• Computers and Concrete
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• 제8권3호
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• pp.293-309
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• 2011

A long-term structural health monitoring (SHM) system comprising over 700 sensors of sixteen types has been implemented on the Guangzhou Television and Sightseeing Tower (GTST) of 610 m high for real-time monitoring of the structure at both construction and service stages. As part of this sophisticated SHM system, 48 temperature sensors have been deployed at 12 cross-sections of the reinforced concrete inner structure of the GTST to provide on-line monitoring via a wireless data transmission system. In this paper, the differential temperature profiles in the reinforced concrete inner structure of the GTST, which are mainly caused by solar radiation, are recognized from the monitoring data with the purpose of understanding the temperature-induced structural internal forces and deformations. After a careful examination of the pre-classified temperature measurement data obtained under sunny days and non-sunny days, common characteristic of the daily temperature variation is observed from the data acquired in sunny days. Making use of 60-day temperature measurement data obtained in sunny days, statistical patterns of the daily rising temperature and daily descending temperature are synthesized, and temperature distribution models of the reinforced concrete inner structure of the GTST are formulated using linear regression analysis. The developed monitoring-based temperature distribution models will serve as a reliable input for numerical prediction of the temperature-induced deformations and provide a robust basis to facilitate the design and construction of similar structures in consideration of thermal effects.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권4호
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• pp.371-378
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• 2011

콘크리트는 다공질로서 수분이 접하게 되면 시간경과에 따라 흡수가 일어난다. 다양한 배합의 콘크리트에서 어느 정도 수분 흡수가 빨리 일어나는가는 흡수수분 확산계수 산출을 통하여 가능하며, 본 연구에서는 길이가 다른 시험체의 질량 경시변화를 통하여 깊이별 흡수 수분량을 산출하였다. 흡수 수분 확산계수는 시간과 깊이의 함수로 이뤄진 볼츠만 변수를 사용하여 실험값과의 회귀분석을 통하여 구하였으며, 그 정확도는 비선형 유한요소 과도해석을 통하여 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권6호
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• pp.1403-1419
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• 2015

When precast concrete infill panels are connected to steel frames at discrete locations, interaction at the structural interface is neither complete nor absent. The contribution of precast concrete infill panels to the lateral stiffness and strength of steel frames can be significant depending on the quality, quantity and location of the discrete interface connections. This paper presents preliminary experimental and finite element results of an investigation into the composite behaviour of a square steel frame with a precast concrete infill panel subject to lateral loading. The panel is connected at the corners to the ends of the top and bottom beams. The Frame-to-Panel-Connection, FPC4 between steel beam and concrete panel consists of two parts. A T-section with five achor bars welded to the top of the flange is cast in at the panel corner at a forty five degree angle. The triangularly shaped web of the T-section is reinforced against local buckling with a stiffener plate. The second part consists of a triangular gusset plate which is welded to the beam flange. Two bolts acting in shear connect the gusset plate to the web of the T-section. This way the connection can act in tension or compression. Experimental pull-out tests on individual connections allowed their load deflection characteristics to be established. A full scale experiment was performed on a one-storey one-bay 3 by 3 m infilled frame structure which was horizontally loaded at the top. With the characteristics of the frame-to-panel connections obtained from the experiments on individual connections, finite element analyses were performed on the infilled frame structures taking geometric and material non-linear behaviour of the structural components into account. The finite element model yields reasonably accurate results. This allows the model to be used for further parametric studies.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.267-274
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• 2010

합성구조는 전체가 동일한 재료 특성을 가지는 구조와는 달리 서로 다른 특성 즉 강재와 콘크리트의 구조로 결합되어 있다. 따라서 실제 모델링 시 이러한 재료 특성을 반영하지 않으면 실제 거동을 예측할 수 없으므로 콘크리트와 강재 사이에 인터페이스 요소를 연결하여 강재와 콘크리트의 슬립을 예측할 수 있게 한다. 인터페이스 요소는 일반적으로 사용되는 구성방정식은 적합하지 않고 실제 부착 및 슬립을 고려한 비선형 구성 방정식을 사용하여야만 적절히 사용할 수 있다. 이 계면요소를 이용하여 판형 강재 박스와 콘크리트의 접촉면을 묘사하였다. 그리고 강재 박스의 휨-좌굴 거동을 묘사하기 위해서는 일반적인 8절점 적합 요소의 사용은 부적절하므로 판형 강재 박스는 보강 변형도(Enhanced Assumed Strain) 고체요소를 사용하여 휨거동을 묘사할 수 있게 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.213-220
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• 2005

탄소섬유쉬트를 이용한 철근콘크리트 교량의 보강은 재료의 높은 중량-강도비, 중량-강성비, 내부식성 및 시공의 편리성 등과 같은 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 휨보강된 철근콘크리트보의 보강성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하기 위함이다. 철근비 및 보강비에 따른 철근콘크리트보의 보강성능을 검토하기 위하여 3m 경간의 단순보에 대한 실험을 수행하였으며, 파괴모드, 최대하중 및 단면 내에서의 변형률분포에 비중을 두고 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보강된 보는 단면 내에서의 변형률이 선형으로 분포하지 않는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이러한 실험결과를 바탕으로 보강설계식을 제안하고 국내외 여러 실험결과들과의 비교를 통해 제안된 보강설계식이 타당함을 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권4호
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• pp.349-366
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• 2009

The composite slim beam has become popular throughout Europe in recent years and has also been used on some projects in China. With its steel section encased in a concrete slab, the steel-concrete composite slim beam can provide the floor construction with minimum depth and high fire resistance. However, the design method of the T-shape steel-concrete composite beam is no longer applicable to the composite slim beam with deep deck for its special construction, of which the present design models are not available but mainly depend on experiences. The elevation of the flexural stiffness and bending capacity of composite slim beams with deep deck is rather complicated, because the influences of many factors should be taken into account, such as the variable section dimensions, development of cracks and non-linear characteristics of concrete, etc. In this paper, experimental investigations have been conducted into the flexural behavior of two specimens of simply supported composite slim beam with deep deck. The emphases were laid on the bonding force on the interface between steel beam and concrete, the stress distribution of beam section, the flexural stiffness and bending capacity of the composite beams. Based on the experimental results, the reduction factor of equivalent stress distribution in concrete flange is suggested, and the calculation method of flexural stiffness and bending capacity of simply supported slim beams are proposed.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.1-10
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• 1992

이 논문에서는 철근 콘크리트 부재의 전단 해석을 위한 트러스 유사법이 발전된 형태인 '빗 구조' 해석 모델을 부분 프리스트레스트 콘크리트 부재의 전단 해석을 위해 수정하여 제안 하였다. 제안된 '빗 구조' 모델은 콘크리트 압축대의 위치와 경사 및 사압축대의 경사가 하중과 프리스트레스의 크기에 따라서 변하는 것이다. 역학적 모델의 구성을 위하여 비선형 보, 트러스 요소를 사용하였으며, 사압축대의 경사를 결정하기 위한 식을 '압축대' 이론을 수정하여 유도하였다. '빗구조' 모델에 의한 해석 결과를 부분 프리스트레스트 콘크리트 부재의 재하 실험 결과와 비교하였다. 이에 따르면 '빗 구조' 해석 결과에 의한 전단 철근의 응력은 수정 M$\ddot{o}$rsch이론과 고전 M$\ddot{o}$rsch 이론에 의한 계산치의 중간 정도의 값이다. 처짐과 전단철근의 응력값을 비교한 결과, 본 논문에서 제안된 '빗 구조' 모델이 부분 프리스트페스트 콘크리트 부재의 전단 해석에 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.29-36
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• 1987

초기균열을 갖는 대부분의 구초체는 부재크기가 증가함에 따라 강도가 저하한다. 이러한 현상을 크기효과(size effect)라고 한다. 유리, 금속, 콘크리트 동, 구조재료중에서 콘크리트는 비록 초기균열이 없더라도 이 size effect 현상을 보인다. 현존의 크기효과 법칙에 따르면 매우 큰 콘크리트 구조체는 거의 하중을 저하할 수 없다. 그러나 실제로는 초기 균열이 없는 경우 상당한 크기의 응력을 저항할 수 있다. 이러한 현상은 매우 큰 구조체와 작은 구조체는 강도기준의 적용이 합당하고, 그 중간 크기의 구조체는 비선형파괴역학의 적용이 합당함을 말한다. 이 논문에서는 비선형파괴역학에 근거하여 유도된 실험식에, 기존의 실험치를 이용하여 비선형회귀분석올 행하여 실험상수를 정함으로써 일축압축, 할열(splitting)인장 및 전단강도에 대한 실험식을 제시한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권6호
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• pp.899-916
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• 2015

Upgrading or strengthening of existing reinforced concrete (RC) infrastructure is an emerging demand nowadays. Near Surface Mounted (NSM) technique is very promising approach for flexural strengthening of RC members. However, premature failure such as concrete cover separation failure have been a main concern in utilizing this technique. In this study, U-wrap end anchorage with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) fabrics is proposed to eliminate the concrete cover separation failure. Experimental programs were conducted to the consequence of U-wrap end anchorage on the flexurally strengthened RC beams with NSM-steel. A total of eight RC rectangular beam specimens were tested. One specimen was kept unstrengthened as a reference; three specimens were strengthened with NSM-steel bars and the remaining four specimens were strengthened with NSM-steel bars and U-wrap end anchorage using CFRP fabrics. A 3D non-linear finite element model (FEM) was developed to simulate the flexural response of the tested specimens. It is revealed that NSM-steel (with and without end-anchors) significantly improved the flexural strength; moreover decreased deflection and strains compared with reference specimen. Furthermore, NSM-steel with end anchorage strengthened specimens revealed the greater flexural strength and improve failure modes (premature to flexure) compared with the NSM-steel without end anchorage specimens. The results also ensured that the U-wrap end anchorage completely eliminate the concrete cover separation failure.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권5호
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• pp.553-570
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• 2013

Using of masonry infill as partitions, in flat slab frame buildings is a common practice in many parts of the world. The infill is, generally, not considered in the design and the buildings are designed as bare frames. More of fundamental information in the effect of masomary infill on the seismic performance of RC building frames is in great demand for structural engineers. Therefore the main aim of this research is to evaluate the seismic performance of such buildings without (bare frame) and with various systems of the masonary infill. For this purpose, thirteen three dimensional models are chosen and analyzed by SAP2000 program. In this study the stress strain relation model proposed by Crisafulli for the hysteric behaviour of masonary subjected to cyclic loading is used. The results show that the nonstructural masonary infill can impart significant increase global strength and stiffness of such building frames and can enhance the seismic behaviour of flat slab frame building to large extent depending on infill wall system. As a result great deal of insight has been obtained on seismic response of such flat slab buildings which enable the structural engineer to determine the optimum position of infill wall between the columns.