• 한국지진공학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.239-248
• /
• 2019

In this study, the out-of-plane seismic resistance of lightly-reinforced existing walls strengthened with thick RC jacket was investigated. The thick RC jacket with a thickness of 500 mm was placed at one side of the thin existing wall with a thickness of 150 mm. At the interface between the wall and RC jacket, a tee-shaped steel section with a number of anchor bolts and dowel bars was used as the shear connector. To investigate the connection performance and strengthening effects, the cyclic loading tests of four jacketed wall specimens were performed. The tests showed that the flexural strength of the jacketed walls under out-of-plane loading was significantly increased. During the initial behavior, the tee shear connector transferred forces successfully at the interface without slip. However, as the cracking, spalling, and crushing of the concrete increased in the exiting walls, the connection performance at the interface was significantly degraded and, consequently, the strength of the jacketed walls was significantly decreased. The flexural strength of the jacketed walls with tee shear connector was estimated considering the full and partial composite actions of the tee shear connector.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.233-241
• /
• 2005

본 연구는 콘크리트로 충전한 절곡된 단면을 갖는 각형강관 기둥의 부착특성을 매입인발(Pull-out) 시험을 통해 평가하였다. 시험체는 단면 $250{\times}250mm$의 강관 단면에 콘크리트를 충진한 PSSC기둥으로 표준형(P), 사다리꼴(I), 직사각형(II), 역사다리꼴(III)의 4가지 형태(Fig. 3)와, 부착길이에 대한 폭비 (L/D=2.0, 2.5, 3.0) 단면의 폭두깨비(d/t)으로 설정하여 총 13로 하였다. 실험결과 얇은 판요소 절곡된 강관과 콘크리트의 부착거동은 일반적인 부착거동과 유사하게 화학적 부착과 기계적 부착의 형태로 거동하였으며, 부착응력은 강판의 절곡형태가 (equation omitted)순으로 높게 나타났다. 또한 (equation omitted)타입 시험체의 경우에는 얇은 판요소를 갖는 단면임에도 불구하고 AIJ에서 제시하고 있는 $0.147N/mm^2$의 값을 상회하는 것으로 나타나 부착응력을 고려할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 접착 및 계면
• /
• 제22권3호
• /
• pp.85-90
• /
• 2021

섬유강화 복합재료를 이용하여 다양한 제품을 개발하고 있다. 제품화를 위해서는 기본적으로 복합재료의 인장강도 평가를 진행해야 한다. ASTM D3039 규격을 기반으로 섬유강화 복합재료가 평가되는데, 인장시편에 대한 변수 및 평가 조건에 따른 변수가 섬유강화 복합재료의 인장강도에 변화를 유발시킨다. 본 연구에서는 섬유강화 복합재료의 인장강도를 평가하는 ASTM D3039 기준을 따라 실험을 하되 탭, 시편의 두께, 탭을 붙이기 위한 접착제의 종류, 지그의 압력에 따른 섬유강화 복합재료의 인장강도 결과의 변화를 확인하였다. 시편의 두께에 따라 인장강도 및 인장탄성률의 변화가 있었다. 시편의 두께는 1-1.5 mm이 최적이며, 지그의 압력은 0.28 MPa, 탭을 붙이는 접착제는 접착력이 가장 우수한 구조용 접착제를 사용하는 것이 효과적이었다. 다양한 실험적 변수로 인해 오류를 일으킬 수 있었다. 접착제 및 탭, 지그 등에 대한 정확한 설정을 통해 효과적인 복합재료 평가가 이루어지길 희망한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.45-52
• /
• 2012

최근에 콘크리트 구조물의 보강에 섬유복합재(FRP), 폴리우레아(PolyUrea), 그리고 이들을 함께 적층하여 사용하는 다중혼합 보강재료를 사용한 외부 보강공법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 외부부착에 의한 보강공법들은 콘크리트와 보강재료 사이의 경계면 거동이 전체 보강된 구조물의 성능을 좌우하게 된다. 그러므로, 이 연구에서는 보강재료의 종류와 보강순서에 따른 콘크리트와 보강재료 사이의 부착전단 거동을 실험적으로 평가하였다. 부착전단 실험을 위하여 콘크리트 부재에 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아(PolyUrea, PU), 탄소섬유복합재 보강 후 폴리우레아(CPU), 폴리우레아 보강 후 탄소섬유복합재(PUC)의 보강재료로 부착하였으며, 콘크리트와 보강재료의 부착전단력 이외 발생할 수 있는 하중발생을 최소화하기 위하여 부착전단 시편고정장치를 개발하여 실험을 수행하였다. 이 실험 결과를 통해 탄소섬유복합재와 폴리우레아를 혼합한 복합재료가 높은 부착전단강도와 에너지 흡수성능이 뛰어남을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권6호통권79호
• /
• pp.737-747
• /
• 2005

강재 보와 콘크리트 슬래브로 구성되어 지는 합성보에서 두 부재는 일반적으로 전단연결재에 의해 서로 합성되어져 일체적인 구조거동을 하게 된다. 현재까지 전단연결재로서는 스터드(stud)가 널리 사용되어지고 있다. 합성보의 구조적 거동은 사용된 부재의 재료적 특성 외에도 스터드에 의한 전단합성작용에 의해 많은 영향을 받게 된다. 합성보 전단연결부에서의 전단합성거동은 합성보에서가 아닌 단순화된 Push-Out 시험체(Push-Out Test Specimen)에 의해 실험적으로 결정되고 있다. 최근의 연구결과에 따르면, Push-Out 실험에서 얻은 전단 스터드의 합성거동과 실제 합성보에서의 전단합성거동에는 분명한 차이점이 존재하며, 특히 부분합성된 합성보에서는 그 차이가 매우 크다는 것이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 표준 Push-Out 시험체 및 합성보의 구조거동 해석을 위해, Push-Out 실험으로부터 결정되는 스터드에 대한 하중-상대변위 곡선의 도입이 필요 없는 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 해석결과의 비교 분석으로부터 합성보 전단연결부에서의 합성거동을 평가할 수 있었고, 이를 Push-Out 실험결과와 비교하여 보았으며 전단합성거동의 차이점에 대한 구체적 원인을 찾을 수 있었다.

• Computers and Concrete
• /
• 제26권2호
• /
• pp.151-159
• /
• 2020

This paper presents an evaluation of shear transfer across cracks in reinforced concrete through finite element modelling (FEM) and analytical predictions. The aggregate interlock is one of the mechanisms responsible for the shear transfer between two slip surfaces of a crack; the others are the dowel action, when the reinforcement contributes resisting a parcel of shear displacement (reinforcement), and the uncracked concrete comprised by the shear resistance until the development of the first crack. The aim of this study deals with the development of a 3D numerical model, which describes the behavior of Z-type push-off specimen, in order to determine the properties of interface subjected to direct shear in terms cohesion and friction angle. The numerical model was validated based on experimental data and a parametric study was performed with the variation of the concrete strength. The numerical results were compared with analytical predictions and a new equation was proposed to predict the maximum shear stress in cracked concrete.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제35권2호
• /
• pp.237-247
• /
• 2020

Shear connectors are essential elements in the design of steel-concrete composite systems. These connectors are utilized to prevent the occurrence of potential slips at the interface of steel and concrete. The two types of shear connectors which have been recently employed in construction projects are C- and L-shaped connectors. In the current study, the behavior of C and L-shaped angle shear connectors is investigated experimentally. For this purpose, eight push-out tests were composed and subjected to monotonic loading. The load-slip curves and failure modes have been determined. Also, the shear strength of the connectors has been compared with previously developed relationships. Two failure modes of shear connectors were observed: 1) concrete crushing-splitting and 2) shear connector fracture. It was found that the L-shaped connectors have less shear strength compared to C-shaped connectors, and decreasing the angle leg size increases the shear strength of the C-shaped connectors, but decreases the relative ductility and strength of L-shaped connectors.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제37권6호
• /
• pp.741-759
• /
• 2020

Steel plate-concrete composite slabs provide attractive features, such as more effective loading transfer, and more cost-effective stay-in-place forms, thereby enabling engineers to design more high-performance light structures. Although significant studies in the literatures have been directed toward designing and implementing the steel plate-concrete composite beams, there are limited data available for understanding of the composite slabs. To fill this gap, nine the composite slabs with different variables in this study were tested to unveil the impacts of the critical factors on the ultimate strength behavior. The key information of the findings included sample failure modes, crack pattern, and ultimate strength behavior of the composite slabs under either four-point or three-point loading. Test results showed that the failure modes varied from delamination to shear failures under different design factors. Particularly, the shear stud spacing and thicknesses of the concrete slabs significantly affected their ultimate load-carrying capacities. Moreover, an analytical model of the composite slabs was derived for determining their ultimate load-carrying capacity and was well verified by the experimental data. Further extensive parametric study using the proposed analytical methods was conducted for a more comprehensive investigation of those critical factors in their performance. These findings are expected to help engineers to better understand the structural behavior of the steel plate-concrete composite slabs and to ensure reliability of design and performance throughout their service life.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권2호
• /
• pp.191-207
• /
• 2022

Undoubtedly, the employment of direct bond interaction between steel and concrete is preceding the other mechanisms because of its ease of construction. However, the large scatter in the experimental data about the issue has hindered the efforts to characterize bond strength. In the following research, the direct bond interaction and bond-slip behavior of CFTs with circular cross-section were examined through repeated load-reversed push-out tests until four cycles of loading. The influence of different parameters including the diameter of the tube and the use of shear tabs were assessed. Moreover, the utilization of expansive concrete and external spirals was proposed and tested as ways of improving bond strength. According to the results section dimensions, tube slenderness, shrinkage potential of concrete, interface roughness and confinement are key factors in a natural bond. Larger diameters will lead to a considerable drop in bond strength. The use of shear tabs by their associated bending moments increases the bond stress up to eight times. Furthermore, employment of external spirals and expansive concrete have a sensible effect on enhancing bonds. Macro-locking was also found to be the main component in achieving bond strength.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권4호
• /
• pp.419-426
• /
• 2016

이 연구에서는 다양한 콘크리트를 갖는 전단계면에서의 전단마찰거동에 대한 횡보강근 및 압축응력의 영향을 평가하였다. 12개 직접전단실험체로부터 균열진전, 전단하중-상대 미끄러짐 관계, 균열발생시 전단응력, 최대전단내력 및 횡보강근의 전단저항력 등이 측정되었다. 실험결과 동일 전단하중에서 상대 미끄러짐 제어에 대한 횡보강근 배근형상 및 콘크리트 압축강도의 영향은 미미하였다. 작용 압축응력의 증가와 함께 콘크리트의 전단전달력을 증가하는 반면, 횡보강근의 전단전달력은 감소하였는데, 횡보강근의 전단저항은 배근형태에 의해 영향을 받지 않았다. AASHTO-LRFD, Mattock 및 Hwang and Yang의 모델은 콘크리트의 전단마찰내력을 과소평가하였다. 반면, Hwang and Yang의 모델은 실험결과와의 비교에 대한 평균과 표준편차 값이 각각 1.02과 0.23으로서 기존 모델에 비해 다양한 변수의 영향을 적절히 고려하면서 콘크리트의 전단마찰내력을 잘 예측하였다.