• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권6호
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• pp.839-856
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• 2012

To enable remodeling of the exterior of buildings more convenient, such finishing materials as curtain walls, metal panels, concrete panels or dry stones need to be easily detached. In this respect, this study proposed a new design of the slab for the purposes. In the new design, the sides of the slab were properly modified, and the capabilities of anchors fixed in the modified slab were experimentally tested. In details, a number of concrete specimens with different sizes and compressive strengths were prepared, and the effect of anchors with different diameters and embedment depths applied in the concrete specimens were tested. The test results of the maximum capacities of the anchors were compared with the number of current design codes and the stress distribution was identified. This study found that the embedment depth specified in the current design code (ACI318-08) should be revised to be more than 1.5 times the edge distance. However, with the steel sheet reinforcement, the experiment acquired higher tensile strength than the design code proposed. In addition, for two types of specimens in the tensile strength experiment, the current design code (ACI 318-08) is overestimated for the anchor depth of 75 mm. This study demonstrated that the ideal breakout failure was attainable for the side slot details of a slab with more than 180 mm of a slab thickness and less than 75 mm of an anchor embedment depth. It is expected that these details of the modified slab can be specified in the upgraded construction design codes.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권2호
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• pp.251-267
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• 2009

Reinforced concrete (RC) structures consist of two different materials: concrete and steel bar. The stress transfer behaviour between the two materials through bond plays an important role in the load-carrying capacity of RC structures, especially when they subject to lateral load such as blast and seismic load. Therefore, bond and slip between concrete and reinforcement bar will affect the response of RC structures under such loads. However, in most numerical analyses of blast-induced structural responses, the perfect bond between concrete and steel bar is often assumed. The main reason is that it is very difficult to model bond slip in the commercial finite element software, especially in hydrodynamic codes. In the present study, a one-dimensional slide line contact model in LS-DYNA for modeling sliding of rebar along a string of concrete nodes is creatively used to model the bond slip between concrete and steel bars in RC structures. In order to model the bond slip accurately, a new approach to define the parameters of the one-dimensional slide line model from common pullout test data is proposed. Reliability and accuracy of the proposed approach and the one-dimensional slide line in modelling the bond slip between concrete and steel bar are demonstrated through comparison of numerical results and experimental data. A case study is then carried out to investigate the bond slip effect on numerical analysis of blast-induced responses of a RC column. Parametric studies are also conducted to investigate the effect of bond shear modulus, maximum elastic slip strain, and damage curve exponential coefficient on blast-induced response of RC columns. Finally, recommendations are given for modelling the bond slip in numerical analysis of blast-induced responses of RC columns.

• Computers and Concrete
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• 제22권2호
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• pp.249-259
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• 2018

This paper presents Artificial Neural Network (ANN) models for evaluating bond strength of deformed, plain and cold formed bars in low strength concrete. The ANN models were implemented using the experimental database developed by conducting experiments in three different universities on total of 138 pullout and 108 splitting specimens under monotonic loading. The key parameters examined in the experiments are low strength concrete, bar development length, concrete cover, rebar type (deformed, cold-formed, plain) and diameter. These deficient parameters are typically found in non-engineered reinforced concrete structures of developing countries. To develop ANN bond model for each bar type, four inputs (the low strength concrete, development length, concrete cover and bar diameter) are used for training the neurons in the network. Multi-Layer-Perceptron was trained according to a back-propagation algorithm. The ANN bond model for deformed bar consists of a single hidden layer and the 9 neurons. For Tor bar and plain bars the ANN models consist of 5 and 6 neurons and a single hidden layer, respectively. The developed ANN models are capable of predicting bond strength for both pull and splitting bond failure modes. The developed ANN models have higher coefficient of determination in training, validation and testing with good prediction and generalization capacity. The comparison of experimental bond strength values with the outcomes of ANN models showed good agreement. Moreover, the ANN model predictions by varying different parameters are also presented for all bar types.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.141-160
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• 2016

This study elucidates the uplift behaviors of the straight-sided and belled shafts. The field uplift load tests were carried out on 18 straight-sided and 15 belled shafts at the three collapsible loess sites under an arid environment on the Loess Plateau in Northwest China. Both the site conditions and the load tests were documented comprehensively. In general, the uplift load-displacement curves of the straight-sided and belled shafts approximately exhibited an initial linear, a curvilinear transition, and a final linear region, but did not provide a well defined peak or asymptotic value of the load, and therefore their uplift resistances should be interpreted from the load test results using an appropriate criterion. Nine representative uplift resistance interpretation criteria were used to define the "interpreted failure load" for each of the load tests, and all of these interpreted uplift resistances were normalized by the failure threshold, $T_{L2}$, obtained using the $L_1-L_2$ method. These load test data were compared statistically and graphically. For the straight-sided and belled shafts, the normalized uplift load-displacement curves were respectively established by the plots that related the mean interpreted uplift resistance ratio against the mean displacement at the corresponding interpreted criteria, and the comparisons of the normalized load-displacement curves were made. Specific recommendations for the designs of uplift belled and straight-sided shafts in the loess were given, in terms of both capacity and displacement.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.473-480
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• 2014

Upon setting up a dedicated plastic greenhouse for tomato cultivation developed by the Rural Development Administration on the Gyehwa reclaimed land, this study was aimed at analyzing the problems can be occurred in the installation of plastic greenhouse on reclaimed lands as well as finding out solutions for improvement. A relatively cheaper wooden pile was used in the installation in order to supplement the soft ground conditions. Based on the results of ground investigation of the installation site, both the allowable bearing capacity and pulling resistance of the wooden pile with a diameter of 150 mm and a length of 10 m were computed and came out to be 30.645 kN. It was determined that the values were enough to withstand the maximum compressive force (17.206 kN) and the pullout force (20.435 kN) that are generally applied to the greenhouse footing. There are three problems aroused in the process of greenhouse installation, and the corresponding countermeasures are as follow. First, due to the slightly bent shape of the wooden pile, there were phenomenon such as deviation, torsion, and fracture when driving the pile. This could be prevented by the use of the backhoe (0.2) rotating tongs, which are holding the pile, to drive the pile while pushing to the direction of the driving and fixing it until 5 m below ground and applying a soft vibrating pressure until the first 2 m. Second, there exists a concrete independent footing between the column of the greenhouse and the wooden pile driven to the underground water level. Since it is difficult to accurately drive the pile on this independent footing, the problem of footing baseplate used to fix the column being off the independent footing was occurred. In order to handle with this matter, the diameter of the independent footing was changed from 200 mm to 300 mm. Last, after films were covered in the condition that the reinforcing frame and bracing are not installed, there was a phenomenon of columns being pushed away by the strong wind to the maximum of $11m{\cdot}s^{-1}$. It is encouraged to avoid constructions in winter, and the film covering jobs always to be done after the frame construction is completely over. The height of the independent footing was measured for 9 months after the completion of the greenhouse installation, and it was found to be within the margin of error meaning that there was no subsidence. The extent to the framework distortion and the value of inclinometers as well showed not much alteration. In other words, the wooden pile was designed to have a sufficient bearing capacity.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.291-302
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• 2009

현행 기준식에 따르면 초고강도콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 초고강도콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 압축이음의 거동 특성을 분석하고 영향인자를 도출하였으며, 설계강도 40, 60 MPa 콘크리트에 대한 압축이음 실험을 수행하였다. 압축이음강도는 부착과 지압으로 구성되고, 부착과 지압의 복합 거동에 의해 발현되므로, 압축이음 거동특성 및 강도평가를 위해서는 부착과 지압이 함께 존재하는 상태에서의 연구가 수행되어야한다. 인장이음과 달리 압축이음은 이음길이가 짧고 지압의 존재로 인해 콘크리트 강도의 영향이 크다. 실험결과 압축이음강도는 콘크리트의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 부착과 지압 모두 주변 콘크리트의 응력상태에 따라 결정되는데, 콘크리트의 축방향 응력이 높기 때문에 철근 순간격 증가에 따른 이음강도 증가는 거의 없다. 지압강도는 이음길이와 철근 순간격에 무관하며, 콘크리트 강도의 제곱근의 함수로 표현할 수 있다. 파괴양상이 측면파열파괴와 유사하므로 지압강도는 앵커의 측면파열파괴 강도식을 활용하여 평가가 가능하다. 부착에 의해 발현되는 강도는 인장이음의 경우와 유사하므로, 인장이음강도에 비해 향상된 압축이음강도는 단부 지압효과로 설명될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.69-75
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• 2014

기존에 사용되던 사각형 낙석방지망은 낙석에 의한 충격 완화를 위한 장치가 없어 적층 현상 등을 해결할 수 없으며 과도한 충격으로 철망이 파괴되는 문제 등이 지적되고 있었다. 여러 문제점이 복합적으로 발생하면서 매년 낙석 방지망 자체의 파괴에 의해 많은 피해가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 표준형 낙석방지망의 낙석방호 실패 원인을 고찰하고 설계 시 예상 낙석에너지를 파악하여 적정한 흡수에너지를 가진 육각 낙석방지망을 개발하였다. 또한 실내실험과 실대형실험을 통해 기존 낙석 방지망과의 성능차를 파악하여 육각 낙석방지망의 적용 가능성을 파악하고자 하였다. 실내실험과 실대형실험결과 낙석과 같은 하중 재하 시 육각 낙석방지망에 작용하는 응력은 스프링형 지지 장치에 의해 응력이 완화되어 충격에 의한 소성파괴에 대한 저항성이 우수한 반면 사각 낙석방지망의 경우 작용하는 응력이 직접적으로 낙석방지망에 작용함으로써 하중에 대한 저항력이 육각 낙석방지망보다 효율이 적은 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.41-49
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• 2013

회전관입형 말뚝은 말뚝설치 시 주변 흙의 변위가 발생하는 변위 말뚝으로 큰 지지력 및 인발력을 발휘할 수 있다. 또한 비배토 공법으로 슬라임이 발생하지 않고 시공 중 소음, 진동이 작아 환경친화적인 특성이 있어 외국의 경우 적용사례가 증가하고 있다. 하지만 대부분의 말뚝을 직접적으로 항타하는 항타말뚝, 선굴착 후 기 제작된 말뚝을 지중에 매입하는 매입말뚝이 주로 적용되고 있으며 회전관입형 말뚝의 사용은 제한적으로 이루어지고 있다. 지금까지 실시된 대부분의 실내시험에서는 말뚝을 설치한 후 지반을 조성하여 지지거동을 평가함에 따라 회전관입형 말뚝의 회전관입과정으로 인한 지지거동의 규명은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 풍화토를 대상으로 회전관입과정을 모사한 실내실험을 실시하여 풍화토에 대한 지지력 거동을 평가하고자 하였으며, 더불어 나선형 판의 직경, 나선형 판의 간격, 나선형판의 개수, 나선형 판의 제원 등을 변화시켜가며 지지 거동을 평가하였다. 연구결과를 통하여 나선형 강관말뚝의 지지력 평가 결과 및 주요 제원에 따른 지지력 변화와 기존이론과의 비교분석 결과를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2006

이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.