• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권6호
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• pp.579-588
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• 2024

The present paper investigates the curvature ductility of confined reinforced concrete (RC) beams with normal (NSC) and high strength concrete (HSC). For the purpose of predicting the curvature ductility factor, an analytical model was developed based on the equilibrium of internal forces of confined concrete and reinforcement. In this context, the curvatures were calculated at first yielding of tension reinforcement and at ultimate when the confined concrete strain reaches the ultimate value. To best simulate the situation of confined RC beams in flexure, a modified version of an ancient confined concrete model was adopted for this study. In order to show the accuracy of the proposed model, an experimental database was collected from the literature. The statistical comparison between experimental and predicted results showed that the proposed model has a good performance. Then, the data generated from the validated theoretical model were used to train the artificial neural network (ANN) prediction model. The R² values for theoretical and experimental results are equal to 0.98 and 0.95, respectively which proves the high performance of the ANN model. Finally, a parametric study was implemented to analyze the effect of different parameters on the curvature ductility factor using theoretical and ANN models. The results are similar to those extracted from experiments, where the concrete strength, the compression reinforcement ratio, the yield strength, and the volumetric ratio of transverse reinforcement have a positive effect. In contrast, the ratio and the yield strength of tension reinforcement have a negative effect.

• Computers and Concrete
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• 제7권2호
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• pp.169-190
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• 2010

The focus of this research effort was characterization of the flexural and tensile properties of a specific ultra-high-strength, fiber-reinforced concrete material. The material exhibited a mean unconfined compressive strength of approximately 140 MPa and was reinforced with short, randomly distributed alkali resistant glass fibers. As a part of the study, coupled experimental, analytical and numerical investigations were performed. Flexural and direct tension tests were first conducted to experimentally characterize material behavior. Following experimentation, a micromechanically-based analytical model was utilized to calculate the material's tensile failure response, which was compared to the experimental results. Lastly, to investigate the relationship between the tensile failure and flexural response, a numerical analysis of the flexural experiments was performed utilizing the experimentally developed tensile failure function. Results of the experimental, analytical and numerical investigations are presented herein.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.143-150
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• 2014

콘크리트의 압축파괴에 의한 취성적인 비틀림파괴와 사인장균열의 폭을 제한하기 위하여 콘크리트구조기준은 비틀림보강철근의 항복강도를 제한하고 있다. 2012년에 콘크리트구조기준에서는 비틀림보강철근의 항복강도를 400 MPa에서 500 MPa로 상향하였다. 그 이유는 500 MPa의 비틀림보강철근을 사용한 비틀림부재의 경우에도 전단파괴하는 부재와 유사하게 기준에서 요구하는 비틀림파괴모드, 사용성, 경제성을 만족시킬 수 있을 것으로 판단하였기 때문이다. 그러나 현재 고강도 비틀림보강철근을 사용한 비틀림부재에 대한 연구는 전단부재에 대한 연구에 비하여 부족한 실정이다. 이 연구에서는 340 MPa, 480 MPa, 667 MPa의 비틀림보강철근을 사용한 철근콘크리트 보의 비틀림거동을 실험적으로 평가하였다. 실험에 의하면 비틀림보강철근의 파괴모드는 비틀림보강철근의 항복강도와 콘크리트의 압축강도에 의하여 영향을 받았다. 비틀림보강철근의 항복강도가 400 MPa이하인 경우에는 콘크리트의 압축강도와 무관하게 한 곳 이상에서 비틀림보강철근이 항복강도에 도달하여 비틀림인장파괴하였지만, 항복강도가 480 MPa 이상인 경우에는 비틀림보강철근이 항복하지 않는 경우가 발생하여 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.499-506
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• 2001

본 연구는 8개의 직접인장실험을 수행하여 축방향 부재의 콘크리트강도에 따른 부착특성과 균열거동을 조사하였다. 주변수는 콘크리트강도로 보통강도 24-25 MPa, 고강도 61-63 MPa이다. 직접인장시험체는 2종류로서 짧은 시험체는 횡균열 사이의 인장부재를 모형화하였고, 긴 시험체는 다수의 횡균열이 발생하는 인장부재를 모형화하였다. 이러한 직접인장실험을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 부착강도는 압축강도에 비례하여 증가한다. 그러므로 고강도콘크리트에서 응력교란구간의 길이는 더 짧아지고 횡균열 간격이 더 줄어든다. 콘크리트강도가 25MPa에서 61MPa으로 증가하였지만 쪼갬균열하중은 거의 같게 나타났다. 반면에 횡균열하중은 인장강도에 비례하여 증가하였다. 따라서 고강도콘크리트를 사용할 때에 현행 구조설계기준의 정착길이 산정방법은 재고될 필요가 있고, 피복두께와 순철근간격을 더 크게 하든지 횡보강철근의 의무화하는 것이 현행 기준에 추가되기를 권장한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.605-608
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• 1999

The objective of this research is to examine whether the determination of development length for high strength concrete by the ACI Building Code 318-95 could be applied and the upped limit of compressive strength, 700kg/$\textrm{cm}^2$ is suitable. Eight beam specimens were tested. Each beam was designed to include two bars in tension, spliced at the center of the span. The beams were loaded in positive bending with the splice in a constant moment region. The variables used here were compressive strength and the space of stirrup within splice length. The results indicated that for (c$\div$Ktr)/db of the range of 1.5-2.0 compressive strength up to 800kg/$\textrm{cm}^2$ is acceptable with regard to bond strength and ductility, thus the limit of compressive strength in ACI 318-95 may be extended to 800kg/$\textrm{cm}^2$.

• 토지주택연구
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• 제2권1호
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• pp.53-60
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• 2011

인장을 받는 고강도콘크리트 부재의 정착특성을 평가하고 KCI 2007 정착길이 산정기준의 적용가능성을 평가하기 위하여 콘크리트강도와 정착길이, 섬유혼입률을 변수로 한 정착실험을 수행하였다. 정착실험 수행 결과, 인장을 받는 80MPa의 고강도콘크리트 부재에서 KCI 2007의 최소정착길이의 적용이 가능할 것으로 기대된다. 고강도콘크리트의 내화성능을 확보하기 위하여 혼입되는 섬유(NY+PP)는 0.1%까지 혼입하여도 고강도콘크리트의 정착특성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.579-584
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• 2001

The reinforced concrete(RC) beam is developed cracks because the compression strength of concrete is strong but the tensile strength is weak. The structural strength and stiffness is decreased by reduction of tension resistance capacity of concrete due to the developed cracks. Using the fiber reinforced concrete that is increased the flexural strength and tensile strength at tensile part can enhance the strength and stiffness of concrete structure and decrease the tensile flexural cracks and deflection. Therefore, The reinforced concrete used the fiber reinforced concrete at tensile part ensure the safety and serviceability of the concrete structures. In this study, analytical model of a dual concrete beam that is composed of the normal strength concrete at compression part and the high tensile strength concrete at tensile part is developed by using the equilibrium condition of forces and compatibility condition of strains and is parted into elastic analytical model and ultimate analytical model. Three group of test beam that is formed of one reinforced concrete beam and two dual concrete beams for each steel reinforcement ratio is tested to examine the flexural behavior of dual concrete beams. The comparative study of total nine test beams is shown that the ultimate load of a dual concrete beams relative to the reinforced concrete beams have an increase in approximately 30%. In addition, the initial flexural rigidity, as used here, refer to the slope of load-deflection curves in elastic state is increased and the deflection is decreased.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.211-217
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• 2011

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장 이음 길이보다 압축 이음 길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축 이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장 이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축 이음 강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 있는 압축 이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 횡보강근량이 많을수록 압축 이음 강도는 향상되었다. 이음강도를 부착과 지압의 기여분으로 나눠서 분석하면, 이음 길이에 횡보강근량이 증가하여도 지압은 상승하지 않았다. 따라서 횡보강근 배근에 따른 압축 이음 강도의 상승은 부착 강도의 증가에 기인한 것으로 평가되었다. 실험 결과에서 분석된 이음 길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하고, 기존 실험 자료를 통합하여 압축 이음 강도 평가식과 압축이음 길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식을 이용하면 고강도 콘크리트 특성과 횡보강근 효과가 반영된 합리적인 압축 이음 길이가 산정되어 인장 이음 길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.601-608
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• 2000

Steel fiber and Polymer are used widely for the reinforcement material of RC structures because of its excellence of durability, serviceability as well as mechanical properties. Polymer-Steel fibrous high strength concrete beam's input ratio are 1.0%. The shear span-to-depth ratio are 1.5, 2.8 and 3.6, compressive strength of specimens 320kg/㎠, 436kgf/㎠ and 520kgf/㎠ in 28 days. The static test was carried out to measure the ultimate load, the initial load of flexural crack and of diagonal crack, from which crack patte군 and fracture modes are earned. Also, stress-strain, load-strain and load-deflection are examined during the test cracks(shear crack, flexural crack, and diagonal tension crack), when the load values are sketched according to the growth of crack. Result are as follows; (1) The failure modes of the specimens increase in rigidity and durability in accordance with the increase of mixing steel fiber and polymer. (2) The load of initial crack was the same as the theory of shear-crack strength (3) Polymer-Steel fibrous high strength concrete beams have increased the deflection and strain at failure load, improving the brittleness of the high strength concrete. (4) In this result of study, an additional study need to make a need formular because the study is different from ACI formular and Zsutty formular.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.351-358
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• 2007

현재 상용되고 있는 강판 보강법이나 탄소섬유 시트 부착 보강법과는 달리, 고장력 인장봉을 이용한 외부 비부착 방식의 보강법은 설치가 간단하고 시공 시간이 짧은 등의 장점이 있다. 또한 외부 비부착 보강법은 콘크리트 표면처리가 필요 없고 에폭시 등의 접착제를 사용하지 않아 환경에 미치는 영향도 적다. 지난 연구에 이어 본 연구에서는 보강된 RC보에 관한 총 9개의 실대형 시험체를 변수별로 제작하여 여러 변수가 실제 구조물에 미치는 영향을 검토하였다. 시험체의 주요 변수는 보강재의 크기와 전단 보강근의 간격, 지지 조건이다. 본 논문에서는 보강된 RC 보의 구조적 거동을 무보강 시험체와 비교하여 기술하였다. 실험 결과 고장력 인장봉으로 보강된 RC보는 무보강 시험체와 비교하여 강도와 휨 성능에서 탁월한 효과를 나타내었으며 전단 보강근이 과소 배근된 시험체에서도 고장력 인장봉에 의한 전단 내력 효과를 보였다.