• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.347-356
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• 2017

ANSYS is a software well accepted by professionals and academics, since it provides a variety of finite elements, material constitutive models, and linear and nonlinear analysis of structures in general. For the concrete material, for instance, the software uses an elastoplastic model with the Willam-Warnke surface of rupture (1975). However, this model is only available for finite elements that do not offer the possibility of use of the element-embedded model for rebars, demanding a much larger amount of elements to discretize structures, making numerical solutions less efficient. This study is, therefore, about the development of a computational model using the Finite Element Method via ANSYS platform for nonlinear analysis of reinforced and prestressed concrete beams under plane stress states. The most significant advantage of this implementation is the possibility of using the element-embedded rebar model in ANSYS with its 2D eight-node quadratic element PLANE183 for discretization of the concrete together with element REINF263 for discretization of rebars, stirrups, and cables, making the solutions faster and more efficient. For representation of the constitutive equations of the steel and the concrete, a proposed model was implemented with the help of the UPF customization tool (User Programmable Features) of ANSYS, where new subroutines written in FORTRAN were attached to the main program. The numerical results are compared with experimental values available in the technical literature to validate the proposed model, with satisfactory results being found.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.9-12
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• 2004

Presented is a preliminary design concept of the carbon-glass hybrid composite rebars for the application in the construction field. A glass fiber rod with indentation is used for the core of the rebar. Carbon fibers are placed over the glass core by pultrusion. To increase the mechanical locking force and bonding surface, carbon filament windings are added in the hoop direction over the carbon face. Finite element analysis and test were conducted to evaluate the effective stiffness and strength of the rods. The results show that the effective axial stiffness of the rebar with indentation are about $50\%$ of the straight rebar.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.357-367
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• 2008

본 연구에서는 FRP 보강근으로 보강된 콘크리트보의 설계변수들에 대한 영향을 고찰하기 위하여 유한요소 해석을 수행하여 휨거동 특성을 해석적으로 분석하였다. 유한요소해석은 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 해석 모델을 구성하였으며, 기 실험된 실험 결과와 거동과 응력등에 대하여 비교 분석함으로서 모델의 적절성을 검증하였다. 검증된 모델을 기준으로 설계변수인 보강비, FRP 보강근의 탄성계수 및 콘크리트 압축강도 등의 변화에 따른 부재의 휨-변위 관계와 휨강성의 영향을 ACI 440에 제시된 이론적인 강성과 비교하였다. 고찰 결과, FRP 보강 콘크리트 보의 거동은 보강비의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 FRP 보강근의 보강비의 영향이 크게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.9-16
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• 2009

철근 콘크리트 부재에서 부착강도는 콘크리트와 보강근 사이에 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 인발실험을 통해 AFRP 보강근의 부착강도에 대하여 실험하고, AFRP 보강근과 이형철근의 부착특성을 비교하여 나타내었다. 묻힘 길이와 보강근의 직경이 실험의 변수로 사용되었으며, 실험을 통해서 AFRP 보강근의 부착응력-미끌림 관계 및 파괴양상을 평가하였다. AFRP 보강근의 부착응력-미끌림 관계는 이형철근과 비슷한 양상을 보였으며, 보강근의 직경이 증가할수록 인발하중은 증가하나 부착응력은 비슷한 결과를 보였다. AFRP 보강근의 부착강도는 이형철근의 약 54%에 달하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2797-2803
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• 2012

본 논문은 모르타르에 근입되어 인발하중을 받는 정착판 GFRP 근의 인발거동을 기술하고 있다. 정착판 GFRP 근의 모르타르 시험체를 5개 제작하여 인발시험을 수행하였다. 시험 결과를 검증하기 위해 ANSYS 상용프로그램을 이용한 유한요소해석을 수행하였으며 시험결과와 비교되었다. 시험결과 모르타르에 매입된 정착판 GFRP 근의 파열 파괴강도식은 45도 콘(Cone)파괴 이론 보다는 CCD(Concrete Capacity Design)파괴이론을 적용하는 것이 타당한 것으로 나타났다.

• 동력기계공학회지
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• 제9권3호
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• pp.71-78
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• 2005

A high-pressure hose includes rebar layers of the synthetic fiber such as nylon or a steel wire to control internal pressure. The hose assembly is manufactured through the swaging process to clamp the hose into the metal fittings. Usually, the hose behavior is affected by the resultant of the longitudinal and circumferential forces produced by the internal pressure. The rebar layers can appear the most ideal rebar effect when they are arranged to the same direction as the resultant force. The braid angle applied in the rebar layers is an important factor in determining ultimate burst pressure and overall hose life. Failure can occur on the contacted parts of a hose with the metal fittings under severe operating conditions such as high pressure and temperature of the inner fluid. In this paper, the mechanical behavior between the hose and the metal fittings during the swaging process and the stress variation characteristics of a high-pressure hose under a constant applied pressure are analyzed with respect to the braid angle of steel wire using the finite element method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.191-198
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• 2005

철근의 부식율에 따른 철근 콘크리트 보의 구조적 성능 저하를 정량적으로 고찰하기 위하여 실험 및 해석을 수행하였다. 이를 위하여 먼저 부식철근의 인장실험과 부착성능 실험을 통하여 철근의 부식율에 따른 항복강도와 탄성계수 및 부착성능을 정량적으로 산정할 수 있는 구성방정식을 구성하고, 인장주근이 부식된 RC보 실험결과와 산출된 부식모델을 반영한 비선형 해석 결과와 비교하였다. 결론적으로 본 연구에서 제시된 철근부식 모델을 이용한 비선형 해석을 통하여 인장주근이 부식된 철근 콘크리트 보의 휨 거동을 합리적으로 예측할 수 있음을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권3호
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• pp.375-388
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• 2017

This paper presents a combined experimental, numerical, and analytical study on elliptical concrete-filled steel tubular (E-CFT) and rebar-stiffened elliptical concrete-filled steel tubular (RE-CFT) subjected to axial loading. ABAQUS was used to establish 3D finite element (FE) models for the composite columns and the FE results agreed well with the experimental results. It was found that the ultimate load-bearing capacity of RE-CFT stub columns was 20% higher than that of the E-CFT stub columns. Such improvement was attributed to the reinforcement effects from the internal rebar-stiffeners, which effectively enhanced the confinement effect on the core concrete, thereby significantly improved both the ultimate bearing capacity and the ductility of the E-CFT columns. Based on the results, equations were also established in this paper to predict the bearing capacities of E-CFT and RE-CFT stub columns under axial loading. The predicted results agreed well with both experimental and numerical results, and had much higher accuracy than other available methods.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.805-810
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• 2000

The purpose of this study is to predict long-term structural safety on the Yonggwang Unit 3 prestressed concrete containment building. The aging-related degradations of its main structural materials are investigated and the effects of the property variation of time-dependent materials on the structural behavior of containment building are also assessed through the analysis on the ultimate pressure capacity. The nonlinear finite element analyses for both the design criteria condition a the present aging condition are conducted to assess the present structural capacity of the containment building As a result, it is verified that the structural capacity of the Yonggwang Unit 3 containment building under the present aging condition is judged to be still rugged. n addition, the sensitivity of the ultimate pressrue capacity of containment building according to th degradation levels of the structural materials are assessed. Finally, it is showed that the sensitivity levels are in the order of the tendon, rebar and concrete in case of individual material degradations, and the tendon-rebar, tendon-concrete and rebar-concrete in case of coupled material degradations.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.685-692
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• 2020

본 연구에서는 철근 겹침이음 위치가 부적정하게 시공된 사례를 바탕으로 콘크리트 구조기준에서 제시한 설치기준에 대하여 분석 및 고찰을 하였으며, 현행 구조기준에서 제시한 겹침이음에 대한 기준이 적정함을 해석적으로 입증하였다. 실제 종방향 균열이 발생된 지하 박스구조물 단면에 대한 철근 겹침이음부의 철근강도감소비 및 설계유효 모멘트를 산출하여 철근 겹침이음부의 균열 발생원인에 대하여 해석적으로 입증하였다. 연구결과, 최대 인장응력이 발생되는 지하 박스구조물 중앙부에 철근 겹침이음이 설치될 경우 철근 겹침이음부의 철근강도감소비는 82.8% 수준인 것으로 분석되었다. 따라서, 콘크리트 구조기준에서 정하고 있는 바와 같이 철근 겹침이음부의 위치는 최대 인장응력이 발생하는 지점을 피해야 하며, 부득이하게 겹침이음이 부적정한 위치에 설치되는 경우 본 연구에서 검토한 바와 같이 충분한 겹침이음길이를 확보하여야 하며, 구조물 단면력에 대하여 검토하여 충분한 안전율을 확보하는 것이 중장기적인 균열 제어 방법으로 적정할 것으로 검토되었다.