• Earthquakes and Structures
• /
• 제19권4호
• /
• pp.273-286
• /
• 2020

The pile group foundation is widely used for gravity pier of high-speed railway bridges in China. If a moderate or strong earthquake occurs, the pile-surrounding soil will exhibit obvious nonlinearity and significant pile group effect. In this study, an improved pushover analysis model for the pile group foundation with consideration of pile group effect is presented and validated by the quasi-static test. The improved model uses simplified springs to simulate the soil lateral resistance, side friction and tip resistance. PM (axial load-bending moment) plastic hinge model is introduced to simulate the impact of the axial force changing of pile group on their elastic-plastic characteristics. The pile group effect is considered in stress-stain relations of the lateral soil resistance with a reduction factor. The influence factors on nonlinear characteristics and plastic hinge distribution of the pile group foundation are discussed, including the pier height, longitudinal reinforcement ratio and stirrup ratio of the pile, and soil mechanical parameters. Furthermore, the displacement ductility factor, resistance increase factor and yielding stiffness ratio are provided to evaluate the seismic performance of soil-pile system. A case study for the pile group foundation of a railway simply supported beam bridge with a 32 m-span is conducted by numerical analysis. It is shown that the ultimate lateral force of pile group is not determined by the yielding force of the single one in these piles. Therefore, the pile group effect is essential for the seismic performance evaluation of the railway bridge with pile group foundation.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.1-9
• /
• 2015

횡방향철근은 기둥의 소성힌지구간에 충분한 구속효과, 축방향철근의 좌굴방지와 연성거동을 확보하기 위해 적용된다. 기둥에서 사각형 후프 띠철근과 보강 띠철근의 조립 및 배근방법은 시공이 까다롭고 많은 횡방향철근량이 요구된다. 본 논문에서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 장방형 단면과 플레어 기둥의 횡구속을 위한 장방형 후프 띠철근을 사용한 새로운 횡구속 방법이 제안되었다. 개발된 장방형 후프 띠철근 상세는 장방형 단면과 플레어 기둥의 시공성과 경제성을 향상시켜줄 수 있는 하나의 대안으로서 적용 가능한 것으로 판단된다. 본 연구의 최종목적은 철근콘크리트 교각의 시공성 향상을 위한 장방형 후프 띠철근 상세의 제시와 실험적 기초자료의 제공과 함께 하중단계별 성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성 등의 주요 내진성능평가 변수들에 대한 분석결과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.72-81
• /
• 2014

이 논문은 고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 실험결과를 보고한 것이다. 실험체의 주요 실험변수는 접합부 파괴모드, 콘크리트 압축강도, 철근의 정착 방법이다. 모든 실험체는 ACI 352R-02 기준에 바탕을 두어 J파괴와 BJ파괴가 되도록 계획하였다. 주철근은 90도 표준갈고리로 하거나 확대머리철근으로 하였다. 실험결과는 콘크리트 압축강도에 제한되는 현행 ACI 설계 기준식이 고강도 콘크리트를 사용한 보-기둥 접합부의 강도를 다소 과소평가하고 있음을 보여준다. 또한 확대머리철근을 가진 J파괴형 보-기둥 접합부의 강도는 표준갈고리를 가진 접합부보다 약 10% 이상 높게 평가되었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.51-65
• /
• 2009

콘크리트 교량의 합리적인 내진설계는 지진이 발생할 때 연성파괴메커니즘이 유도될 수 있도록 적절하게 교각 연성도를 확보하는 것이다. 현행 기준에서는 이를 위해 휨모멘트의 설계지진력을 산정할 때 응답수정계수를 도입하고 있으며, 연성도 확보를 위한 횡방향철근량을 규정하고 있다. 그러나, 이러한 내진규정은 일반적으로 단면이 크게 설계되는 우리나라에서는 횡방향철근이 과다하게 산정되는 비합리적이었다. 이를 개선하기 위해 소요연성도에 기반한 새로운 내진설계법이 제안되었으나 거동특성과 횡방향철근의 유효구속력이 다른 중공단면에 적용하기 위해서는 향후 많은 검증과 보완이 필요하다. 이에 본 연구에서는 축방향철근의 겹침이음과 횡방향철근량을 변수로 한 중공단면기둥을 제작하여 준정적 재하실험을 수행하였으며 다양하게 내진거동특성을 분석하고 내진성능을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 중공단면교각의 연성도(성능)기반 내진설계를 위한 기초자료로 제공될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.229-235
• /
• 2010

기존 건축물의 내화성능 보강과 화재 후 손상을 입은 구조물의 보수에 사용하기 위해 방화석고보드의 두께, 방화석고보드 적용에 따른 면적증가를 최소화하기 위한 시공방법, 종류 그리고 피복두께를 변화시켜 고강도 콘크리트의 내화성능을 평가하였다. 동일하게 제작한 8기의 고강도 콘크리트 기둥에 ISO-834 화재곡선에 따라 180분 내화시험을 실시하여 종방향철근 온도와 콘크리트의 깊이별 온도분포, 방화석고보드의 형상유지성능, 그리고 폭렬발생여부 등의 내화성능을 평가하였다. 15 mm 2장의 방화석고보드를 붙인 실험체의 경우 시공방법에 상관없이 보드가 탈락하여 폭렬이 발생하였다. 하지만, 두께가 30 mm인 경우에는 방화석고보드의 형상유지력이 손실되지 않으면 폭렬방지 및 온도제어가 가능함을 확인하였다. 폭렬발생으로 콘크리트 피복두께에 따른 효과는 비교할 수 없었으며, 보드 시공법에 따른 내화성능의 차이는 미미하다고 판단되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.153-156
• /
• 2008

본 연구의 목적은 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 외부 보강된 기둥의 휨 거동을 평가하는데 있다. 이를 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 보강된 기둥 3개와 무보강 기둥 1개가 실험되었다. 모든 기둥 시험체의 단면 크기 및 주철근과 내부 띠철근 배근 특성은 동일하게 하였다. 와이어로프의 배근 간격은 ACI 318-05 설계기준에서 제시하는 최소 띠철근 배근간격의 1.0 $^{\sim}$ 0.5배인 40 $^{\sim}$ 80mm로 조절하였다. 실험 결과 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 보강된 철근콘크리트 기둥은 무보강 기둥과 비슷한 휨 내력을 보였지만, 연성적 거동에서는 와이어로프와 T형 강판이 피복 콘크리트를 구속하여 뛰어난 효과를 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.9-12
• /
• 2008

PSC-I거더형태는 교량설계에 있어 널리 쓰이는 형태이다. 현재 일부 선진국가들은 고강도콘크리트를 교량에 적용하고 있는 반면 국내에는 다소 낮은 강도의 콘크리트(40MPa)를 사용하고 있다. 이에 따라 본 논문은 고강도 콘크리트를 실용화하기 위해 고강도 콘크리트를 타설한 부재의 특성과 거동에 대해 연구하였다. 이를 위해 4개의 거더를 제작하여 부재의 성능과 구조적 거동을 분석하였다. 실험에 앞서 상용프로그램을 이용하여 예상되는 거동을 구조해석을 통해 알아보았다. 스틸 게이지와 콘크리트 게이지를 매립하여 철근과 콘크리트의 종방향, 횡방향 변형율을 측정하였고. LVDT(Linear Variable Differential Transducer)을 중앙부와 지점에 설치해 부재의 처짐 및 변형을 측정하였다. 긴장작업시와 구조실험간 하중-처짐 관계와 균열하중의 실험결과를 구조해석 결과와 비교 분석하였다. 이를 통해 고강도 콘크리트를 부재에 적용하였을 때 거동변화와 긍정적인 효과에 대해 알아보았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.1085-1088
• /
• 2008

철근공사에서 이음은 필연적으로 발생되며, 일반적으로 겹침이음을 통해 이음강도를 확보한다. 인장 이음길이는 인장 정착길이를 기준으로 산정되며, 정착길이는 실험적으로 도출된 부착강도 모델을 기반으로 결정된다. 인장이음은 휨을 받는 경우에 발생되므로 부재의 휨변형이 반드시 발생된다. 휨변형에의해 프라이(Prying) 거동이 발생되어, 철근이 피복콘크리트를 밀어내는 힘이 발생된다. 이러한 힘은 부착응력에 의해 발생되는 인장응력과 동일한 역할을 한다. 프라이 거동에 의해 발생된 인장응력과 부착응력에 의해 발생된 인장응력의 합이 콘크리트 인장강도에 도달하면 이음부가 파괴되므로, 프라이거동의 존재는 부착강도를 저하시키게 된다. 역학적 모델을 구성하여 휨부재의 인장이음에서 프라이거동이 이음강도에 미치는 영향을 분석하였다. 프라이 거동에 의한 인장응력은 보강근의 인장강도와 탄성계수에 비례하며, 휨부재의 휨강성에도 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 이음되는 보강근의 간격에 반비례하여 인장응력이 유발된다. 따라서 슬래브와 같이 휨강성이 작은 부재에 촘촘하게 이음된 경우에는 현행 설계기준보다 긴 이음길이를 확보할 필요가 있다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제11권2호
• /
• pp.327-341
• /
• 2017

Openings in slabs are usually required for many different applications such as aeriation ducts and air conditioning. Opening in concrete slabs due to cutouts significantly decrease the member stiffness. There are different techniques to strengthen slabs with opening cutouts. This study presents experimental and numerical investigations on the use of Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) as strengthening material to strengthen and restore the load carrying capacity of R.C. slabs after having cutout in the hogging moment region. The experimental program consisted of testing five (oneway spanning R.C. flat slabs) with overhang. All slabs were prismatic, rectangular in cross-section and nominally 2000 mm long, 1000 mm width, and 100 mm thickness with a clear span (distance between supports) of 1200 mm and the overhang length is 700 mm. All slabs were loaded up to 30 kN (45% of ultimate load for reference slab, before yielding of the longitudinal reinforcement), then the load was kept constant during cutting concrete and steel bars (producing cut out). After that operation, slabs were loaded till failure. An analytical study using finite element analysis (FEA) is performed using the commercial software ANSYS. The FEA has been validated and calibrated using the experimental results. The FE model was found to be in a good agreement with the experimental results. The investigated key parameters were slab aspect ratio for the opening ratios of [1:1, 2:1], CFRP layers and the laminates widths, positions for cutouts and the CFRP configurations around cutouts.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.305-308
• /
• 2008

이 연구에서는 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교각공법에서 사용되어지는 기성 콘크리트 세그먼트의 횡 방향 구속철근에 의한 구속효과에 대한 연구를 수행하였다. 일반적으로 횡방향 구속철근에 의한 콘크리트의 구속효과는 구속효과계수에 의하여 결정되며 구속효과계수는 유효 구속 콘크리트 단면적과 구속 콘크리트 단면적의 비로서 결정된다. 유효 구속 콘크리트 단면적은 횡 방향 구속철근간의 간격에서 발생하는 Arching action에 의하여 결정되어지며 구속 콘크리트 단면적은 교각의 주철근비에 의하여 결정되어진다. 그러나 프리캐스트 콘크리트 세그먼트의 경우 세그먼트 상, 하부에 존재하는 피복을 고려하여야 한다. 즉 최상단 및 최하단에 배근되는 횡방향 구속철근에서 상, 하부 콘크리트 표면의 피복까지의 구속효과를 고려하여야 한다. 이 연구에서는 이에 대한 고려 방법을 제안하였다. 제안한 프리케스트 구속효과를 고려한 콘크리트 재료 모델을 RCAHEST에 적용하여 그 타당성을 검증하였다.