• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.777-786
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)를 적용한 대형 크기의 프리스트레스트 콘크리트 거더의 정적하중재하실험을 통하여 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 이 연구결과는 추후 UHPC를 적용한 프리스트레스트 콘크리트 거더의 처짐산정 및 휨강도 산정 모델링에 주요한 기초적인 실험결과를 제공한다. 휨 하중하에서의 프리스트레스트 콘크리트 T-거더의 거동을 파악하기 위하여 강섬유를 혼입하였다. 강섬유는 원형단면의 직선형상이며, 콘크리트에서 2%의 부피비를 나타낸다. 거더는 압축강도 150~190 MPa의 UHPC를 이용하여 제작하였으며, 프리스트레스트 거더의 휨내력을 파악하고자 하였다. 실험결과는 강섬유 보강 UHPC가 거더의 균열제어 및 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 강섬유 보강 UHPC를 적용한 프리스트레스트 거더의 파괴는 인장균열에서의 가교 역할(bridging effect)을 하는 강섬유의 뽐힘(pullout)과 더불어 발생한다. 강섬유의 뽑힘과 더불어 단면의 인장강도 손실이 발생하며, 이는 거더의 휨파괴를 유발한다. 또한, 도입 프리스트레스량이 거더의 휨강도에 영향을 미치는 것으로 나타난다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.571-582
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• 2012

프리스트레스트 합성거더란 합성거더의 하부 콘크리트에 프리스트레싱 강선을 통해 압축력을 도입한 거더형식으로, 본 연구에서는 거푸집을 강재에 매달아 콘크리트의 자중이 강재에 부담된 상태로 합성시켜 단면의 효율을 극대화한 거더를 사용하였다. 이러한 프리스트레스트 합성거더에 대하여 재령보정 유효계수방법을 사용하여 시공단계별로 발생하는 여러 지속하중에 의한 장기거동 효과로 인해 유발되는 프리스트레스의 손실을 산정하고, 실제교량을 대상으로 시공단계별로 계측한 결과에 대해 야쓰미해법을 이용한 결과와 비교하였고, 또한 온도, 습도, 프리스트레스 긴장시기, 바닥판 타설시기를 변수로 한 변수해석을 수행하여 유효성을 검증하였다.

• Computers and Concrete
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• 제25권6호
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• pp.497-507
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• 2020

This paper presents a numerical method for evaluating fire performance of prestressed concrete (PC) T shaped bridge girders under combined effect of structural loading and hydrocarbon fire exposure conditions. A numerical model, developed using the computer program ANSYS, is employed to investigate fire response of PC T shaped bridge girders by taking into consideration structural inherent parameters, namely; arrangement of prestressing strands with in the girder section, thickness of concrete cover over prestressing strands, effective degree of prestress and content of prestressing strands. Then, a sequential thermo-mechanical analysis is performed to predict cross sectional temperature followed by mechanical response of T shaped bridge girders. The validity of the numerical model is established by comparing temperatures, deflections and failure time generated from fire tests. Through numerical studies, it is shown that thickness of concrete cover and arrangement of prestressing strands in girder section have significant influence on the fire resistance of PC T shaped bridge girders. Increase in effective degree of prestress in strands with triangular shaped layout and content in prestressing strands can slow down the progression of deflections in PC T shaped bridge girder towards the final stages of fire exposure, to thereby preventing sudden collapse of the girder. Rate of deflection based failure criterion governs failure in PC T shaped bridge girders under most hydrocarbon fire exposure conditions. Structural inherent parameters incorporated into sectional configuration can significantly enhance fire resistance of PC bridge girders; thus mitigating fire induced collapse of these bridge girders.

• Advances in concrete construction
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• 제3권2호
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• pp.113-126
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• 2015

Holed-Incrementally Prestressed Concrete (H-IPC) girders are designed using the following new design concepts. At first, web openings reduce the self-weight of the girder, and also diffuse prestressing tendon anchorages. The reduced end anchoring forces decrease the web thickness of the end sections. Additionally, precast technology help to improve the quality of concrete and to reduce the construction period at the site. For experimentally verification, two 50 m full-scale H-IPC girders are manufactured with different concrete strength of 55 MPa and 80 MPa. The safety, stiffness, ductility, serviceability and crack development of H-IPC girder are measured and compared with each other for different strengths. Both girders show enough strength to carry live load and good stiffness to satisfy the design criteria. The experimental result shows the advantages of using high strength concrete and adopting precast girder. The test data can be used as a criterion for safety control and maintenance of the H-IPC girder.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권3호
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• pp.511-523
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• 2015

Damaged steel-concrete composite girders can be repaired and retrofitted by epoxy-bonded carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets to the critical areas of tension flanges. This paper presents the results of a study on the behavior of damaged steel-concrete composite girders repaired with CFRP sheets under static loading. A total of seven composite girders made of I20A steel sections and 80mm-thick by 900mm-wide concrete slabs were prepared and tested. CFRP sheets and prestressed CFRP sheets were used to repair the specimens. The specimens lost the cross-sectional area of their tension flanges with 30%, 50% and 100%. The results showed that CFRP sheets had no significant effect on the yield loads of strengthened composite girders, but had significant effect on the ultimate loads. The yield loads, elastic stiffness, and ultimate bearing capacities of strengthened composite girders had been changed as a result of prestressed CFRP sheets, the utilization ratio of CFRP sheets could be effectively improved by applying prestress to CFRP sheets. Both the yield loads and ultimate bearing capacities had been changed as a result of steel beam's flange damage level and CFRP sheets could cover the girders' shortage of bearing capacity with 30% and 50% flange damage, respectively.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.637-648
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• 2005

선행하중을 도입한 H형강의 상하부에 고강도 강판을 부착시키고 하중을 제거함으로써 프리스트레스의 도입효과를 극대화 시킨 플레이트거더(High Prestressed Plate Girder, 이하 HiPP 거더)를 개발하고자 한다. 먼저 복합거더(hybrid girder)의 일종인 HiPP 거더의 역학적 원리를 간략히 설명하고, 실험을 통하여 플레이트거더에 의도한 프리스트레스를 도입하기 위한 제작공정을 개발한다. 또한 실험체의 변형률 계측결과와 이론해석 결과를 비교하여 HiPP 거더의 프리스트레스 도입 메카니즘을 확인하며, 단계별 거더에 발생하는 응력을 파악한다. 가교에 적용하기 위하여 HiPP 거더의 설계를 위한 허용휨응력(안)과 용접부의 응력검토 결과를 제시한다. 결론적으로 단순 합성거더와 비교하여 HiPP 거더는 프리스트레스의 도입효과 때문에 장지간화된 가교의 설계/시공을 가능케 하는 구조적 거동 특성을 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.287-295
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• 2010

본 연구는 휨연결재와 횡방향 프리스트레스력으로 보강된 분절 PSC(Prestressed Concrete) 거더의 정적거동 성능을 검증하는데 목적이 있다. 정적거동 성능을 검증하기 위하여 4개의 분절거더와 1개의 일체거더를 제작하여 실험하였다. 분절거더와 일체거더는 동일 제원 및 재료를 적용하여 4.8 m 길이로 제작하여 실험하였다. 3개의 횡방향으로 보강된 분절거더의 정적거동 성능을 검증하기 위해 일체거더와 횡방향으로 보강되지 않은 분절거더가 기준이 되는 실험체로 실험을 수행하였다. 거더 중앙 경간에서 처짐을 측정하였으며 중앙 경간과 연결부에서 변형률을 측정하였다. 극한하중상태에서 횡방향으로 보강된 분절거더는 일체거더와 비교하여 극한강도가 동등이상의 성능을 나타내며 강성측면에서는 다소 불리하게 거동함을 알 수 있었다. 하지만, 횡방향으로 보강된 분절거더는 보강되지 않은 분절거더에 비하여 강도 및 강성측면에서 모두 우수한 성능을 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.663-674
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• 2017

This paper presents an approach for evaluating performance of prestressed concrete (PC) bridge girders exposed to fire. A finite element based numerical model for tracing the response of fire exposed T girders is developed in ANSYS. The analysis is carried out in three stages, namely, fire temperature calculation, cross sectional temperature evaluation, and then strength, deformation and effective prestress analysis on girders exposed to elevated temperatures. The applicability of the computer program in tracing the response of PC bridge girders from the initial preloading stage to failure stage, due to combined effects of fire and structure loading, is demonstrated through a case study, and validated by test data of a scaled PC box girder under ISO834 fire condition. Results from the case study show that fire severity has a significant influence on the fire resistance of PC T girders and hydrocarbon fire is most dangerous for the girder. The prestress loss caused by elevated temperature is about 10% under hydrocarbon fire till the girder failure, which can lead to the increase in deflection of the PC girder. The rate of deflection failure criterion is suggested to determine the failure of PC T girder under fire.

• 한국해양공학회지
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• 제24권3호
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• pp.1-10
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• 2010

In this study, hybrid smart sensor nodes were developed for the autonomous structural health monitoring of prestressed concrete (PSC) girders. In order to achieve the objective, the following approaches were implemented. First, we show how two types of smart sensor nodes for the hybrid health monitoring were developed. One was an acceleration-based smart sensor node using an MEMS accelerometer to monitor the overall damage in concrete girders. The other was an impedance-based smart sensor node for monitoring the local damage in prestressing tendons. Second, a hybrid monitoring algorithm using these smart sensor nodes is proposed for the autonomous structural health monitoring of PSC girders. Finally, we show how the performance of the developed system was evaluated using a lab-scaled PSC girder model for which dynamic tests were performed on a series of prestress-loss cases and girder damage cases.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권6호
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• pp.879-898
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• 2004

A method of making simply supported girders continuous is described for bridges with spans of 30-45 m. The splicing method takes advantage of an induced secondary moment to transform the self-weight stresses in the precast simply supported girders into values representative of a continuous girder. The secondary moment results from prestressing of continuity tendons and detensioning of temporary tendons in the girders. Preliminary sections are selected for spliced U-girder bridges with a range of span lengths. Use of the proposed technique results in girder depth reductions of 500-800 mm when compared to standard simply supported I-girder bridges. The flexural behavior of an example bridge with 40-m spans is examined to illustrate the necessary considerations for determining the optimum sequence of splicing operations.