• Steel and Composite Structures
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• 제11권1호
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• pp.39-58
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• 2011

The subject of the ongoing research work is to analyze the composite action of the structural elements of composite slabs with profiled steel decking by experimental and numerical studies. The mechanical and frictional interlocks result in a complex behaviour and failure under horizontal shear action. This is why the design characteristics can be determined only by standardized experiments. The aim of the current research is to develop a computational method which can predict the behaviour of embossed mechanical bond under shear actions, in order to derive the design characteristics of composite slabs with profiled steel decking. In the first phase of the research a novel experimental analysis is completed on an individual concrete encased embossment of steel strip under shear action. The experimental behaviour modes and failure mechanisms are determined. In parallel with the tests a finite element model is developed to follow the ultimate behaviour of this type of embossment, assuming that the phenomenon is governed by the failure of the steel part. The model is verified and applied to analyse the effect of embossment's parameters on the behaviour. In the extended investigation different friction coefficients, plate thicknesses, heights and the size effects are studied. On the basis of the results the tendencies of the ultimate behaviour and resistance by the studied embossment's characteristics are concluded.

• 수산해양기술연구
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• 제34권3호
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• pp.339-345
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• 1998

The purpose of this paper is to investigate the effect of the specimen geometries on the pin bearing strength of the angle ply carbon fiber reinforced composites. The effect of the edge distance and the specimen width on the pin bearing strength of angle ply CFRP composites are experimentally investigated in this paper. As results, the failure mode and pin bearing strength of mechanical joints turned out to depends on the stacking sequence and specimen geometries such as the edge distance and the specimen width. The higher pin bearing strength obtained for the angle ply CFRP composites is attributed to a combination of debonding, pull out, buckling and breakage of fiber and also the matrix cracking.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.375-385
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• 2017

In the present paper experimental and numerical analysis of hook-ended steel fiber reinforced concrete is carried out. The experimental tests are performed on notched beams loaded in 3-point bending using fiber volume fractions up to 1.5%. The numerical analysis of fiber reinforced concrete beams is performed at meso scale. The concrete is discretized with 3D solid finite elements and microplane model is used as a constitutive law. The fibers are modelled by randomly generated 1D truss finite elements, which are connected with concrete matrix by discrete bond-slip relationship. It is demonstrated that the presented approach, which is based on the modelling of concrete matrix using microplane model, able to realistically replicate experimental results. In all investigated cases failure is due to the pull-out of fibers. It is shown that with increase of volume content of fibers the effective bond strength and slip capacity of fibers decreases.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.17-25
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• 2010

전통적인 보강토옹벽 설계에서의 안정성 검토는 내적 외적 안정으로 구분하여 평가하며, 내적 안정은 보강재의 인발, 파단를 대상으로 하고 외적 안정은 구조체의 침하, 전도, 활동을 대상으로 한다. 최근 지반물성과 해석모델이 갖는 고유 불확실성을 최소화하기 위하여 신뢰성해석이 개발되어져 왔다. 본 연구에서는 내적 외적 안정이라고 정의되는 다양한 파괴모드에 대한 동시 파괴확률의 산정할 수 있도록 체계 신뢰성해석을 제안하였다. 단일구간 모드해법을 적용함에 의해 여러 안정해석에 대한 파괴모드를 통합하여 보강토옹벽 전체 시스템의 안정성을 평가할 수 있도록 하였다. 동시 파괴확률을 이용하면 대상으로 하는 안정해석모델과 파괴형상 및 파괴확률을 복합적으로 고려할 수 있기 때문에 개선된 안전성을 확보할 수 있을 것으로 판단되며, 안정해석모델별로 여러 지표를 이용하여 평가되었던 보강토옹벽의 설계를 대표 지표를 통하여 평가할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.26-34
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• 2016

철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 파괴유형은 베이스 플레이트 압축면과 인장면의 휨파괴, 앵커볼트의 인장파괴, 뽑힘, 전단파괴, 그리고 콘크리트 기초파괴 및 철골기둥의 소성힌지발생에 따른 파괴이다. 본 연구에서는 핀접합 또는 강접합으로 가정하여 설계되는 노출형 철골기둥-베이스 플레이트 접합부가 받을 수 있는 모멘트의 크기를 구하기 위하여, 한계상태 함수를 이용하여 철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 휨성능 및 파괴유형을 예측하고 실험결과와 비교하였다. 한계상태함수를 이용하여 노출형 철골기둥-베이스 플레이트 접합부의 휨성능을 비교적 정확히 예측할 수 있는 범위는 축력이 있는 경우, 앵커볼트의 항복 또는 철골기둥의 항복으로 판별되었을 때이며 축력이 없는 경우, 베이스 플레이트의 항복으로 판별된 경우이다. 파괴유형까지 같이 고려할 경우, 축력이 있으며 앵커볼트의 항복으로 판별된 경우에만 한계 상태함수의 사용이 가능하다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권2호
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• pp.295-312
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• 2017

Cast in situ and grouted concrete helical piles with 150-200 mm diameter half cylindrical ribs have become an economical and effective choice in Shanghai, China for uplift piles in deep soft soils. Though this type of pile has been successful used in practice, the reinforcing mechanism and the contribution of the ribs to the total resistance is not clear, and there is no clear guideline for the design of such piles. To study the inclusion of ribs to the contribution of shear resistance, the shear behaviour between silty sand and concrete slabs with parallel ribs at different spacing and angles were tested in a large direct shear box ($600mm{\times}400mm{\times}200mm$). The front panels of the shear box are detachable to observe the soil deformation after the test. The tests were modelled with three-dimensional finite element method in ABAQUS. It was found that, passive zones can be developed ahead of the ribs to form undulated failure surfaces. The shear resistance and failure mode are affected by the ratio of rib spacing to rib diameter. Based on the shape and continuity of the failure zones at the interface, the failure modes at the interface can be classified as "punching", "local" or "general" shear failure respectively. With the inclusion of the ribs, the pull out resistance can increase up to 17%. The optimum rib spacing to rib diameter ratio was found to be around 7 based on the observed experimental results and the numerical modelling.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.267-275
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• 2012

본 연구에서는 철근 콘크리트 벽과 강판 콘크리트 벽이 이질접합 형태로 만나는 구조물의 휨 및 전단거동 특성을 검토하기 위하여 L형과 I형 타입의 실험체를 제작하고 구조실험을 수행하였다. 실험 시, 지진하중 등에 대한 실험체의 동적특성을 확인하기 위하여 Push 및 Pull을 반복하는 싸이클 하중을 구현하고자 하였다. L형 실험체에 대한 면외 휨 실험결과, 실험체의 공칭강도를 초과하는 휨 성능을 발휘하였으며, 이에 따라 설계에 적용된 수직철근의 미겹침 이음길이의 타당성을 확인할 수 있었다. 한편, 강판 콘크리트 벽 내에 수평철근의 배근 유무를 변수로 구성한 두 개의 I형 실험체에 대한 면내 전단 실험결과, 수평철근의 배근 유무에 상관없이 공칭강도를 초과하는 전단 성능을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.255-263
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• 2001

구조용 데크플레이트를 사용한 합성슬래브의 파괴형식 중에서 수평전단파괴는 가장 일반적인 파괴형태로써, 본 논문에서는, 데크 춤 60mm인 신개발된 (ACE-DECK) 합성구조용 평데크플레이트를 개발하여 합성슬래브의 전단거동에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 실험체는 데크의 형상, 두께 및 콘크리트의 토핑두께를 변수로 하여 총 22개의 실험체를 제작하여 전단부착성능 실험을 실시하였다. 실험결과, 데크의 두께 및 콘크리트 토핑두께에 따른 합성슬래브의 전단부착성능은 크게 영향이 없는 것으로 나타났고, 신형상(ACE-DECK)의 평데크플레이트는 전단부착응력이 $3.6kgf/cm^2$ 까지 나타나 기존의 평데크 형상에 비교하여 효과적인 전단부착성능을 발휘함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.43-53
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• 2011

철근 콘크리트 부재에서 부착강도는 콘크리트와 보강근 사이에 중요한 요소 중 하나이다. 본 실험에서는 인공경량골재를 사용한 경량콘크리트와 이형철근의 부착강도의 특성을 확인하기 위하여 인발실험을 수행하였다. 콘크리트의 압축강도, 이형철근의 직경과 묻힘길이를 변수로 하는 144개의 인발실험 시험체가 사용되었다. 보통콘크리트와의 비교를 위하여 물/시멘트 비 50%의 보통콘크리트의 인발실험을 수행하였으며, 실험을 통해서 부착응력-미끌림 관계와 파괴형상을 평가하였다. 물/시멘트 비에 따른 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 부착강도는 증가하였다. 또한 인발실험을 토대로 회귀분석을 실시하여 경량 콘크리트의 부착응력에 대한 산정식을 제안하였다.