• Advances in concrete construction
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• 제8권2호
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• pp.101-117
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• 2019

Structural strengthening of reinforced concrete (RC) beams is becoming essential to meet the up-gradation of existing structures due to the infrastructure development. Strengthening is also essential for damaged structural element due to the adverse environmental condition and other distressing factors. This article reviews the state of the field on repair, retrofitting and rehabilitation techniques for the strengthening of RC beams. Strengthening of RC beams using various promising techniques such as externally bonded steel plates, concrete jacketing, fibre reinforced laminates or sheets, external prestressing/external bar reinforcement technique and ultra-high performance concrete overlay have been extensively investigated for the past four decades. The primary objective of this article is to discuss investigations on various strengthening techniques over the years. Various parameters that have been discussed include the flexural capacity, shear strength, failure modes of various strengthening techniques and advances in techniques over the years. Firstly, background information on strengthening, including repair, retrofitting, and rehabilitation of RC beams is provided. Secondly, the existing strengthening techniques for reinforced concrete beams are discussed. Finally, the relative comparisons and limitations in the existing techniques are presented.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권1호
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• pp.75-86
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• 2024

In this paper, the porous metal PM-35 is proposed as the filler material of filled thin-walled tubes (FTTs), and a series of experimental study is conducted to investigate the dynamic behavior and energy absorption performance of PM-35 filled thin-walled tubes under impact loading. Firstly, cylinder solid specimens of PM-35 steel are tested to investigate the impact mechanical behavior by using the Split Hopkinson pressure bar set (SHP); Secondly, the filled thin-walled tube specimens with different geometric parameters are designed and tested to investigate the feasibility of PM-35 steel applied in FTTs by the orthogonal test. According to the results of this research, it is concluded that PM-35 steel is with the excellent characteristics of high energy absorption capacity and low yield strength, which make it a potential filler material for FTTs. The micron-sizes pore structure of PM-35 is the main reason for the macroscopic mechanical behavior of PM-35 steel under impact loading, which makes the material to exhibit greater deformation when subjected to external forces and obviously improve the toughness of the material. In addition, PM-35 steel core-filled thin-wall tube has excellent energy absorption ability under high-speed impact, which shows great application potential in the anti-collision structure facilities of high-speed railway and maglev train. The parameter V0 is most sensitive to the energy absorption of FTT specimens under impact loading, and the sensitivity order of different variations to the energy absorption is loading speed V0>D/t>D/L. The loading efficiency of the FTT is affected by its different geometry, which is mainly determined by the sleeve material and the filling material, which are not sensitive to changes in loading speed V0, D/t and D/L parameters.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.45-52
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• 2011

고강도 콘크리트의 폭렬현상을 억제하여 내화 성능을 개선하기 위한 방법으로 고온에서 수증기가 콘크리트 표면으로 이동할 수 있도록 경로를 제공하여 주는 섬유를 혼입하는 방안이 있다. 본 연구에서는 섬유혼입 고강도 콘크리트 기둥에 대한 재하 내화 실험을 수행하였고, 내부 철근의 온도분포 예측을 위한 열전달 모델과 고온에서 콘크리트 기둥의 역학적 거동에 대한 재료모델을 제시하였다. 화재 시 콘크리트 내부의 물리적인 현상과 콘크리트의 열적 특성을 고려하여 선행 연구의 재료모델을 수정하였다. 수정한 모델을 이용한 섬유혼입 고강도 콘크리트의 유한요소 해석을 실행하였고, 재하 내화실험과의 비교를 통하여 재료모델을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.48-58
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• 2014

본 연구에서는 1992년 도로교설계기준의 내진설계도입 이전 규정에 따라 설계, 시공된 교각의 축소 모델을 실험체로 제작하여 원형기둥의 변위비에 따른 횡하중을 변위제어 방식으로 입력하여 준정적 방법을 통해 실험을 실시하였다. 연구에 적용한 보강재는 성능을 향상시킨 무기계 합금강인 Helical Bar로써 원형기둥 외부에 보강 후 실내실험을 통하여 파괴거동, 하중-변위 관계, 연성도 평가 및 에너지 평가를 실시하였다. 실험변수로는 위험단면 내에서 나선으로 보강한 보강재의 단면력의 크기와 나선보강의 간격, 보강형태로 두었으며, 준정적 실험을 통해 보강성능의 차이와 효과를 확인하였다. 실험결과 보강대상 부재의 성능에 따라 적절한 보강재의 단면력 크기결정과 보강간격 및 형식의 선정이 필요하며 기계적 보강재뿐만 아니라 고강도 콘크리트 피복으로의 치환으로도 보강성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.441-444
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• 2004

This paper presnets the tensile behavior of 8 high performance fiber-reinforced cementitious composites (HPFRCCs) members, each reinforced with one deformed bar 16mm in diameter. The variables included HPFRCC(Ductal, steel cord and polyethylene hybrid fiber, PE fiber) versus normal concrete. Fibers used in HPFRCC significantly increased tensile strength, ductility, and tension stiffening of cementitious materials. For HPFRCC, after first cracking, tensile load continue to rise without fracture localization. Sequentially developed parallel cracks contributed to the inelastic strain at increasing stress level. After yielding of the reinforcing bars, HPFRCC showed increases in loads with increasing strains.

• 소성∙가공
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• 제18권6호
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• pp.453-457
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• 2009

In this paper, plastic deformation behaviors of ESW105 and SCM435 steels are revealed by simulations and experiments. ESW105 is the special pre-heat-treated steel characterized by high initial yield strength and negligible strain-hardening behavior. The flow stresses of the two steels for large stain are calculated from tensile tests. Axial and lateral compressions of cylindrical bars are tested and simulated and the deformed shapes are compared to characterize the plastic deformation behaviors of the two materials. A forward extrusion process of a cylindrical bar is also simulated to reveal the difference. It has been shown that there are pretty much difference in plastic flow between ESW105 and SCM435 which causes from the difference in strain-hardening capability, implying that the experience-oriented design rules for common commercial materials may lead to failure in process design when the new material of ESW105 is applied without consideration of its plastic deformation behavior.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.48-51
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• 2009

In this paper, plastic deformation behaviors of ESW105 and SCM435 steels are revealed by simulations and experiments. ESW105 is the special pre-heat-treated steel characterized by high initial yield strength and negligible strain-hardening behavior. The flow stresses of the two steels for large stain are calculated from tensile tests. Axial and lateral compressions of cylindrical bars are tested and simulated and the deformed shapes are compared to characterize the plastic deformation behaviors of the two materials. A forward extrusion process of a cylindrical bar is also simulated to reveal the difference. It has been shown that there are pretty much difference in plastic flow between ESW105 and SCM435 which causes from the difference in strain-hardening capability, implying that the experience-oriented design rules for common commercial materials may lead to failure in process design when the new material of ESW105 is applied without consideration of its plastic deformation behavior.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.451-460
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• 2024

Hollow reinforced concrete columns confined with GFRP tubes (GRCH) are composite members composed of the outer GFRP tube, the PVC or other plastic tube as the inner tube, and the reinforced concrete between two tubes. Because of their high ductility, light weight, corrosion resistance and convenient construction, many researchers pay attention to the composite members. However, there are few studies on GRCH members under eccentric compression compared with those under axial compression. Eight hollow columns were tested under eccentric compression, including one axial compression column and seven eccentric compression columns. The failure modes and force mechanisms of GRCH members were analyzed, considering the varying in hollow ratio, reinforcement ratio and eccentricity. The test results showed that configuring steel bars can greatly increase the bearing capacity and ductility of the members. Each component (GFRP tube, concrete, steel bar) had good deformation coordination and the strength of each material could be fully utilized. But for specimens with larger eccentricity ratio (e_r=0.4) and larger hollow ratio (χ=0.55), the restraining effect of GFRP tube on concrete was significantly decreased.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.561-568
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• 2005

본 논문의 목적은 트러스 인장웨브재의 형상이 정방형 각형강관인 기존 연구(강관웨브형)와 고장력 강봉을 인장웨브재로 사용하기 위해 연결플레이트를 가지는(강봉웨브형) 냉간성형 각형강관 갭 K형 접합부의 거동 비교를 통하여 고장력 강봉 사용의 적정성을 알아보기 위한 것이다. 주관폭두께비가 33.3으로 동일한 강관웨브형 실험체 4개와 강봉웨브형 실험체 8개의 최대내력, 파괴모드, 초기강성, 연성율 등을 비교하였다. 비교 결과, 접합부의 내력은 강관웨브형에서는 압축지관의 선행파괴로 결정되었으며, 강봉웨브형에서는 인장측의 선행파괴로 결정되었다. 무차원화 내력은 동일 폭비에서 강관웨브형이 높게 나타났으며, 폭비 증가에 따른 내력증가현상도 강관웨브형에서 뚜렷하게 나타나고, 강봉웨브형은 일정한 경향이 나타나지 않은 반면에 인장과 압축폭비로 나누어 살펴보면 인장폭비 증가에 따라서는 선형적인 증가현상이 나타남을 알았다. 파괴모드는 강관웨브형의 경우에는 압축지관의 미소 국부좌굴과 인장웨브와 주관 접합면의 소성파괴가 나타났고, 강봉웨브형의 경우는 주관플랜지면 소성변형 후 연결플레이트 용접부위의 파단이 나타났다. 따라서, 강봉웨브형에서 연결 플레이트를 갖는 갭K형 접합부의 경우에는 강관웨브형에 비해 주관의 폭두께비를 낮게 할 필요가 있으며, 폭비도 인장지관과 압축지관과의 관계를 고려하여 결정하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.18-26
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• 2012

최근 건축구조물에 있어서 초고층화, 대형화의 요구에 의해 고강도 및 고성능 콘크리트의 사용이 증가하고 있다. 하지만 고강도 및 고성능 콘크리트는 화재 시 발생하는 폭렬현상에 취약한 문제가 있다. 폭렬은 화재 시 콘크리트 피복의 손실을 초래하여 내부콘크리트와 철근의 열전달률을 높여 콘크리트와 철근의 온도를 상승시키는 작용을 한다. 이러한 고강도 콘크리트의 화재 시 폭렬을 방지하기 위하여 많은 연구들이 진행되고 있으며, 대표적으로 폴리프로필렌(polypropylene)섬유, 강섬유를 콘크리트에 혼입한 연구들에 의해 폭렬제어성능이 입증되었으나, 섬유 혼입에 따른 유동성 저하 및 시공성 불량 등의 문제점이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함한 코팅액으로 코팅된 Polyamide 섬유를 콘크리트에 혼입하여 내화성능 및 시공성을 확보하였으며, 강도영역별 적정 조건을 실험을 통하여 도출하였다. 그 결과, 13mm의 polyamide 섬유 적용시 강도영역별로 60MPa에서는 $0.8kg/m^3$, 80MPa에서는 $1.0kg/m^3$, 100MPa는 $1.5kg/m^3$이상 혼입시 폭렬 제어 및 시공성 확보가 가능할 것으로 사료된다.