• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.367-382
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• 2019

This paper presents experimental and analytical investigations on additional fixed-end rotations resulting from the strain penetration of high-strength reinforcement in reinforced concrete (RC) beam-column connections under monotonic loading. The experimental part included the test of 18 interior beam-column connections with straight long steel bars and 24 exterior beam-column connections with hooked and headed steel bars. Rebar strains along the anchorage length were recorded at the yielding and ultimate states. Furthermore, a numerical program was developed to study the effect of strain penetration in beam-column connections. The numerical results showed good agreement with the test results. Finally, 87 simulated specimens were designed with various parameters based on the test specimens. The effect of concrete compressive strength ($f_c$), yield strength ($f_y$), diameter ($d_b$), and anchorage length ($l_{ah}$) of the reinforcement in the beam-column connection was examined through a parametric study. The results indicated that additional fixed-end rotations increased with a decrease in $f_c$ and an increase in $f_y$, $d_b$ and $l_{ah}$. Moreover, the growth rate of additional fixed-end rotations at the yielding state was faster than that at the ultimate state when high-strength steel bars were used.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.717-726
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• 2007

일반 강도의 철근을 고강도콘크리트 구조물에 사용하는 경우, 고강도콘크리트의 취성을 보완하고 그 성능을 십분 활용하기 위해서는 많은 양의 철근이 요구된다. 이는 곧 철근의 과밀 배근이나 자중의 증가와 같은 구조, 시공상의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 고강도콘크리트 부재에 적합한 새로운 보강 재료 혹은 공법이 필요한 것이다. 이에 본 연구에서는 100 MPa의 고강도콘크리트를 사용하여 4개의 실물크기 보 시험체를 제작하고, 전단보강재를 달리하여 전단 거동에 대한 효과를 관찰하기 위해 실험을 수행하였다. 4개의 시험체는 각각 일반 철근, 고장력 철근, 헤디드 바, CFRP 바를 전단 스터럽으로 사용하였으며, 이 중 2개의 시험체에는 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 그 효과를 관찰하였다. 고장력 철근의 사용은 전단철근에 의한 전단력과 부착력의 증가로 인해 전반적인 전단 성능의 향상을 가져왔다. 헤디드 바로 전단 보강된 부재의 경우에도 헤디드 바의 상당히 높은 정착강도로 인해서 우수한 전단 거동을 보였다. 하지만 본 실험에서 사용된 CFRP 바의 경우, 부착력이 매우 떨어져 전단보강재로서 적합하지 못한 것으로 나타났다. 강섬유 보강 콘크리트를 통해 부재의 연성 및 균열 제어 능력이 향상되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.40-47
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• 2021

본 연구에서는 확대머리 정착이음을 갖는 연결부의 상세에 따른 구조거동을 유한요소해석을 통해 분석하였다. 복잡한 접촉조건과 비선형 거동을 나타내는 연결부의 유한요소해석을 위하여 외연적 동해석을 활용한 준정적 해석 기법을 적용하였다. 기존 실험결과와 해석결과를 비교하여 유한요소모델의 정확성을 검토하였으며, 준정적 해석 기법은 확대머리 연결부의 비선형성을 잘 반영하는 것을 확인하였다. 다양한 정착길이, 횡방향 철근지수를 갖는 21가지 유한요소모델을 활용하여 구조해석을 수행한 결과 정착길이와 횡방향 철근지수의 증가는 강도와 연성도를 증가 시키는 것을 확인하였으나, 충분한 구조성능을 확보하기 위해서는 두 가지 설계변수 모두 일정수준을 확보해야 함을 확인하였다. 최근 개정된 확대머리 정착이음 설계기준에서는 정착길이와 횡방향 철근지수를 모두 고려하는 설계식을 제시하고 있으며, 본 연구의 결과에서도 정착길이 뿐만 아니라 횡방향 보강철근이 매우 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권3호
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• pp.233-250
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• 2011

An experimental study has been carried out to reveal the shear-bond failure mechanism of composite deck slabs. Thirteen full scale simply supported composite slabs are studied experimentally, with the influence parameters like span length, slab depth, shear span length and end anchorage provided by steel headed studs. A dozen of strain gauges and LVDTs are monitored to capture the strain distribution and variation of the composite slabs. Before the onset of shear-bond slip, the longitudinal shear forces along the span are deduced and found to be proportional to the vertical shear force in terms of the shear-bond strength in the m-k method. The test results are appraised using the current design procedures. Based on the partial shear-bond connection at the ultimate state, an improved method is proposed by introducing two reduction factors to assess the moment resistance of a composite deck slab. The new method has been validated and the results predicted by the revised method agree well with the test results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.147-161
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• 2017

일반적으로, 원전구조물은 다량의 철근이 사용되어 시공과정에서 여러 잠재적 문제점이 발생한다. 특히, 구조부재의 연결부위는 수많은 갈고리철근, 매입철물과 주변 철근 등에 의해 심각한 과밀현상이 발생하므로 여타 다른 부위보다 콘크리트 타설에 더 큰 어려움이 야기된다. 원전구조물에 사용되는 일반강도(ASTM A615 Gr.60)의 대구경(43 mm & 57 mm) 표준갈고리 철근을 대신하여 고강도(ASTM A615 Gr.80)의 대구경(43 mm & 57 mm) 확대머리 철근을 사용할 수 있도록 관련 기술기준을 개정하여 철근 과밀배근 문제를 해결하는 데 본 연구의 목적이 있다. 확대머리 철근을 원전구조물에 효과적으로 사용하기 위해서는 기존의 정착성능을 그대로 유지하거나 그 이상으로 증가시키면서 사용 제한요건을 완화는 방안을 찾아야 하므로 철근직경, 철근 항복강도, 측면피복 두께와 같이 확대머리 철근의 사용을 제한하는 변수 영향을 검토할 수 있는 실험결과를 분석하여 정착성능을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.747-754
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• 2008

본 연구에서는 강섬유 혹은 폴리프로필렌 섬유로 하이브리드 보강되고, 수직하중과 수평하중을 받는 고강도 콘크리트 내민받침을 제작하고 실험하였다. 실험 결과, 강섬유, 폴리프로필렌 섬유를 혼입함에 따라 내하력, 강성, 연성, 균열폭, 균열 수 측면에서 고강도콘크리트 내민받침의 성능은 향상되었다. 폴리프로필렌 섬유로 보강된 고강도콘크리트 내민받침은 강섬유로 보강된 내민받침보다 다소 낮은 내하력을 보였지만, 수평하중 하에서 더 큰 연성을 보였다. 또한, 주인장 타이 철근으로 사용된 헤디드 바의 헤드는 뛰어난 정착을 보여주었다. 실험 결과를 설계기준의 규준식 및 여러 연구자들이 제안한 예측모델과 비교한 결과, 정밀 스트럿-타이 모델이 수평하중 하에서 가장 정확하고 보수적인 예측 결과를 보여주었고, Fattuhi가 제안한 트러스 모델은 섬유 보강 고강도콘크리트 내민받침의 강도를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.49-56
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• 2021

The damage to non-structural elements in buildings has been increasing due to earthquakes. In Korea, post-installed anchors produced overseas have been mainly used for seismic anchorage of non-structural components to structures. Recently, a new cast-in-place concrete insert anchor installed in concrete without drilling has been developed in Korea. In this paper, an experimental study was conducted to evaluate the tensile and shear strengths of the newly developed anchor under monotonic load. The failure modes of the tension specimens were divided into concrete breakout failure and steel failure, and all shear specimens showed steel failure. In both tension and shear, the maximum loads of specimens were greater than the nominal strengths predicted by the concrete design code (KDS 14 20 54). As a result, it is expected that the current code can also be used to calculate the strength of the developed cast-in anchor.