• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.607-622
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• 2018

A non-linear finite element model (FEM) was constructed using a three-dimensional software (ATENA-3D) to investigate the effect of strengthening on the behavior of prestressed hollow-core (PHC) slabs with or without openings. The slabs were strengthened using near surface mounted (NSM)-carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The constructed model was validated against experimental results that were previously reported by the authors. The validated FEM was then used to conduct an extensive parametric study to examine the influence of prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete and strengthening reinforcement ratio on the behavior of such slabs. The FEM results showed good agreement with the experimental results where it captured the cracking, yielding, and ultimate loads as well as the mid-span deflection with a reasonable accuracy. Also, an overall enhancement in the structural performance of these slabs was achieved with an increase in prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete, external reinforcement ratio. The presence of openings with different dimensions along the flexural or shear spans reduced significantly the capacity of the PHC slabs. However, strengthening these slabs with 2 and 4 (64 and $128mm^2$ that represent reinforcement ratios of 0.046 and 0.092%) CFRP strips was successful in restoring the original strength of the slab and enhancing post-cracking stiffness and load carrying capacity.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.133-139
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• 1985

본(本) 논문(論文)은 동일(同一)한 단면(斷面)과 동일(同一)한 철근비(鐵筋比)를 갖는 다섯 개의, 구형단면(矩形斷面)의 부분(部分) P.C. 보에 각각(各各) 다른 정도(程度)의 프리스트레스량(量)을 도입하므로써 얻어지는, 균열발생의 억제효과(抑制効果)와 전체(全體)시스템의 내하력(耐荷力) 증가효과(增加効果)를 실험(實驗)을 통(通)하여 확인(確認)하는데 있다. 실험결과(實驗結果), 프리스트레스를 가(加)한 보의 극한내하력(極限耐荷力)은 그렇지 않은 보의 그것보다 약간의 증가추세(增加趨勢)를 보이나, 이에 대한 결론(結論)을 내리기 위하여는 좀 더 많은 실험(實驗)데이타가 요구(要求)된다. 프리스트레스의 도입에 의한 균열폭의 억제효과는 확실하게 나타나며 아주 작은 양인 완전(完全)프리스트레스량(量)의 25%정도(程度)의 프리스트레스의 도입(導入)으로도 그렇지 않은 경우보다 사용하중하(使用荷重下)에서 50% 정도(程度)로 억제(抑制)할 수 있는 것으로 나타난다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2015

본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 보의 처짐 예측을 위해 재료비선형이 고려된 콘크리트 및 철근, 강연선의 거동을 고려할 수 있는 구성모델을 조합하여 적층 쉘 요소를 사용한 유한요소해석 모델에 적용하였다. 이를 기존 연구자들의 실험 결과와 비교함으로써 모델의 타당성을 검증하였고, 스팬-깊이비, 편심 그리고 프리스트레싱 크기에 대한 처짐을 해석하고 이를 수계산 결과와 비교하였다. 그 결과, 스팬-깊이비가 커질수록, 편심이 작아질수록, 프리스트레싱 크기가 작아질수록 처짐이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 편심이 매우 작을 경우와 프리스트레싱 크기가 매우 작을 경우에는 수계산이 처짐을 과대평가한다는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.323-331
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• 2022

PS 긴장재의 긴장률, 온도 그리고 자속투과율의 상호관계가 실험적으로 조사되었다. 자속투과율은 두 지점 사이의 자속이 통과하는 비율이다. 실험에 사용된 긴장재는 케이블 교량에 주로 사용되는 ϕ7 mm 고강도 강선과 PSC 긴장재로 사용되는 ϕ12.7 mm 강연선이다. 다양한 도입 긴장률과 온도 조건하에서 강선과 강연선의 자속투과율 실험이 수행되었다. 실험결과로부터, PS 긴장재의 자속투과율은 도입 긴장률에 선형 비례하고, 온도에 선형 반비례함을 알 수 있다. PS 긴장재의 자속투과율-온도-긴장률 사의의 실험적 관계를 미리 알게 되면, 현장에서 PS 강재의 자속투과율과 온도만을 계측함으로써, PS 긴장재의 현재 긴장응력 수준을 변형률 계측 없이 직접 평가할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권5호
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• pp.385-402
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• 2004

Nearly 400 composite railway bridge decks of a new kind belonging to the trough type with U-shaped cross section have been constructed in Belgium over the last fifteen years. The construction of these bridge decks is rather complex with the preflexion of precambered steel girders, the prestressing of a concrete slab and the addition of a 2nd phase concrete. Until now, they have been designed with a classical computation method using a pseudo-elastic analysis with modular ratios. Globally, they perform according to the expectations but variability has been observed between the measured and the computed camber of these bridge decks just after the transfer of prestressing and also at long-term. A statistical analysis of the variability of the relative difference between the measured camber and the computed camber is made for a sample of 36 bridge decks using no less than 10 variables. The most significant variables to explain this variability at prestressing are the ratio between the maximum tensile stress reached in the steel girders during the preflexion and the yield strength and the type of steel girder. For the same sample, the long-term camber under permanent loading is computed by two methods and compared with measurements taken one or two years after the construction. The camber computed by the step-by-step method shows a better agreement with the measured camber than the camber computed by the classical method. The purpose of the paper is to report on the statistical analysis which was used to determine the most significant parameters to consider in the modeling in order to improve the prediction of the behaviour of these composite railway bridge decks.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.27-39
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• 1989

부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트는 철근(鐵筋) 콘크리트와 완전(完全) 프리스트레스트 콘크리트의 중간정도(中間程度)의 프리스트레스를 가(加)한 부재(部材)이다. 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)를 사용(使用)함으로써 완전(完全) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)의 사용상태(使用狀態)의 이점(利點)과 철근(鐵筋) 콘크리트 부재(部材)의 극한상태(極限常態)의 장점(長點)을 동시(同時)에 취(取)할 수 있다. 본(本) 연구(硏究)는 프리스트레스 정도(程度), 전단철근(剪斷鐵筋)의 배근(配筋)과 단면형태(斷面形態)의 변화(變化)가 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)의 휨 및 전단(剪斷) 극한거동(極限擧動)에 미치는 영향을 알기 위해서 총 12개의 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)에 대(對)하여 파괴실험(破壞實險)을 행(行)한 것이다. 이 논문(論文)에서는 실험과정(實驗過程) 기술(記述)하고 실험부재(實驗部材)의 파괴양상(破壞樣相)을 분석(分析)하며, 여러 연구자(硏究者)들이 제안(提案)한 각각의 프리스트레싱 지표(指標)의 유용성(有用性)을 검토(檢討)한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권5호통권57호
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• pp.121-132
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• 2009

본 논문은 이론으로 개발된 FEM과 HGA의 조합을 이용한 외부 긴장재의 손실 긴장력 평가에 대한 실험적 검증과 현장 적용에 대하여 소개한다. 외부 긴장된 텐던에 대한 모형실험과 현장실험을 통하여 진동 실험이 수행되었고, 진동실험으로부터 고유진동수를 획득하였다. 추출된 고유진동수를 기반으로 제안된 기법이 적용되었고, 모형실험으로부터 추정장력과 추정 긴장 손실량은 4%이내의 오차를 보여주었다. 또한 현장실험에서는 Rayleigh 댐핑이 고려된 현장 시스템에 대한 정확한 모델이 모사되었다. 제안된 기법을 적용하여 1%이내의 장력이 추정되었고, 추정된 긴장 손실량은 실제값보다 작은 값으로 수렴되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.747-756
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• 2008

본 논문에서는 전달길이에 영향을 미치는 인자에 따라 프리텐션 부재가 받는 동적 충격에 의한 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 위해 긴장재의 직경, 콘크리트의 피복 두께, 구속 철근과 비부착 구간의 유무, 긴장력 도입 방식을 변수로 한 10개의 프리텐션 콘크리트 부재를 제작하고, 긴장재에 부착한 전기 저항식 변형률 게이지를 통하여 부재에 긴장력 도입 시 변형률 변화를 동적으로 측정하였다. 실험 결과, 순간 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 절단단부에서 큰 동적 효과가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 변형률 변화량으로 각 부재의 긴장력을 비교한 결과, 각 인자에 따라 차이가 존재하는 것을 확인했다. 직경 15.2 mm 강선보다 12.7 mm 강선의 잔류 긴장력 비율이 더 컸으며, 75 mm의 콘크리트 피복 두께만으로도 충분한 구속 효과를 기대할 수 있는 것으로 판단된다. 구속 철근의 영향은 미미했고, 비부착 구간의 영향으로 잔류 긴장력이 향상되었다. 순간 전달 방식보다 지연 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 긴장력 손실이 적은 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.57-60
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• 2005

The objective of this paper is to investigate and analyze the behaviour of prestressed I section structural members constructed with ultra high perfomance steel fiber reinforced cementitious concrete (SFR-UHPC). This material is known as reactive powder concrete (RPC) mixed with domestic materials and its compressive strength is over 150MP. The parameters of test specimens were span to depth ratio, prestressing force, prestressing wire placement and web width. Most influential parameter to determine the failure mode between shear and flexural action was proved to be shear span ratio. The characteristics of ultra high-strength concrete is basically brittle, but due to the steel fiber reinforcement behaviour of this structure member became ductile after the peak load. As a result of the test, the stress block of compressive zone should be redefined. The proposed analytical calculation of internal force capacity based by plastic analysis gave a good prediction for the shear and flexural strength of specimens. The numerical verification of the finite element model which constitutive law developed for Mode I fracture of fiber reinforced concrete correctly captured the overall behaviour of the specimens tested.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.393-398
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• 2000

To use concrete box culverts effectively, precast goods are manufactured at a factory, then linked and anchored with prestressing tendon at a field. However, the corrosion of rebar and prestressing tendon in the box culverts utilizing portland cement concrete is issued when the cracks occur at a underground water level. It has been reported that reported that expansive concrete, compared with portland cement concrete, has many structural advantages such as increasing capacity of watertight, controling initial crack and improving durability due to its property of expansion. During flexure test with RC beam made from expansive concrete, in the case of a constant section of concrete element, the lower steel ratio is, and in the case of a constant steel ratio, the more incremental the section of concrete element, the more incremental the amount of chemical prestress by expansive concrete is. At the segment of the box culverts using expansive concrete, the numbers of crack and its gap is reduced, and ultimate load and initial crack load is much larger than the segment at which expansive concrete is nor used. Also lay-out of tendon with a curvature generate upward force so that deflection is reduced. Through the whole procedure, it could be confirmed that performance precast box culvert by means of using expansive concrete is improved.