• Steel and Composite Structures
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• 제2권5호
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• pp.355-378
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• 2002

Use of composite steel construction with precast hollow core slabs is now popular in the UK, but the present knowledge in shear capacity of the headed shear studs for this type of composite construction is very limited. Currently, all the information is based on the results obtained from experimental push-off tests. A finite element model to simulate the behaviour of headed stud shear connection in composite beam with precast hollow core slabs is described. The model is based on finite element method and takes into account the linear and non-linear behaviour of all the materials. The model has been validated against the test results, for which the accuracy of the model used is demonstrated. Parametric studies showing the effect of the change in transverse gap size, transverse reinforcement diameter and in-situ concrete strength on the shear connection capacity are presented.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.156-163
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• 2002

우리나라에서 교량이나 주차장 슬래브용으로 중공 슬래브를 활용한 예는 거의 없었다. 본 연구는 국내에서 생산중인 중공슬레브의 길이가 가장 큰 고성능 중공슬래브를 재설계하고, 그 적용성을 검토한 것이다. 이를 위해 최대 깊이 315 mm인 고성능 중공슬래브에 대하여 12.7 mm 슬래브 하부강선 10개와 상부강선을 4개를 배근한 중공슬래브 80mm 토핑콘크리트를 타설한 4개의 실험체에 휨실험을 실시하여, 차량 등을 위한 고하중에서의 활용성과 슬래브의 합성작용에 대한 검토를 병행하였다. 이 실험에서의 중공슬래브는 10 m-경간 슬래브에서 설계활하중 1,000 kgf/$m^2$를 고려할 때 강도설계에 적합한 연성적 휨파괴 거동을 보여주었다. 또한 슬래브와 토핑콘크리트의 합성거동을 위하여 사용한 직사각형 전단키와 원형 전단키는 모든 단부에서 순수 휨파괴까지 어떠한 미세 균열도 발생하지 않았으므로, 누 종류의 키는 전단키로 충분한 내력을 발휘한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.635-642
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• 2014

일반적인 슬래브대신에 중공슬래브를 사용함으로 콘크리트의 무게를 줄일 수 있으며 비용도 절감시킬 수 있다. 하지만 중공슬래브는 복부에서 콘크리트단면의 감소와 전단철근을 배근할 수 없기 때문에 전단에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 프리캐스트-프리스트레스트 중공슬래브를 실험을 기반으로 전단강도 평가를 수행하였다. 전단강도실험은 6개의 실험체를 제작하고 수행하였으며, 전단강도는 현행기준인 EC2, ACI, EN1168, AASHTO로 평가하여 비교분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제13권3호
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• pp.389-409
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• 2014

Precast hollow core slabs (HCS) are technically advanced products in the precast concrete industry, widely used in the last years due to their versatility, their multipurpose potential and their low cost. Using three dimensional FEM (Finite Element Method) elements, this study focuses on the stresses induced by the prestressing of steel. In particular the investigation of the spalling crack formation that takes place during prestressing is carried out, since it is important to assure the appropriate necessary margins concerning such stresses. In fact, spalling cracks may spread rapidly towards the web, leading to the detachment of the lower part of the slab. A parametric study takes place, capable of evaluating the influence of the tendon position and of the web width on the spalling stress. Consequently, after an extensive literature review on the topic of soft computing, an optimization of the HCS is performed by means of Genetic Algorithms coupled with 3-D FEM models.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.167-172
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• 2001

Hollow core slabs generally have not been used for a bridge slab or a parking in Korea. In this study, high performance hollow core slabs, which has been the most thick one in domestic are re-designed and examined for practical use. Flexural tests were performed on four 315mm deep hollow core slabs to investigate adaptability for high vehicle live loadings and composite action with topping concrete. The precast slabs were reinforced with 10-l/2 inch dia-strands at the lower of slab and 4-l/2 inch dia-strands at tile upper of slab, and cast with 80mm deep topping concrete. Those tested hollow core slabs showed ductile failure behaviors which were conform to the current Ultimate Strength Design Method for a span of l0m up to the live load of 1, 000 kg/$m^2$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권1호
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• pp.59-68
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• 2022

Prestressed prefabricated hollow core concrete slabs with spans of 5 m and 10 m are commonly used since last century and still in service due to the advantage of construction convenience and durability. However, the end slabs are regularly subjected to cracks at the top and fail with brittleness due to the asymmetric boundary conditions. To better maintain such widely used type of hollow core slabs, the effect of asymmetric constraint in the end slabs are systematically studied through detailed nonlinear finite element analyses and experimental data. Experimental tests of slabs with four prestressed tendons and seven prestressed tendons with different boundary conditions were conducted. Results observe three failure modes of the slabs: the bending failure mode, shear and torsion failure mode, and transverse failure mode. Detailed nonlinear finite element models are developed to well match the failure modes and to reveal potential damage scenarios with asymmetric boundary conditions. Recommendations regarding ultimate capacity of the slabs with asymmetric boundary conditions are made to ensure a safe and rational design of prestressed concrete hollow slabs for short span bridges.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.94-101
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• 2010

최근 건설공사의 공기단축을 위하여 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete)에 대한 관심이 점차 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 중 내부에 중공을 설치하여 중량을 감소시킨 할로우코어 슬래브 간의 접합부 전단성능 평가에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험의 주요 변수는 할로우코어 슬래브 상부의 토핑콘크리트의 두께와 와이어메쉬의 배근유무이며, 총 8개의 슬래브간 접합부 실험체 중 4개의 면내전단실험과 4개의 면외방향 전단실험을 수행하였다. 실험의 결과는 균열하중, 파괴하중, 파괴양상, 강성 및 연성도의 측면에서 분석하였으며, 실험결과를 설계하중과 비교 검토함으로써 최적의 디테일을 개발할 수 있는 실험적 근거를 제공하도록 하였다. 실험결과, 슬래브 간 접합부에 무수축 모르타르를 타설한 경우에는 토핑두께 30mm의 보통 콘크리트를 사용한 것과 유사한 구조성능을 발현할 수 있는 것으로 평가되었으며, 와이어메쉬의 보강효과는 내력 및 강성보다는 연성의 증가에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 토핑콘크리트의 두께에 따른 설계하중과의 비교를 통하여 적절한 디테일 설계를 할 수 있는 기초적 자료를 제공하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.493-504
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• 2008

본 연구는 속빈 PC 슬래브와 채널을 사용한 매입형 합성보의 휨거동에 관한 것이다. 철골보와 PC슬래브의 경계면에 발생하는 전단력은 채널에 의해서 전달된다. 철골보의 춤에 따라서 총 3개의 실대형 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며 기존에 수행된 전단접합 방식과 비교검토를 수행하였다. 채널 용접형 매입형 합성보의 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않아도 자체가 가지고 있는 기계적․화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 가까운 거동을 나타내었다. 또한, 기존의 합성보의 거동과 같이 탄성구간, 항복구간, 매우 큰 연성, 휨파괴모드(소성힌지), 경계면에서의 매우 낮은 상대슬립 및 연성적인 파괴거동을 나타내었다. 따라서 제안된 전단연결 방식의 경우, 실제 건물에 적용시 규준에서 요구하는 구조적 성능을 만족할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.587-598
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• 2004

본 연구에서는 합성보의 전체 춤을 절감할 수 있도록 속 빈 프리캐스트 콘크리트 슬래브를 철골보의 춤내에 삽입하여 일체화함으로써 철골조 고층건물에서 층고를 최소화 할 수 있는 이른바 "슬림플로어"공법에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 콘크리트에 매입된 비대칭 철골보를 가지는 불완전 합성 슬림플로어 시스템의 휨 거동에 관한 것이다. 총 10개의 실대형 실험체를 철골보 춤, 속빈 프리캐스트 콘크리트 슬래브 춤, 슬래브 유효폭, 및 콘크리트 슬래브의 지지방식 별로 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 매입형 합성보의 경우, 별도의 전단연결재를 설치하지 않아도 자체가 가지고 있는 기계적 화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 비해서 0.48~0.98의 전단합성비를 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제28권5호
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• pp.497-506
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• 2021

Steel-concrete composite structures and precast concrete elements have a common prefabrication process and allow fast construction. The use of hollow-core slabs associated with composite floors can be advantageous. However, there are few studies on the subject, impeding the application of such systems. In this paper, a numerical model representing the considered system using the FE (finite element)-based software DIANA is developed. The results of an experimental test were also presented in Souza (2016) and were used to validate the model. Comparisons between the numerical and test results were performed in terms of the load versus displacement, load versus slip, and load versus strain curves, showing satisfactory agreement. In addition, a wide parametric study was performed, evaluating the influence of several parameters on the behaviour of the composite system: The strength of the steel beam, thickness of the web, thickness and width of the bottom flange of the steel beam and concrete cover thickness on top of the beam. The results indicated a great influence of the steel strength and the thickness of the bottom flange of the steel beam on the capacity of the composite floor. The remaining parameters had limited influences on the results.