• 제목/요약/키워드: prediction equation of concrete

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순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 강도 예측 (Prediction of the Torsional Strength of Reinforced Concrete Beams Subjected to Pure Torsion)

  • 이정윤;박지선
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1010-1021
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    • 2002
  • 1995년에 개정된 현행 ACI 규준식은 콘크리트의 비틀림 저항을 무시하여, 콘크리트와 비틀림 보강근이 비틀림 내력에 미치는 상호영향을 평가할 수 없다. 실험에서는 현행 ACI 규준식이 콘크리트와 비틀림 보강근의 차이에 따라 철근콘크리트 보의 비틀림 내력을 과소/과대 평가하고 있음을 지적하였다. 이 논문에서는 트러스 모델의 힘의 평형조건과 변형의 적합조건을 이용하여 콘크리트의 비틀림 저항을 고려한 비틀림 평가식을 제안하였다. 제안식에서는 현행 규준식의 상수 '2'대신에 $textsc{k}$를 사용하여 비틀림 모멘트에 대한 콘크리트와 비틀림 보강근의 상호영향을 고려하였다. 제안식은 순수비틀림을 받는 총 66개의 철근콘크리트 보의 실험결과와 비교되었다. 제안식은 콘크리트의 압축강도와 비틀림 보강근의 양의 변화에 관계없이 현행 ACI 비틀림 규준식보다 정확하게 실제의 비틀림 모멘트를 예측하였으며, 이 때의 평균값 및 변동계수는 각각 1.1 및 8.5%였다.

Service life prediction of chloride-corrosive concrete under fatigue load

  • Yang, Tao;Guan, Bowen;Liu, Guoqiang;Li, Jing;Pan, Yuanyuan;Jia, Yanshun;Zhao, Yongli
    • Advances in concrete construction
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    • 제8권1호
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    • pp.55-64
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    • 2019
  • Chloride corrosion has become the main factor of reducing the service life of reinforced concrete structures. The object of this paper is to propose a theoretical model that predicts the service life of chloride-corrosive concrete under fatigue load. In the process of modeling, the concrete is divided into two parts, microcrack and matrix. Taking the variation of mcirocrack area caused by fatigue load into account, an equation of chloride diffusion coefficient under fatigue load is established, and then the predictive model is developed based on Fick's second law. This model has an analytic solution and is reasonable in comparison to previous studies. Finally, some factors (chloride diffusion coefficient, surface chloride concentration and fatigue parameter) are analyzed to further investigate this model. The results indicate: the time to pit-to-crack transition and time to crack growth should not be neglected when predicting service life of concrete in strong corrosive condition; the type of fatigue loads also has a great impact on lifetime of concrete. In generally, this model is convenient to predict service life of chloride-corrosive concrete with different water to cement ratio, under different corrosive condition and under different types of fatigue load.

Prediction of behavior of fresh concrete exposed to vibration using artificial neural networks and regression model

  • Aktas, Gultekin;Ozerdem, Mehmet Sirac
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제60권4호
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    • pp.655-665
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    • 2016
  • This paper aims to develop models to accurately predict the behavior of fresh concrete exposed to vibration using artificial neural networks (ANNs) model and regression model (RM). For this purpose, behavior of a full scale precast concrete mold was investigated experimentally and numerically. Experiment was performed under vibration with the use of a computer-based data acquisition system. Transducers were used to measure time-dependent lateral displacements at some points on mold while both mold is empty and full of fresh concrete. Modeling of empty and full mold was made using both ANNs and RM. For the modeling of ANNs: Experimental data were divided randomly into two parts. One of them was used for training of the ANNs and the remaining part was used for testing the ANNs. For the modeling of RM: Sinusoidal regression model equation was determined and the predicted data was compared with measured data. Finally, both models were compared with each other. The comparisons of both models show that the measured and testing results are compatible. Regression analysis is a traditional method that can be used for modeling with simple methods. However, this study also showed that ANN modeling can be used as an alternative method for behavior of fresh concrete exposed to vibration in precast concrete structures.

Time dependent equations for the compressive strength of self-consolidating concrete through statistical optimization

  • Hossain, K.M.A.;Lachemi, M.
    • Computers and Concrete
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    • 제3권4호
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    • pp.249-260
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    • 2006
  • Self-consolidating concrete (SCC) in the fresh state is known for its excellent deformability, high resistance to segregation, and use, without applying vibration, in congested reinforced concrete structures characterized by difficult casting conditions. Such a concrete can be obtained by incorporating either mineral or chemical admixtures. This paper presents the results of an investigation to asses the applicability of Abram's law in predicting the compressive strength of SCC to any given age. Abram's law is based on the assumption that the strength of concrete with a specific type of aggregate at given age cured at a prescribed temperature depends primarily on the water-to-cement ratio (W/C). It is doubtful that such W/C law is applicable to concrete mixes with mineral or chemical admixtures as is the case for SCC where water to binder ratio (W/B) is used instead of W/C as the basis for mix design. Strength data of various types of SCC mixtures is collected from different sources to check the performance of Abram's law. An attempt has been made to generalize Abram's law by using various optimization methodologies on collected strength data of various SCC mixtures. A set of generalized equations is developed for the prediction of SCC strength at various ages. The performance of generalized equations is found better than original Abram's equations.

재생골재를 사용한 고강도 철근콘크리트 보의 전단성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Shear Performance of High-strength Concrete Beams Made with Recycled Aggregate)

  • 박우철;이경희;박완신;윤현도;정수영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.879-884
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    • 2001
  • The use of recycled-aggregate concrete is increasing faster than the development of appropriate design recommendations. In addition, recycled-aggregate and higher compressive strengths are two of the most desired characteristics to improve the use of concrete as a construction material. The paper reports limited experimental data on the shear capacity of high-strength recycled aggregate concrete beams. Ten beams were tested to determine their diagonal cracking and ultimate shear capacities. The variable in the test program were concrete strength(300, 500 and 700kgf/$cm^{2}$), and shear span/depth ratio (a/d : 2.0, 3.0 and 4.0). Test results indicate that the ACI Building code prediction of Eq.(11-3) and (11-5) for high-strength recycled aggregate concretes are unconservative for all beams (with concrete strength 300, 500 and 700kgf/$cm^{2}$, a/d ratios 2.0, 3.0 and 4.0). But Zsutty Equation for high-strength recycled aggregate concretes is conservative for all beams. The results of the experimental investigation on the cracking patterns for beams show that the angle that the critical inclined crack makes with the horizontal axis decreases with increasing a/d.

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뉴로-퍼지 시스템을 이용한 프리텐션 콘크리트 부재의 전달길이 예측 (Prediction of Transfer Lengths in Pretensioned Concrete Members Using Neuro-Fuzzy System)

  • 김민수;한선진;조해창;오재열;김강수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.723-731
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    • 2016
  • 프리텐션 콘크리트 부재에서 강연선의 유효프리스트레스를 확보하기 위해서는 부재의 단부부터 특정 부착길이가 필요하며, 이를 전달길이라고 정의한다. 그러나, 강연선과 콘크리트 사이의 복잡한 부착 메커니즘으로 인해 결정론적인 방법으로 전달길이를 산정하는 기존 방법들은 많은 불확실성을 내포하고 있으며, 안전측의 해석결과를 제공하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 따라서, 이 연구에서는 여러 영향인자들의 복잡한 메커니즘을 보다 효과적으로 고려하여 정확한 전달길이를 산정하기 위해 뉴로-퍼지 시스템의 방법 중 하나인 ANFIS를 도입하였다. 기존 연구로부터 총 253개의 실험체를 수집하여 ANFIS 알고리즘을 훈련시켰으며, 훈련된 ANFIS 알고리즘은 전달길이를 매우 정확히 예측하였다. 또한, ANFIS 전달길이 평가결과를 토대로, 변수분석과 차원해석을 수행하여 보다 간략화된 전달길이 산정식을 제안하였으며, 제안식은 ANFIS 해석결과와 거의 대등한 정확도를 보여주었다.

굵은 골재의 종류와 초음파 속도의 관계성을 고려한 콘크리트 수직 거푸집 해체 시점 분석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Concrete Vertical form Demolding Timing Considering the Relationship between the Type of Coarse Aggregate and Ultrasonic Pulse Velocity)

  • 남영진;김원창;최형길;이태규
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.683-692
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    • 2023
  • 본 연구에서는 보통 및 경량 굵은 골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 평가하기 위해 압축강도와 초음파 속도를 측정하였다. 압축강도에서는 재령 초기에서 보통골재 콘크리트가 높은 경향을 나타냈으나 시간 경과에 따라 경량골재 콘크리트가 높아지는 것을 알 수 있으며, 경량골재의 특징 중 높은 흡수율의 영향이라고 판단된다. 초음파 속도에서는 일정 시간을 제외하고 대부분 보통골재가 높은 경향을 나타냈으며, 골재의 내부 공극의 차이라고 판단된다. 압축강도와 초음파 속도의 상관관계를 통한 예측식의 상관계수(R2)가 0.95를 상회하며, 본 실험을 통한 예측식으로 강도 예측의 신뢰성이 높다고 판단된다.

100MPa급 이상의 초고강도 콘크리트의 자기수축 특성에 관한 연구 (A Study on Properties of Ultra High Strength Concrete of above 100MPa)

  • 이상호;김우재;노현승;이재삼;이한승
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.677-680
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    • 2008
  • 최근 초고강도와 고유동성을 가진 고성능 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 사용 실적도 점차 증가하는 추세에 있다. 그러나 고성능 콘크리트의 경우에는 수화열 이외에 자기수축으로 인해 균열이 발생하는 경우가 있어 고성능 콘크리트의 균열제어 및 설계에서 자기수축 변형을 반드시 고려해야 한다. 이에 따라, 본 연구에서는 셀룰로스 칩 화이바 및 팽창재를 혼입한 고성능 콘크리트의 자기수축 특성에 대한 실험 연구를 통해 자기수축 예측모델을 제안하고자 한다. 주요 실험변수는 팽창재 및 셀룰로스 칩 혼입률로 설정하였으며 물-시멘트 비는 13%로 고정하였다. 콘크리트의 유동성, 압축강도 및 자기수축 실험을 수행하였으며 팽창재 및 셀룰로스 칩 화이바의 혼입량이 클수록 고성능콘크리트의 자기수축 길이변화율이 감소하는 경향을 보였다.

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공극률을 고려한 콘크리트 중의 이산화탄소 확산특성에 관한 연구 (Influence of Porosity on the CO2 Diffusion Characteristic in Concrete)

  • 오병환;정상화;이명규
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.443-453
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    • 2003
  • 콘크리트의 탄산화는 콘크리트 구조물의 내구성과 관련하여 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며, 시간에 따른 탄산화 정도는 이산화탄소 확산계수의 영향을 크게 받는다. 이에 따라 본 연구에서는 콘크리트에 대한 이산화탄소 확산계수 실험을 통해 합리적인 실험식을 도출하고자 하였다. 실험은 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 영향 실험 이외에 공극률 측정실험을 병행하였으며 이를 통해 이론적으로 산정한 공극률과 비교하였다. 실험결과 측정된 공극률은 이론적인 결과와 유사하게 나타났다. 한편, 상대습도에 따른 이산화탄소 확산계수 변화량은 물-시멘트비가 낮을수록 감소하였다. 본 연구에서 도출한 콘크리트 중의 이산화탄소 확산계수에 대한 실험식은 상대습도, 공극률 및 골재-시멘트비를 매개변수로 하였으며 본 실험결과와 비교적 일치하는 결과를 나타내었다. 한편, 본 연구에서 도출한 결과와 타 연구자의 연구에 의한 이산화탄소 확산계수 실험식을 비교한 결과 콘크리트, 모르타르 및 시멘트 페이스트에 대해 서로 다른 식을 사용하는 것이 합리적일 것으로 판단되었다. 본 연구에서 수행한 이산화탄소 확산계수에 대한 연구결과를 통해 콘크리트 구조물의 탄산화 과정에 대한 연구가 더욱 합리적으로 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

합성거동을 위한 유공판형 전단연결재의 강도평가에 관한 연구 (A Study on the Evaluation of Shear Resisting Capacity for the Various Perforated Shape Shear Connector)

  • 김영호
    • Composites Research
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    • 제21권5호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 강합성교량에서 스터드 전단연결재 및 Perfobond 전단연결재와 관련된 문제를 해결하고, 콘크리트와 전단연결재가 동시에 파괴되도록 유도하기 위해 역 L형 유공판 전단연결재가 개발되었으며, FRP-콘크리트 합성바닥판에서는 FRP의 재료적 특성과 펄트루젼 생산방식을 고려하여 콘크리트와 FRP의 합성방안으로 Perfobond 형 FRP 전단연결재를 적용하고 있다. 이 연구는 기존 강재 Perfobond 전단연결재에 대한 문헌분석, 2면전단실험, 유한요소해석 등의 방법을 통해 역 L형 유공판 전단연결재, FRP 전단연결재에 대한 각각의 강도를 추정할 수 있는 강도평가식을 제안하였고, 제안한 평가식의 결과와 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다.