PSCB 거더교는 상하부 플랜지와 복부가 일체화된 폐합된 단면으로 일반적으로 거더와 바닥판이 분리된 교량과 구조적 특성이 상이하여 PSCB 거더교의 특성을 반영한 유지관리 방안이 필요하다. 고속도로 PSCB 거더교의 정밀안전진단 보고서를 수집하여 손상 유형을 분석한 결과, 공용 중 발생되는 열화·손상은 대부분 상부플랜지에 집중되어 있다. 특히 상부플랜지 하면의 교축방향 균열은 분석대상 PSCB 거더교의 약 70 %에서 발생되었고, 이는 외부하중에 의한 구조적 균열 보다 수화열, 건조수축 등 간접하중에 의한 균열로 판단된다. 공용중인 PSCB 거더교의 내구성 향상 및 유지관리 비용 절감 등을 위해서는 설계단계부터 구속 건조수축 균열의 제어가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 PSCB 거더교 상부플랜지 하면 균열의 주요 원인인 구속 상태에서의 건조수축으로 인하여 발생되는 균열에 대하여 Gilbert Model을 이용하여 직접 계산하고, 철근량, 철근직경 및 간격 등 영향인자를 분석하였다. 분석결과, 간접하중으로 인하여 발생되는 균열폭은 H16 철근 기준 철근비 0.01 이하, 철근비 0.01 기준 H19보다 직경이 큰 철근의 경우 허용 균열폭 0.2 mm를 초과하는 것으로 나타났으며, 최종적으로 균열폭 검토 결과를 바탕으로 PSCB 거더교 상부플랜지의 균열폭 제어 방안을 제안하였다.
In this study, the problem of strengthening of reinforced concrete (RC) columns by a central steel section with minimum amount is taken up. For this purpose, RC columns with central reinforcing elements such as a steel bar, a steel H section and a steel pipe were taken up. To certify the effect of this way of reinforcing, experimental study using specimens of RC columns of shear span ratio of 2.5 was carried out. The variables which are considered to affect the behavior of RC columns subjected to axial load and cyclic shear load are the magnitude of axial load, tie ratio and main bar ratio. As the results of this study, the effect of a central reinforcing element for making higher the earthquake resistant properties of RC columns were observed.
Bond between reinforcing bar and surrounding concrete is supposed to transfer load safely in the process of design of reinforced concrete structures. Bond failure of reinforcing bar generally take place by splitting of the concrete cover as bond force between concrete and reinforcing bars exceeds the confinement of the concrete cover and reinforcement. However, the confinement force has a limitation. Thus, the only variable is the bearing angle corresponding to the change of bond force. Higher rib height bars possessing higher shearing resistance can maintain higher bearing angle and higher splitting resistance when bars are highly confined, and consequently higher bond strength, than lower rib higher bars. In this study, from the evaluate bond strength of high Relative Rib Area Bars Using beam-end test specimens are compared with the current provisions for development of reinforcement, and the improved design method of bond strength is proposed.
Karkarna, Yakubu M.;Bahadori-Jahromi, Ali;Jahromi, Hamid Zolghadr;Bonner, Emily;Goodchild, Charles
Advances in concrete construction
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제10권4호
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pp.279-287
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2020
The practice of splicing reinforcing bars in reinforced concrete structures to manage insufficient bar length is a common approach, which is mainly due to transportation limitations on bar length. The splicing of reinforcing bars side by side offers a simple and economical solution to the problem of continuity. This paper examines the influence of different structural parameters such as concrete cover, lap splice length, shear links confinement and concrete strength on the lap splices based on an extensive experimental database of laps and anchorage. The current study shows that increasing the lap splices beyond 50Ø has no additional benefit for increasing its strength. The results also show that relative to the measured stress, specimens with larger concrete side covers shows higher splice stress compared to the samples with smaller concrete covers.
Bond between reinforcing bar and surrounding concrete is supposed to transfer load safely in the process of design of reinforced concrete structures. Bond failure of reinforcing bar generally take place by splitting of the concrete cover as bond force between concrete and reinforcing bars exceeds the confinement of the concrete cover and reinforcement. In this study, to evaluate bond strength of high relative rib area bars, beam-end bond and splice beam specimens are tested and the results are discussed. Higher rib height bars when bars are confined showed higher bond strength than lower rib height bars.
In a reinforced concrete structure, coupler construction is easier to install than jointing or welding reinforcing bars, so it is possible to work by one person. When constructing a reinforcing bar coupler, the coupler construction method must be different for each member that receives a large tensile force or a member that receives a small tensile strength. Various coupler products are used in the global construction market, and the quality, performance, and cost of reinforcing bar joints vary from product to product. This study compares and analyzes the quality and cost of representative rebar couplers according to the requirements using the quality house of QFD-HOQ. The case study presents a quality and cost improvements strategy through QFD-HOQ analysis of rebar couplers.
The term "constructability" in regard to cast-in-place concrete construction refers mainly to the ease of reinforcing steel placement. Bar congestion complicates steel placement, hinders concrete placement and as a result leads to improper consolidation of concrete around bars affecting the integrity of the structure. In this paper, a multi-objective approach, based on the non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) is developed for optimal design of reinforced concrete cantilever retaining walls, considering minimization of the economic cost and reinforcing bar congestion as the objective functions. The structural model to be optimized involves 35 design variables, which define the geometry, the type of concrete grades, and the reinforcement used. The seismic response of the retaining walls is investigated using the well-known Mononobe-Okabe analysis method to define the dynamic lateral earth pressure. The results obtained from numerical application of the proposed framework demonstrate its capabilities in solving the present multi-objective optimization problem.
The lap splice lengths of deformed steel reinforcing bars and GFRP bars with two different to surface type were experimentally compared using beam specimens. The purpose was to evaluate the length required of the GFRP bar to develop strength equivalent to the conventional steel reinforcing bar. The main test variable was the lap splice length. Two different GFRP bar surfaces were tested: (1) spiral-type GFRP bars and (2) sand coated GFRP bars. For the conventional steel bars (SD400 grade), strength over 400 MPa in tension was reached using the lap splice length of $30d_b$. Splice failure was observed in the specimen with the lap splice length of $20d_b$. For the spiral-type and sand coated GFRP bars, the tensile strength developed in the GFRP bars decreased with decreasing splice lengths. Development of the cracks on beam surfaces was clearly visible for the beams reinforced with the GFRP bars. Mid-span deflections, however, were significantly smaller than the comparable beams with conventional steel bars indicating potential ductility problem.
고성능 belite 시멘트 콘크리트에 대한 부착특성에 대하여 코\ulcorner리트의 강도, 슬럼프, 배근위치, 피복두께 등의영향요인을 보단부시험체와 이음길이 보시험체를 통해 연구하였다. 동일한 압축강도의 1종 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비해 부착강도는 약 10%증가하였고 압축강도 600kg/$\textrm{cm}^2$의고강도 belite 콘크리트에서 부착강도가 대체로 {{{{ SQRT { f'c} }} }}에 비례하였다. 유동성에 있어서 높은 슬럼프에 비해 ACI 318-95 규준에서 제시하는 상부근 계수 1.3이하의범위에 있었으며 이것은 고유동 belite 콘크리트가 블리이딩이나 골재분리가 적은 것으로 보여졌다. 또한 고강도 belite시멘트 콘크리트를 사용한 이음길이 보시험체에서 부착강도는 기존 예측식의 값보다다소 높게 나타났으며, 실리커흄, 플라이애쉬를 사용한 고강도 콘크리트 부착강도의 기존연구결과인 낮은 값과 차이를 보였다. 이상의 결과로 고유동, 고강도 belite 시멘트 콘크리트는 철근과의 부착성능이 다른 재료에 비해 양호한 것으로 나타났다.
콘크리트의 구성모델은 많은 연구를 통해 부재의 비선형 거동을 합리적으로 예측할 수 있도록 여러 모델이 개발되어 왔고 철근의 구성모델은 철근과 콘크리트의 부착 효과에 따른 인장 강화 현상을 반영한 모델이 연구되고 있지만 완전탄소성이나 이선형 변형도 경화 모델이 일반적으로 사용되고 있다. 코어 벽체로 활용하기 위해 개발하고 있는 복합 PC 패널의 반복가력 실험을 통해 길이 방향 철근의 좌굴에 의해 비선형 거동이 발생하였음을 확인하였다. 이 연구에서는 이와 같은 비선형 거동을 해석적으로 모사하기 위해 철근의 매입과 좌굴의 영향을 고려할 수 있는 구성모델들을 조사하였고 이 구성모델들을 재구성하여 새로운 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 타당성을 검증하기 위해 해석결과를 콘크리트 벽체와 복합 PC 패널 실험결과와 비교하였다. 철근의 매입 효과만 고려된 모델을 사용한 해석결과는 항복 이후 하중의 감소 없이 변형이 증가하는 거동을 예측하고 있지만, 제안 모델은 항복 이후 하중의 감소를 표현할 수 있어 콘크리트 패널의 거동을 예상하는 재료 모델로 활용할 수 있을 것으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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