 부분 프리스트레싱 비와 긴장재의 유효 프리스트레스에 따라 평가하였다. 절건비중 1,770 $kg/m^3$의 경량 콘크리트 설계강도는 35 MPa이었으며, 항복강도 383 MPa의 일반 이형철근과 인장강도 2,040 MPa의 3연선을 각각 주 인장철근과 프리스트레싱 긴장재로 사용하였다. 실험 결과, 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 내력은 부분 프리스트레싱 비의 증가와 함께 증가하지만 긴장재의 유효 프리스트레스에는 거의 영향을 받지 않았다. 동일 휨 보강지수에서 프리텐션 경량 콘크리트 보의 무차원 휨 내력은 Harajli and Naaman 및 Bennet에 의해 실험된 프리텐션 보통중량 콘크리트 보와 비슷한 수준이었다. 한편 프리텐션 경량 콘크리트 보의 변위 연성비는 부분 프리스트레싱 비의 감소와 함께 그리고 유효 프리스트레스의 증가와 함께 증가하였다. 프리텐션 경량 콘크리트 보의 하중-변위 관계는 비선형 2차원 해석모델에 의해 적절하게 평가될 수 있었다. 또한 프리텐션 경량 콘크리트 보의 휨 균열 내력 및 최대 휨 내력은 각각 탄성이론 및 ACI 318-08의 등가응력블록과 긴장재의 응력평가 식을 이용하여 안전측에서 예측될 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.607-622
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• 2018

A non-linear finite element model (FEM) was constructed using a three-dimensional software (ATENA-3D) to investigate the effect of strengthening on the behavior of prestressed hollow-core (PHC) slabs with or without openings. The slabs were strengthened using near surface mounted (NSM)-carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The constructed model was validated against experimental results that were previously reported by the authors. The validated FEM was then used to conduct an extensive parametric study to examine the influence of prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete and strengthening reinforcement ratio on the behavior of such slabs. The FEM results showed good agreement with the experimental results where it captured the cracking, yielding, and ultimate loads as well as the mid-span deflection with a reasonable accuracy. Also, an overall enhancement in the structural performance of these slabs was achieved with an increase in prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete, external reinforcement ratio. The presence of openings with different dimensions along the flexural or shear spans reduced significantly the capacity of the PHC slabs. However, strengthening these slabs with 2 and 4 (64 and $128mm^2$ that represent reinforcement ratios of 0.046 and 0.092%) CFRP strips was successful in restoring the original strength of the slab and enhancing post-cracking stiffness and load carrying capacity.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.161-169
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• 2011

본 연구에서는, 철근 밀집 감소, 노무비 및 보수 보강비 절약, 향상된 부식 저항성, 공기 단축 등의 장점을 가지고 있는 고성능 철근으로 휨 보강된 이방향 슬래브를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 상부 휨철근비, 기둥 인접부 휨철근의 집중배근, 강섬유 보강 콘크리트의 타설을 변수로 하여 실험하였고, 펀칭 전단강도 및 균열후 강성을 일반 철근 및 GFRP bar로 휨 보강된 슬래브의 펀칭 전단실험 결과와 비교하였다. 또한, 휨철근의 변형률 분포 및 균열제어 효과 등을 비교, 분석하였고, 휨철근비 계산을 위한 유효폭 산정 방법을 검토하였다. 고성능 철근의 사용으로 펀칭 전단강도가 향상되었고, 휨 철근량을 감소시킬 수 있었다. 기둥 인접부 휨철근의 집중배근을 통해 철근비의 감소 때문에 작아진 강성을 회복시킬 수 있었고, 훌륭한 변형률 분포 및 균열제어 효과를 나타내었다. 또한, 기둥 인접부에 대한 강섬유 보강 콘크리트의 타설은 펀칭 전단강도의 증가와 균열 제어에 탁월한 효과를 보였다. 휨철근비 산정을 위한 유효폭은 기둥면으로부터 슬래브 두께의 2배 이상으로 확대하는 것이 합리적이라 판단된다.

• Architectural research
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• 제7권1호
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• pp.39-48
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• 2005

Main objective of this research is to evaluate performance of high-strength concrete (HSC) columns for ductility and strength. Eight one-third scale columns with compressive strength of 69 MPa were subjected to a constant axial load corresponding to 30 % of the column axial load capacity and a cyclic horizontal load-inducing reversed bending moment. The variables studied in this research are the volumetric ratio of transverse reinforcement (${\rho}_s=1.58$, 2.25 %), tie configuration (Type H, Type C and Type D) and tie yield strength ($f_{yh}=549$ and 779 MPa). Test results show that the flexural strength of every column exceeds the calculated flexural capacity based on the equivalent concrete stress block used in the current design code. Columns with 42 % higher amounts of transverse reinforcement than that required by seismic provisions of ACI 318-02 showed ductile behaviour, showing a displacement ductility factor (${\mu}_{{\Delta}u}$) of 3.69 to 4.85, and a curvature ductility factor (${\mu}_{{\varphi}u}$) of over 10.0. With an axial load of 30 % of the axial load capacity, it is recommended that the yield strength of transverse reinforcement be held equal to or below 549 MPa.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권1호
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• pp.133-145
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• 2022

Steel fiber composite bar (SFCB) is a novel type of reinforcement, which has good ductility and durability performance. Due to the unique pseudo strain hardening tensile behavior of SFCB, different flexural behavior is expected of SFCB reinforced concrete (SFCB-RC) beams from traditional steel bar reinforced concrete (S-RC) beams and FRP bar reinforced concrete (F-RC) beams. To investigate the flexural behavior of SFCB-RC beam, four points bending tests were carried out and different flexural behaviors between S/F/SFCB-RC beams were discussed. An flexural analytical model of SFCB-RC beams is proposed and proved by the current and existing experimental results. Based on the proposed model, the influence of the fiber volume ratio R of the SFCB on the flexural behavior of SFCB-RC beams is discussed. The results show that the proposed model is effective for all S/F/SFCB-RC flexural members. Fiber volume ratio R is a key parameter affecting the flexural behavior of SFCB-RC. By controlling the fiber volume ratio of SFCB reinforcements, the flexural behavior of the SFCB-RC flexural members such as bearing capacity, bending stiffness, ductility and repairability of SFCB-RC structures can be designed.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.289-292
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• 2008

본 논문에서는 고장력 철근이 적용된 휨부재의 구조성능과 사용성능에 대하여 실험적으로 연구하였다. 고장력 철근에 관련된 기존 연구결과에 따르면, RC보의 인장철근을 고장력 철근으로 사용할 경우, SD400에 비해 철근의 물량을 경감시킬 수 있는 장점이 있으나, 균열 폭과 처짐이 증가되는 등 부정적인 영향이 있다고 알려졌다. 따라서 본 논문에서는 고장력 철근을 사용함으로써 휨부재의 성능에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이에 철근강도를 변수로 SD400, SD600, SD700의 3개 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과, 동일 철근비 사용 시 고장력 철근의 부재 강성이 감소되는 현상을 나타내었으나, 부재의 전체적인 휨내력은 배근된 철근의 강도 및 철근량에 비례하여 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고장력 철근 사용시 균열갯수 및 최대 균열폭에 큰 변화가 없으므로 사용성 면에서 큰 문제는 없는 것으로 분석되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.155-168
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• 1998

본 연구에서는 국내기존 철근콘크리트(RC) 교각의 구조적 특성을 조사.분석하여 단면강도와 변형성능에 미치는 영향을 규명하였으며 이와같은 특성을 고려한 내진성평가절차를 제시하였다 기존 RC교각의 내진성평가를 위해서는 단면휨강도를 지배하는 구요소인 작용축력과 주철근비 및 주철근강도 주철근 항복후 부재변형성능과 전단강도를 지배하는 횡철근비 및 앵커상세 그리고 주철근 부착파괴를 결정하는 주철근의 이음부위치에 대한 상세조사가 요구된다. 국내기존 RC교각은 대부분 횡철근의 앵커가 부적절하고 주철근의 위치가 소성힌지부에 위치하고 있으므로 휨연성거동을 위한 변형성능이 충분히 확보되어있지 못하다 따라서 여기서 제시된 평가절차는 기존 연속교 고정단교각의 내진성평가를 수행하고 그에 따른 적절한 내진보강을 하여 지진에 대한 안전성확보 하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제31권3호
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• pp.81-91
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• 1989

The aims of this study were to determine mechanical properties of steel-fiber reinforced concrete under splitting tensile, flexural and compressive loading, and thus to improve the possible applications of concrete. The major factors experimentally investigated in this study were the fiber content and the length and the diameter of fibers. The major results obtained are summarized as follows : 1.The strength, strain, elastic modulus and energy obsorption capability of steel-fiber reinforced concrete under splitting tensile loading were significantly improved by increasing the fiber content or the aspect ratio. 2.The flexural strength, central deflection, and flexural toughness of steel4iber reinforced beams were significantly improved by increasing the fiber content or the aspect ratio. And flexural behavior characteristic was good at the aspect ratio of about 60 to 75. 3.The strength, strain, and energy absorption capability in compression were increased with the increase of the fiber content. These effects were not so sensitive to the aspect ratio. The energy absorption capability was improved only slightly with the increase of the fiber length. 4.The elastic modulus, transverse strains, and poisson's ratios in compression were not influenced by the fiber content. 5.The steel-fibers were considered to be appropriated as the materials covering the weakness of concrete because the mechanical properties of concrete in tension and flexure were significantly improved by steel-fiber reinforcement.