• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.283-290
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• 2015

이 논문에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 콘크리트의 부재의 휨강도를 예측하기 위한 수치해석기법을 제시하였다. 이를 위해 휨을 받는 하이브리드 강섬유 보강 콘크리트 실험과 수치해석연구를 수행하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 인장연화특성은 구조적 거동에 매우 중요한 역할을 하며, 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 하중-균열개구변위 실험결과를 반영하여 가상균열모델에 근거한 역해석에 의해 인장연화모델링을 수행하였다. 제안기법에 의한 콘크리트 보의 모멘트-곡률 수치해석결과를 실험결과와 비교하였으며, 수치해석결과와 실험결과는 전반적으로 잘 일치하고 있다. 따라서, 제안기법에 의해 강섬유 보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 합리적으로 예측할 수 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.1-9
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• 2019

대표적인 콘크리트 혼화재료 중 하나인 고로슬래그 미분말을 혼입한 콘크리트는 잠재수경성에 의해 콘크리트의 장기 내구성능 및 역학적 성능이 향상된다. 본 연구에서는 3 가지 수준의 물-결합재 비(0.37, 0.42, 0.47) 및 고로슬래그 미분말 혼입률(0 %, 30 %, 50 %)을 고려하여 염해에 대한 내구성능 평가를 수행하였으며, 염화물 확산 거동(촉진 염화물 확산계수, 통과 전하량)을 예측하는 식을 도출하고 촉진 염화물 확산계수와 통과 전하량간의 상관관계를 평가하였다. 2년 양생조건 시 고로슬래그 미분말 혼입 콘크리트에서 OPC 콘크리트 대비 촉진 염화물 확산계수 평가 결과에서는 최대 28 %의 감소율을 통과 전하량 평가에서는 최대 29 %의 감소율을 나타냈다. 또한 물-결합재 비의 증감에 의한 영향을 OPC 콘크리트 보다 GGBFS 미분말 혼입 콘크리트에서 더 적게 받는 것으로 판단된다. 배합 특성 및 실험 결과를 바탕으로 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 예측하는 식을 다중회귀분석을 통해 도출한 결과, 통과 전하량 예측식이 확산계수 예측식보다 높은 결정계수를 나타냈다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권1호
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• pp.1-25
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• 2011

A new nonlinear model was developed to evaluate the shear resistance of steel fiber-reinforced concrete beams (SFRCB) using linear genetic programming (LGP). The proposed model relates the shear strength to the geometrical and mechanical properties of SFRCB. The best model was selected after developing and controlling several models with different combinations of the influencing parameters. The models were developed using a comprehensive database containing 213 test results of SFRC beams without stirrups obtained through an extensive literature review. The database includes experimental results for normal and high-strength concrete beams. To verify the applicability of the proposed model, it was employed to estimate the shear strength of a part of test results that were not included in the modeling process. The external validation of the model was further verified using several statistical criteria recommended by researchers. The contributions of the parameters affecting the shear strength were evaluated through a sensitivity analysis. The results indicate that the LGP model gives precise estimates of the shear strength of SFRCB. The prediction performance of the model is significantly better than several solutions found in the literature. The LGP-based design equation is remarkably straightforward and useful for pre-design applications.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권2호
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• pp.225-240
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• 2022

Local responses of steel plate-concrete composite (SC) walls under impact loads are typically evaluated using design equations available in the AISC N690s1-15. These equations enable design of impact-resistant SC walls, but some essential parts such as the effects of wall size and shear reinforcement ratio have not been addressed. Also, since they were developed for design basis events, improved equations are required for accurate prediction of the impact behaviors of SC walls for beyond design basis impact evaluation. This paper presents a numerical study to construct a robust numerical model of SC walls subjected to impact loads to reasonably predict the SC-wall impact behavior, to evaluate the findings observed from the impact tests including the effects of the key design parameters, and to assess the actual responses of full-scale SC walls. The numerical calculations are validated using intermediate-scale impact tests performed previously. The influences of the fracture energy of concrete and the conservative aspects of the current design equations are discussed carefully. Recommendations are made for design practice.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권6호
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• pp.697-711
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• 2007

Though extensive research has been carried out for the ultimate strength of steel reinforced concrete (SRC) members under static and cyclic load, there was only limited information on the applied analysis models. Modeling of the inelastic response of SRC members can be accomplished by using a microcosmic model. However, generally used microcosmic model, which usually contains a group of parameters, is too complicated to apply in the nonlinear structural computation for large whole buildings. The intent of this paper is to develop an effective modeling approach for the reliable prediction of the inelastic response of SRC columns. Firstly, five SRC columns were tested under cyclic static load and constant axial force. Based on the experimental results, normalized trilinear skeleton curves were then put forward. Theoretical equation of normalizing point (ultimate strength point) was built up according to the load-bearing mechanism of RC columns and verified by the 5 specimens in this test and 14 SRC columns from parallel tests. Since no obvious strength deterioration and pinch effect were observed from the load-displacement curve, hysteresis rule considering only stiffness degradation was proposed through regression analysis. Compared with the experimental results, the applied analysis model is so reasonable to capture the overall cyclic response of SRC columns that it can be easily used in both static and dynamic analysis of the whole SRC structural systems.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.9-17
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• 2016

본 연구에서는 화학 혼화제 성능에 따른 2성분계 콘크리트의 품질특성을 평가하기 위하여 화학 혼화제의 감수 성능 3수준(0%, 8% 및 16%) 및 물-시멘트비 3수준(40%, 45% 및 50%)에 따른 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 사용한 2성분계 콘크리트 배합을 제조하였다. 신뢰성 확보를 위하여 콘크리트 배합은 3회 반복실험을 실시하였다. 실험결과, 화학 혼화제 성능에 따른 압축강도는 약 20% 이상의 압축강도 차이가 발생하였으며, 화학 혼화제의 성능이 콘크리트 품질에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 화학 혼화제의 성능의 영향을 반영한 압축강도 예측 모델식을 도출하였으며, 85% 이상의 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.193-202
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• 2018

이 연구는 철근콘크리트 부재에서 사용한계상태 검증 및 내구성능 평가의 요소인 균열폭을 계산하는데 중요한 변수가 되는 균열간격 계산식을 제안한 것이다. 철근콘크리트 부재의 균열거동 해석을 위한 지배방정식이 되는 부착특성을 반영하여 평균균열간격 기본식을 유도하고, 피복두께와 콘크리트 강도의 영향을 고려할 수 있도록 여러 연구자들이 수행한 124개의 직접인장실험에서 측정된 균열간격을 분석하여 각각의 계수를 제안하였다. 그리고, 최대 및 평균 균열간격이 동시에 측정된 80개의 실험체 자료로부터 상관관계 분석을 실시하여 평균균열간격으로부터 최대 균열간격을 간편하게 예측할 수 있는 상관계수를 제안하였다. 제안된 평균균열간격 계산식 및 최대균열간격 상관식에 대해서 현행 설계기준의 규정과 비교를 실시하였다. 비교 결과, 평균균열간격 및 최대균열간격에 대한 제안식은 콘크리트구조기준 및 도로교설계기준(한계상태설계법)의 해당 규정과 비교하여 예측의 정확성 및 신뢰도가 개선됨을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.617-631
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• 2022

In this paper the viscoelastic responses of four experimental steel-concrete composite beams subjected to highly variable environmental conditions are investigated by means of a finite element (FE) model. Concrete specimens submitted to stepped stress changes are also evaluated to validate the current formulations. Here, two well-known approaches commonly used to solve the viscoelastic constitutive relationship for concrete are employed. The first approach directly solves the integral-type form of the constitutive equation at the macroscopic level, in which aging is included by updating material properties. The second approach is postulated from a rate-type law based on an age-independent Generalized Kelvin rheological model together with Solidification Theory, using a micromechanical based approach. Thus, conceptually both approaches include concrete hardening in two different manners. The aim of this work is to compare and analyze the numerical prediction in terms of long-term deflections of the studied specimens according to both approaches. To accomplish this goal, the performance of several well-known model codes for concrete creep and shrinkage such as ACI 209, CEB-MC90, CEB-MC99, B3, GL 2000 and FIB-2010 are evaluated by means of statistical bias indicators. It is shown that both approaches with minor differences acceptably match the long-term experimental deflection and are able to capture complex oscillatory responses due to variable temperature and relative humidity. Nevertheless, the use of an age-independent scheme as proposed by Solidification Theory may be computationally more advantageous.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권4호
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• pp.347-358
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• 2018

The main aim of this research was to investigate the shear strength of non-prismatic steel fiber reinforced concrete beams under monotonic loading considering different parameters. Experimental program included tests on fifteen non-prismatic reinforced concrete beams divided into three groups. For the first and the second groups, different parameters were taken into consideration which are: steel fibers content, shear span to minimum depth ratio ($a/d_{min}$) and tapering angle (${\alpha}$). The third group was designed mainly to optimize the geometry of the non-prismatic concrete beams with the same concrete volume while the steel fiber ratio and the shear span were left constant in this group. The presence of steel fibers in concrete led to an increase in the load-carrying capacity in a range of 10.25%-103%. Also, the energy absorption capacity was increased due to the addition of steel fibers in a range of 18.17%-993.18% and the failure mode was changed from brittle to ductile. Tapering angle had a clear effect on the shear strength of test specimens. The increase in tapering angle from ($7^{\circ}$) to ($12^{\circ}$) caused an increase in the ultimate shear capacity for the test specimens. The maximum increase in ultimate load was 45.49%. The addition of steel fibers had a significant impact on the post-cracking behavior of the test specimens. Empirical equation for shear strength prediction at cracking limit state was proposed. The predicted cracking shear strength was in good agreement with the experimental findings.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.195-202
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• 2016

콘크리트의 펌핑에는 일반적으로 피스톤 펌프를 많이 사용한다. 충진율은 피스톤 펌프의 실린더 부피와 실린더 내에 채워지는 콘크리트의 부피비를 의미한다. 따라서 콘크리트 펌핑에서 토출량과 펌핑 효율에 직접적으로 영향을 미치는 인자라고 할 수 있다. 하지만 아직까지 이에 대한 정확한 분석은 이루어지지 않고 있다. 이 연구에서는 기존에 수행된 350m와 548m 수평배관 펌핑 실험 데이터를 바탕으로 콘크리트의 유동특성, 토출량, 그리고 스트로크 시간과 콘크리트펌프 충진율과의 관계를 파악하였다. 또한 콘크리트의 유동특성과 스트로크 시간으로부터 충진율을 계산할 수 있는 모델을 제안하였다.