• 한국안전학회지
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• 제21권3호
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• pp.114-121
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• 2006

As one of the serviceability limit states, the prediction and control of crack width in reinforced concrete bridges or PSC bridges are very important for the design of durable structures. However, the current bridge design specifications do not provide quantitative information for the prediction and control of crack width affected by the initiation and propagation of corrosion. Considering life span of concrete bridges, an improved control equation about the crack width affected by time-dependent general corrosion is proposed. The developed corrosion and crack width control models can be used for the design and the maintenance of prestressed and non-prestressed reinforcements by varying time, w/c, cover depth, and geometries of the sections. It can also help the rational criteria for the quantitative management and the prediction of remaining life of concrete structures.

• Advances in concrete construction
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• 제10권1호
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• pp.21-34
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• 2020

Precast deck joints have larger crack width than cast-in-place concrete decks. The initial crack typically occurs at the maximum moment but cracks on precast joints are significant and lead to failure of the deck. The present crack equation is applied to cast-in-place decks, and requires correction to calculate the crack width of precast deck joints. This research aims to study the crack width correction equation of precast decks by performing static tests using high strength and normal strength concrete. Based on experimental results, the bending strength of the structural connections of the current precast deck is satisfied. However it is not suitable to calculate and control the crack width of precast loop connections using the current design equation. A crack width calculation equation is proposed for crack control of precast deck loop joints. Also included in this paper are recommendations to improve the crack control of loop connections.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.98-105
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• 2018

철근 콘크리트 부재에서 균열은 구조적 요인 뿐만 아니라 재료적 인자에 의해서도 발생한다. 이러한 균열의 크기와 발생 위치를 파악하는 것은 매우 어렵다. 도로교설계기준(한계상태설계법)과 콘크리트구조기준(2012)에서는 균열을 제어하기 위해 직접균열제어 방법과 간접균열제어 방법을 제시하였다. 콘크리트구조기준 본문에서는 사용하중 하에서 철근 간격을 사용하여 간접적으로 균열을 제어한다. 이에 반해, 콘크리트구조기준 부록에서는 지속하중 하에서 균열폭을 통해 직접적으로 균열을 제어한다. 즉, 균열 제어를 위해 고려하는 하중 상태가 상이하다. 그러나 도로교설계기준에서는 사용하중조합에서 균열을 제어하고, 유효탄성계수를 사용하고 있다. 따라서 이 연구에서는 고정 하중과 활하중의 비율을 반영할 수 있는 유효탄성계수를 적용한 설계 균열폭으로부터 최대철근간격을 산정하였다. 그리고 변수 해석을 수행하여 합리적인 균열 검증 방법에 대하여 모색하였다. 해석 결과 콘크리트구조기준으로부터 유도된 철근 간격은 도로교설계기준으로부터 유도된 값보다 작아 보수적인 설계를 유도하였다. 또한, 이 연구에서 제시한 최대철근간격은 직접균열제어와 간접균열제어 사이의 차이를 제거하여 해석의 일관성을 확보할 수 있는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권6호
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• pp.757-770
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• 2022

For the design of flexural and shear crack control for reinforced concrete (RC) beams related to serviceability and reparability ensuring, eight simply-supported normal-strength reinforced concrete (NSRC) beam specimens are tested and the existing high-strength reinforced concrete (HSRC) experimental data are included in the investigation of this work. According to the investigation results of flexural and shear cracks, this works modifies the existing design formulas to determine the spacing of the tensile reinforcement for the flexural crack control of a HSRC/NSRC beam design. Additionally, for a specified shear crack width of 0.4 mm, the allowable stresses of the shear reinforcement are also identified. For the serviceability and reparability ensuring of HSRC/NSRC beams, this works proposes the relationship curves between the maximum flexural width and allowable stress of the tensile reinforcement, and the relationship curves between the shear crack width and allowable shear force that can be used to do the crack width control directly.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.471-478
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• 2011

콘크리트구조설계기준에서는 균열 검토시 설계의 간편함 때문에 철근 간격을 제한하는 간접 균열 제어 방법을 사용하고 있다. 뿐만 아니라 구조설계기준 부록에서는 균열폭을 산정하는 직접 균열 제어 방법도 제시하고 있다. 그러나 이러한 두 방법을 통한 균열 검증 결과에는 모순이 있다. 이 연구에서는 구조설계기준, 구조설계기준 부록 및 Frosch 제안식을 통해 최대 철근 간격을 산정하고, 콘크리트 압축강도, 단면 높이 그리고 피복 두께에 따른 차이를 분석하였다. 연구 결과 구조설계기준 본문과 구조설계기준 부록에 따른 최대 철근 간격에는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 직접 균열 제어와 간접 균열 제어 사이에 일관성을 확보할 수 있는 합리적인 균열 검증 모델을 제안하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.407-424
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• 2016

This study tests ten full-size simple-supported beam specimens with the high-strength reinforcing steel bars (SD685 and SD785) using the four-point loading. The measured compressive strength of the concrete is in the range of 70-100 MPa. The main variable considered in the study is the shear-span to depth ratio. Based on the experimental data that include maximum shear crack width, residual shear crack width, angle of the main crack and shear drift ratio, a simplified equation are proposed to predict the shear deformation of the high-strength reinforced concrete (HSRC) beam member. Besides the post-earthquake damage assessment, these results can also be used to build the performance-based design for HSRC structures. And using the allowable shear stress at the peak maximum shear crack width of 0.4 and 1.0 mm to suggest the design formulas that can ensure service-ability (long-term loading) and reparability (short-term loading) for shear-critical HSRC beam members.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.87-98
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• 2011

철근콘크리트 부재의 균열은 필수불가결한 현상이다. 따라서 효과적으로 균열폭을 측정하기 위한 많은 경험식이 제시되었고, 또한 간편한 적용성 때문에 철근 간격과 직경의 제어를 통한 간접균열제어법이 제시되고 널리 사용되고 있다. EC2에서는 최대균열간격과 평균변형률의 곱으로 설계 균열폭을 산정한다. 이 연구에서는 재료 특성에 따른 최대철근간격과 최대철근직경을 산정하였다. 특히 인장증강효과 모델과 최대균열간격에 따른 영향을 분석하였고, 이를 콘크리트구조설계기준에서 제시한 값과 비교하였다. 해석 결과 인장증강효과 모델에 따라 큰 차이가 발생하였고, 2차식 형태의 인장증강효과 모델과 Part II의 최대균열간격을 사용함으로써 과소평가되었다. 따라서 2차식 형태의 인장증강효과 모델을 사용함으로써 합리적인 간접균열제어가 가능하다. 또한 이를 통해 휨부재의 사용성 검증에 일관성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 함께 균열제어를 위한 두 가지 모델을 제안하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제16권4호
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• pp.217-230
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• 2023

Methods for designing the post-tensioned anchorage zones at ultimate limit state has been specified in current design codes based on strut-and-tie models (STM). However, it is still not clear how to estimate the serviceability behavior of the anchorage zones. The serviceability is just indirectly taken into account by means of the reasonable reinforcement detailing. To address this issue, this paper is devoted to developing a modified strut-and-tie model (MSTM) to predict the behavior of concentric anchorage zones throughout the loading process. The principle of stationary complementary energy is introduced into STM at each load step to satisfy the compatibility condition and generate the unique MSTM. The structural behavior of anchorage zones can be achieved based on MSTM from loading to failure. Simplified formulas have been proposed to estimate the first cracking load, bearing capacity and maximum crack width with the consideration of the details of reinforcement bursting bars. The proposed model provides a definite method to control the bursting crack width in concentric anchorage zones. Four specimens with different bearing plate ratios have been designed and tested to validate the proposed method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.81-90
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• 2022

이 연구에서는 일방향 콘크리트 슬래브를 대상으로 하여, 철근을 사용한 경우와 CFRP 보강근을 사용한 경우에 대해 보강근 사용량에 따른 휨강도와 처짐 및 균열폭을 비교하여 평가하였으며, CFRP 보강근 콘크리트 슬래브의 휨설계의 지배적인 성능과 효율적인 휨설계 방안에 대해 검토하였다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브는 철근을 사용한 경우에 비해 동일한 보강근량에서 더 큰 설계휨강도를 얻을 수 있는 반면, 처짐 및 균열폭은 상대적으로 훨씬 크게 발생한다. CFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브에서는 최대균열폭이 설계의 지배적인 요인으로 작용하는 것으로 확인하였으며, 효율적 휨설계를 위해서는 허용균열폭을 0.7 mm로 완화하여 적용할 필요가 있으며, 작은 직경의 보강근 적용을 검토할 필요가 있음을 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권2호
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• pp.105-118
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• 2024

In order to realize tiny bridge crack discovery by UAV-based machine vision, a novel method combining deep learning and tensor voting is proposed. Firstly, the grid images of crack are detected and descripted based on SE-ResNet50 to generate feature points. Then, the probability significance map of crack image is calculated by tensor voting with feature points, which can define the direction and region of crack. Further, the crack detection anchor box is formed by non-maximum suppression from the probability significance map, which can improve the robustness of tiny crack detection. Finally, a case study is carried out to demonstrate the effectiveness of the proposed method in the Xiangjiang-River bridge inspection. Compared with the original tensor voting algorithm, the proposed method has higher accuracy in the situation of only 1-2 pixels width crack and the existence of edge blur, crack discontinuity, which is suitable for UAV-based bridge crack discovery.