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Numerical modeling of an orthotropic RC slab band system using the Barcelona model

  • Kossakowski, Pawel G.;Uzarska, Izabela
    • Advances in Computational Design
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    • 제4권3호
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    • pp.211-221
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    • 2019
  • Numerical modeling of reinforced concrete structures is a difficult engineering problem, primarily because of the material inhomogeneity. The behaviour of a concrete element with reinforcement can be analyzed using, for example, the Barcelona model, which according to the literature, is one of the most suitable models for this purpose. This article compares the experimental data obtained for an orthotropic concrete slab band system with those predicted numerically using Concrete Damage Plasticity model. Abaqus package was used to perform the calculations.

교량 확폭시 RC 상판 접합부의 부착강도에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Adhesive Strength of Construction Joints of RC Slabs at Widened Bridges)

  • 전준창;조병완;조효남
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1993년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.176-181
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    • 1993
  • Recent increasing traffic volumes have made many bridges on highway be widened. Depending on the construction method of bridge widening, several undesirable problems have been arisen with the additional stresses resulting from de-staging of new bridge and the difference of the amount of creep and shrinkage between new and existing bridge. The main focus of this paper is given to investigate the variation of the adhesive strength of steel bar and construction joints of new and old concrete slab. The result shows that repeated vibration loadings was caused some bad effects on the construction joints between new and existing bridges.

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Failure Modeling of Bridge Components Subjected to Blast Loading Part I: Strain Rate-Dependent Damage Model for Concrete

  • Wei, Jun;Quintero, Russ;Galati, Nestore;Nanni, Antonio
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제1권1호
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    • pp.19-28
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    • 2007
  • A dynamic constitutive damage model for reinforced concrete (RC) structures and formulations of blast loading for contact or near-contact charges are considered and adapted from literatures. The model and the formulations are applied to the input parameters needed in commercial finite element method (FEM) codes which is validated by the laboratory blast tests of RC slabs from literature. The results indicate that the dynamic constitutive damage model based on the damage mechanics and the blast loading formulations work well. The framework on the dynamic constitutive damage model and the blast loading equations can therefore be used for the simulation of failure of bridge components in engineering applications.

100, 120 MPa급 고강도 콘크리트 적용 바닥판 적정두께 결정을 위한 실험적 연구 (Experimental Study on the Determination of Optimum Thickness of RC Deck Slabs by 100, 120 MPa High-Strength Concrete)

  • 배재현;황훈희;박성용
    • 한국안전학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.38-45
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    • 2018
  • Bridges are structures where safety must be ensured. Generally, the destruction mechanism of bridge deck shows punching shear. Lately, the high-strength concrete is often used to increase the lifespan of bridges. The benefits of using the high-strength concrete are that it increases the durability and strength. On the contrary, it reduces the cross-section of the bridges. This study suggested the optimal thickness of bridge deck with application of high-strength concrete and the study evaluated its structural performance experimentally. The evaluation result shows that 180 mm and 190 mm of thickness are optimal for 100 MPa and 120 MPa high-strength concrete bridge deck respectively.

기존RC교량 바닥판의 유지관리를 위한 전문가 시스템 개발 (Development of the Expert System for Management on Existing RC Bridge Decks)

  • 손용우;강형구;이중빈
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.227-236
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    • 2002
  • The purpose of this study makes a retrofit and rehabilitation practice trough the analysis and the improvement for the underlying problem of current retrofit and rehabilitation methods. Therefore, the deterioration process, the damage cause, the condition classification, the fatigue mechanism and the applied quantity of strengthening methods for RC deck slabs were analyzed. Artificial neural networks are efficient computing techniques that are widely used to solve complex problems in many fields. In this study, a back-propagation neural network model for estimating a management on existing reinforced concrete bridge decks from damage cause, damage type, and integrity assessment at the initial stage is need. The training and testing of the network were based on a database of 36. Four different network models were used to study the ability of the neural network to predict the desirable output of increasing degree of accuracy. The neural networks is trained by modifying the weights of the neurons in response to the errors between the actual output values and the target output value. Training was done iteratively until the average sum squared errors over all the training patterns were minimized. This generally occurred after about 5,000 cycles of training.

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RC 부재 휨 실험에 의한 GFRP 보강근의 이음길이 제안 (Splice Length of GFRP Rebars Based on Flexural Tests of Unconfined RC Members)

  • 최동욱;천성철;하상수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.65-74
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    • 2009
  • 이형철근의 부식이 우려되는 경우, GFRP 보강근의 사용이 사용될 수 있다. 이 연구에서는 GFRP 보강근으로 보강된 총 36개 보 및 일방향 슬래브의 휨 실험을 수행하였다. 4종의 GFRP 보강근을 실험에 사용하였고, 보강근 직경은 13 mm이었다. 대부분의 실험체의 보강근은 중앙부에서 겹침이음되었다. 모든 보 및 슬래브는 4점재하 되었으므로, 이음부는 균일한 모멘트를 받도록 계획하였다. 실험변수는 이음길이, 피복두께 및 보강근 간격이었다. 보수적으로 부착강도를 평가하기 위하여 이음부에는 스터럽을 사용하지 않았다. 실험결과 보강근과 콘크리트 간 발생한 부착응력을 비선형 단면해석을 통하여 결정하였다. 2변수 선형 회귀분석을 사용하여 평균부착강도의 예측식을 유도하였다. 5% 분위수 개념을 사용하여 이음길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 결과로 이론적인 이음길이 설계식이 제안되었으며 결과를 ACI 440 정착설계식과 비교하였다.

T형 데크 플레이트 중공형 슬래브의 구조성능 및 사용성능 (Structural Performance and Usability of Void Slab Established in T-deck Plate)

  • 홍은애;정란;백인관;윤성호;조승호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.677-684
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    • 2012
  • 최근 들어 건축물의 LCC 분석 결과에 따른 건축물에 대한 수명연장기술 즉, 건축물의 장수명화가 화두로 떠오르고 있다. 건축물의 장수명화를 실현하기 위해서는 요구되어지는 공간의 다변화에 따른 대응이 필요하게 된다. 건축물의 장수명화를 위해서는 라멘구조가 필수요소이며 이와 더불어서 장스팬 구조 또한 필수적 요소가 되는 것이다. 또한 건축물의 고층화, 대형화, 모듈화 되어감에 따라 장스팬 구조의 필요성이 점차 확대되고 있으며, 실현을 위해서는 구성하고 있는 부재의 경량화가 기본 조건이 된다. 이에 콘크리트 슬래브의 성능을 그대로 유지한 채 부재의 단면2차모멘트를 극대화 시켜 휨 저항에 유리한 I형 구조로 형성된 중공 슬래브로 개발한 T형 데크 플레이트와 경량성형재 조립체를 사용한 중공슬래브의 휨 및 진동성능을 파악하기 위하여 실험을 수행하고 그 결과 분석을 통하여 일반적인 철근콘크리트 슬래브의 현행기준의 공칭강도에 대한 규정을 사용하여 경량성형재를 사용한 중공슬래브의 휨 강도 설계를 수행할 수 있을 것으로 판단되었다.

I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판의 유효 휨강성 분석 (Analysis of Effective Flexural Rigidity of Corrugated Steel-Concrete Composite Deck with I-beam Welded)

  • 손창두;홍성남;박준명;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권3호통권55호
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    • pp.145-154
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    • 2009
  • 강합성 절곡 바닥판 중에서 I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판은 절곡바닥판내에 I형강을 매입시켜 기존의 현장타설 RC바닥판보다 경량화되고 시공성을 향상시킨 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법을 Ι형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판에 적용하여 그에 대한 적용성을 평가하고 철근콘크리트 바닥판과 비교를 하였다. 또한 실험변수로써 스터드의 유무, 지간의 변화, 단면의 형태, 부재연결방법에 걸쳐 4가지 변수를 두고 총 15개의 실험체를 제작하여 실제의 휨강성과 ACI에서 제안된 식에 의해 계산된 유효휨강성을 비교, 분석하였다.

선형 스프링모델을 이용한 전단벽식 부분구조의 비선형 정적해석 (Nonlinear Static Analysis of Shear Wall Sub-assemblages Based on the Uniaxial Spring Model)

  • 김경민;오상훈;이상호;이한선
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.15-24
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    • 2012
  • 본 논문은 전단벽과 슬래브, 인방보의 연결부재로 구성되는 독특한 구조형식으로 이루어진 국내 철근콘크리트(RC)조 공동주택의 지진거동을 정확하게 평가하기 위한 방법을 제시하기 위한 기초연구이다. 이를 위하여 인방보의 유무에 따른 RC조 전단벽식 부분구조 실험체 2개에 대하여 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고 기존의 실험결과와 비교 분석하여 그 신뢰성을 검증 하였다. 인방보가 없는 실험체의 경우, 해석결과가 실험결과에 의한 비선형 거동을 정확히 모사하고 있는 것으로 나타났다. 반면, 인방보가 있는 실험체의 경우, 해석결과의 경우, 정방향 가력시 실험결과 보다 작은 실험체의 변형으로 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서, 해석결과가 실험결과보다 재하시의 동일 변형에서의 내력과 잔류변형 등을 작게 평가하는 것으로 나타났다.

RC 구조물 보강을 위한 고성능 폴리우레아의 개발 및 적용성 평가 (Development and Applicability Evaluation of High Performance Poly-urea for RC Construction Reinforcement)

  • 김성배;김장호;최홍식;허권
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권2A호
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    • pp.169-176
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    • 2010
  • 일반적으로 폴리우레아는 부착성능, 신장률, 투수 저항성이 매우 높아서 구조물의 방수 코팅재료로 많이 사용되고 있다. 또한, 스프레이건을 이용하여 쉽고 빠르게 작업이 가능하며, 약 30초 이내에 경화가 되기 때문에 시공성도 매우 뛰어나 우수한 기능성 재료로 각광받고 있다. 그러나, 건설산업에서 폴리우레아는 대부분이 방수코팅재료로 사용되고 있으며, 구조물의 성능을 향상시키는 보강재로 사용하기 위한 연구는 전무하다. 따라서, 본 연구는 폴리우레아를 일반 구조물의 보강재로 사용하기 위한 기초적인 연구로 폴리우레아의 구성성분의 변화에 따른 영향을 파악하고자 한다. 또한, 개발된 폴리우레아의 구조 보강성능을 확인하기 위하여, RC 보와 슬래브를 제작하여 휨 성능 실험을 수행하였다. 실험 결과, 폴리우레아는 콘크리트 시험체와 일체거동을 보이며, 연성과 강성이 상승하는 것으로 나타났다. 그러나, 섬유시트와 폴리우레아로 2중 보강한 시편은 오히려 섬유시트만으로 보강한 시편보다 낮은 성능을 보이는 것으로 나타났다.