• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권sup3호
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• pp.19-31
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• 2016

The objective of this paper is to investigate the effect of thickness and moisture on temperature distributions of reinforced concrete walls under fire conditions. Toward this goal, the first three wall specimens having different thicknesses are heated for 2 h according to ISO standard heating curve and the temperature distribution through the wall thickness is measured. Since the thermal behavior of the tested walls is influenced by thickness, as well as moisture content, three additional walls are prepared and preheated to reduce moisture content and then tested under fire exposure. The experimental results clearly show the temperatures measured close to the fire exposed surface of the thickest wall with 250 mm thickness is the highest in the temperatures measured at the same location of the thinner wall with 150 mm thickness because of the moisture clog that is formed inside the wall with 250 mm of thickness. This prevents heat being transferred to the opposite side of the heated surface. This is also confirmed by the thermal behavior of the preheated walls, showing that the temperature is well distributed in the preheated walls as compared to that in non-preheated walls. Finite element models including moisture clog zone are generated to simulate fire tests with consideration of moisture clog effect. The temperature distributions of the models predicted from the transient heat analyses are compared with experimental results and show good agreements. In addition, parametric studies are performed with various moisture contents in order to investigate effect of moisture contents on the thermal behaviors of the concrete walls.

• Computers and Concrete
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• 제20권4호
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• pp.469-481
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• 2017

This paper aims to analytically investigate the effect of shear stress at the concrete-steel interface on the mechanical behavior of the circular steel tube-confined concrete (STCC) stub columns with active and passive confinement subjected to axial compression. Nonlinear 3D finite element models divided into the four groups, i.e. circumferential-grooved, talc-coated, lubricated, and normal groups, with active and passive confinement were developed. An innovative method was used to simulate the actively-confined specimens, and then, the results of the finite element models were compared with those of the experiments previously conducted by the authors. It was revealed that both the predicted peak compressive strength and stress-strain curves have good agreement with the corresponding values measured for the confined columns. Then, the mechanical properties of the active and passive specimens such as the concrete-steel interaction, longitudinal and hoop stresses of the steel tube, confining pressure applied to the concrete core, and compressive stress-strain curves were analyzed. Furthermore, a parametric study was performed to explore the effects of the concrete compressive strength, steel tube diameter-to-wall thickness ratio, and prestressing level on the compressive behavior of the STCC columns. The results indicate that reducing or removing the interfacial shear stress in the active and passive specimens leads to an increase in the hoop stress and confining pressure, while the longitudinal stress along the steel tube height experiences a decrease. Moreover, prestressing via the presented method is capable of improving the compressive behavior of STCC columns.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.541-550
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• 2011

많은 연구에서 플라이애쉬 및 바텀애쉬를 사용한 콘크리트에 대한 연구가 진행되고 있지만, 매립회를 사용한 콘크리트 및 실제 크기의 구조물에 대한 성능 평가 연구는 매우 제한적이다. 이 연구는 매립회를 잔골재와 치환하여 실제 크기의 구조물을 제작하고 이에 대한 성능을 평가하는 것을 주안점으로 한다. 1단계 연구 결과에서, 중간 정도의 성능을 가지는 두 가지 종류의 매립회(태안, 삼천포)를 선정하고 두가지 치환율(25%, 50%)을 고려하여 총 5개의 기둥, 슬래브, 벽체를 가진 콘크리트 구조물을 시공하였다. 경화전의 매립회 콘크리트 특성에서 공기량, 슬럼프, 응결 시간이 측정되었으며, 경화된 구조체에서 코어를 채취하여 강도, 염화물 저항성 및 탄산화 실험을 수행하였다. 코어에서 평가된 강도 및 내구 특성은 동일 배합의 공시체 시편에 대한 실험 결과와 비교하였다. 한편 구조물을 대상으로 반발경도, 건조수축, 수화열 특성이 평가되었으며, 기준 콘크리트와의 비교를 수행하였다. 실험 결과 매립회 콘크리트는 기준 콘크리트에 비해 적절한 강도 특성, 내구 특성을 가지고 있었으며, 구조물로 충분히 적용할 수 있음이 검증되었다. 국내 매립지에 따라 플라이애쉬, 바텀애쉬, 미탄소 탄소 등의 함량 제어를 통한 매립회 잔골재의 품질 제어가 수행된다면, 이에 대한 활용이 더욱 증가될 것이다.

• Advances in concrete construction
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• 제2권4호
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• pp.249-259
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• 2014

Mortar is a masonry product which is matrix of concrete. It consists of binder and fine aggregate and moreover, it is an essential associate in any reinforced structural construction. The strength of mortar is a special concern to the engineer because mortar is responsible to give protection in the outer part of the structure as well as at a brick joint in masonry wall system. The purpose of this research is to investigate the compressive strength and tensile strength of mortar, which are important mechanical properties, by replacing the cement and sand by stone dust. Moreover, to minimize the increasing demand of cement and sand, checking of appropriateness of stone dust as a construction material is necessary to ensure both solid waste minimization and recovery by exchanging stone dust with cement and sand. Stone dust passing by No. 200 sieve, is used as cement replacing material and retained by No. 100 sieve is used for sand replacement. Sand was replaced by stone dust of 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% and 50% by weight of sand while cement was replaced by stone dust of 3%, 5%, and 7% by weight of cement. Test result indicates that, compressive strength of specimen mix with 35% of sand replacing stone dust and 3% of cement replacing stone dust increases 21.33% and 22.76% respectively than the normal mortar specimen at 7 and 28 days while for tensile it increases up to 13.47%. At the end, optimum dose was selected and crack analysis as well as discussion also included.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.40-44
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• 2009

LNG 저장탱크의 대형화 추세에 맞춰 대형화, 건설비용 등에 있어 상대적으로 유리한 강재 지붕형 LNG 저장탱크에 대한 구조안전성을 기존의 콘크리트 지붕형 저장탱크와 비교 평가하였다. 20만$k{\ell}$ 강재 지붕형 탱크와 콘크리트 지붕형 탱크에 대해서 정상운전상태, LNG 유출상태 및 지진하중상태의 주요 하중조합조건에서 유한요소해석기법을 이용하여 해석하고, 벽체, 바닥 및 지붕의 강도비를 통해서 구조안전성을 정량적으로 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.407-419
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• 2006

현장타설말뚝이 주면저항력에 의해서만 지지되는 상황은 천공홀 바닥을 청소할 수 없어서 선단부 지지력의 반현 여부를 확신할 수 없을 때이다. 반대로, 신선한 기반암이 낮은 강도의 상부 재료 하부에 있는 경우는 암반에서의 선단지지력만으로 상부 하중을 지탱할 수 있으며, 상부 재료에서는 지지력 발현을 기대하지 않아도 된다. 그러나 신선암에서 일정 깊이 천공을 실시한 경우, 현장타설말뚝은 주면저항력과 선단지지력 모두를 기대할 수 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동에 관한 이론적 연구와 현장 시험을 통하여 작용 하중의 대부분이 통상 주면저항력에 의해서 지지되게 된다는 사실이 알려져 있다. 암-콘크리트 접촉면에서의 수직응력은 두 가지 기구에 의해 증가하게 된다. 먼저, 말뚝 상부에 작용하는 압축하중에 의해서 콘크리트는 탄성 다이레이션이 발생하고 두 번째로 거친 천공홀 표면에서 전단 변위를 통해서 접촉면의 역학적 다이레이션이 발생되게 된다. 수직 변위에 대한 근입부 주변 물질의 강성도가 일정하면, 작용하중이 증가함에 따라서 수직응력은 증가하게 되며 따라서, 전단강도의 증가 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성을 조사하였다. 또한, 두부의 하중-침하량(선단부 침하량+말뚝의 탄성변형량) 관계가 비선형성을 띠는 원인 및 파괴기구를 충분히 조사함으로써 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력에 영향을 미치는 요소들을 모두 고려하여 국내 풍화암 및 연암에 근입되는 현장타설말뚝의 설계차트를 제시하고 이를 검증하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권4호
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• pp.251-267
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• 2023

In this paper, an experimental investigation is carried out to assess the inherent self-compacting properties of geopolymer mortar and its impact on flexural strength of thin-walled ferro-geopolymer box beam. The inherent self-compacting properties of the optimal mix of normal geopolymer mortar was studied and compared with self-compacting cement mortar. To assess the flexural strength of box beams, a total of 3 box beams of size 1500 mm × 200 mm × 150 mm consisting of one ferro-cement box beam having a wall thickness of 40 mm utilizing self-compacting cement mortar and two ferro-geopolymer box beams with geopolymer mortar by varying the wall thickness between 40 mm and 50 mm were moulded. The ferro-cement box beam was cured in water and ferro-geopolymer box beams were cured in heat chamber at 75℃ - 80℃ for 24 hours. After curing, the specimens are subjected to flexural testing by applying load at one-third points. The result shows that the ultimate load carrying capacity of ferro-geopolymer and ferro-cement box beams are almost equal. In addition, the stiffness of the ferro-geoploymer box beam is reduced by 18.50% when compared to ferro-cement box beam. Simultaneously, the ductility index and energy absorption capacity are increased by 88.24% and 30.15%, respectively. It is also observed that the load carrying capacity and stiffness of ferro-geopolymer box beams decreases when the wall thickness is increased. At the same time, the ductility and energy absorption capacity increased by 17.50% and 8.25%, respectively. Moreover, all of the examined beams displayed a shear failure pattern.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.160-166
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• 2014

본 연구에서는 건축물의 외피를 통해 손실되는 냉난방 에너지를 감소시킬 수 있는 방안으로써, 구조용 콘크리트에 단열성능을 향상시킬 수 있는 할로마이크로스피어 (Hollow Micro Sphere, 이하 HMS)를 사용하였다. 중공구조의 마이크로 크기의 입자인 HMS를 사용한 콘크리트를 실험한 결과는 아래와 같다. HMS의 사용으로 인해 슬럼프에 감소가 나타나 고성능감수제의 사용이 필요할 것으로 판단된다. 공기량은 HMS의 치환율이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, 압축강도는 HMS의 계면부착력이 형성되지 않는 것에 기인하여 치환율 증가에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 열전도율과 단위용적질량은 치환율이 증가할수록 감소하였다. 열전도율은 보통콘크리트 약 30.0~46.5% 감소한 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.129-132
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• 2008

병렬 전단벽구조의 이상적인 거동을 만족시키기 위한 대안의 하나로 철근콘크리트커 플링보에 전단 성능이 우수한 철골 플레이트를 매립하는 방안이 제시되었다. Lam의 연구에 의하면 플레이트를 보강한 시험체가 기존의 철근 콘크리트 커플링보에 비하여 내진성능이 매우 우수한 것을 제시하고 있다. 철골 플레이트 커플링보는 철골 부재와 철근콘크리트 부재로 구성된 합성구조이다. 따라서 철골 부재는 강구조 설계 기준에 의해 설계하고, 철근콘크리트 부재는 철근콘크리트 설계기 준에 의해 설계하여 중첩시키는 방법으로 설계한다. 그러나 아직까지 합성구조에 대한 설계 기준이 마련되어 있지 않은 이유로 본연구에서는 실무에서 쓰이는 기준식의 평가를 통하여 철골 커플링보의 안전성을 검토하고자 한다. 기존 연구의 데이터를 통계학적 분석방법을 이용하여, ACI 기준식과 BS 기준식을 각각 검증하였다. 분석 결과 철근콘크리트의 전단력과 철골 플레이트의 전단력을 중첩하여 계산하는 철골 플레이트 커플링보에 대한 현재의 실무에서의 설계방법은 기존의 실험결과와 비교하면 적절한 설계방법으로 판단된다.