• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권2호
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• pp.227-245
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• 2013

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.

• Computers and Concrete
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• 제18권3호
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• pp.297-317
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• 2016

Current codes recommend large amounts of shear reinforcement for reinforced concrete beam-column joints that causes significant bar congestion. Increase in congestion of shear reinforcement in joint core (connection zone), leads to increase accomplishment problems. The congestion may also lead to diameter limitations on the beam bars relative to the joint dimensions. Using double headed studs instead of conventional closed hoops in reinforced concrete beam-column joints reduces congestion and ensures easier assembly of the reinforcing cage. The purpose of this research is evaluating the efficiency of the proposed reinforcement. In this way, 10 groups of exterior beam-column joints are modeled. Each group includes 7 specimens by different reinforcing details in their joint core. All specimens are modeled by using of ABAQUS and analyzed subjected to cyclic loading. After verification of analytical modeling with an experimental specimen, 3D nonlinear specimens are modeled and analyzed. Then, the effect of amount and arrangement of headed studs on ductility, performance, ultimate strength and energy absorption has been studied. Based on the results, all joints reinforced with double headed studs represent better performance compared with the joints without shear transverse reinforcement in joints core. The behavior of the former is close to joints reinforced with closed hoops and cross ties according to the seismic design codes. By adjusting the arrangement of double-headed studs, the decrease in ductility, performance, ultimate moment resistant and energy absorption reduce to 2.61%, 0.90%, 0.90% and 1.66% respectively compared with the joints reinforced by closed hoops on the average. Since the use of headed studs reduces accomplishment problems, these amounts are negligible. Therefore, use of double-headed studs has proved to be a viable option for reinforcing exterior beam-column joints.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.203-204
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• 2012

One of the advantages using High-Strength steel reinforcement in construction is the economic effect due to the decreasing of its quantity. Also, another good effect is the increases of workability by reason of reducing the congestion. This study explain plan of experiment after analysing of ACI 318, 349, 359 to develop 550MPa re-bar design criteria applicable to flexural members of nuclear power plants.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.611-620
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• 2016

철근항복강도가 420 MPa만 사용되는 원자력발전소는 대구경 철근이 과밀 배근되어 정밀시공이 어렵고 콘크리트구조물의 품질저하가 우려된다. 과밀배근 해소를 위해 항복강도 550 MPa 철근의 사용이 필요하다. 이 연구에서는 550 MPa 고강도철근의 실용화를 위해 요구되는 여러 검토 항목 중, 철근과 콘크리트 일체 거동을 위해 필요한 43 mm 갈고리철근의 정착거동을 실험적으로 평가하였다. 실험체 모두 목표했던 측면파열파괴가 발생하여, 최대하중에서 측면 피복두께가 급격히 탈락하였다. 가력 초기에는 대부분의 하중을 직선구간의 부착에 의해 지지하였으나, 최대 하중의 1/3 지점부터 부착에 의한 기여도가 저감되기 시작하여 최대 하중에서는 대부분 갈고리 지압에 의해 하중을 지지하였다. 횡보강철근이 있는 실험체에서 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값] 비율의 평균이 1.45였다. 35 mm 초과 철근에 적용이 금지된 횡보강철근에 대한 보정계수 0.8을 적용하여도 안전한 갈고리 정착이 가능하다. 고강도콘크리트를 사용한 경우에는 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값]의 비율이 1.0로 다른 경우에 비해 안전율이 부족하였다. 콘크리트강도의 제곱근에 비례하는 콘크리트구조기준은 고강도 콘크리트에서 안전측이 아니므로 콘크리트 압축강도에 대한 영향을 저감시킬 필요가 있다. 실험결과를 회귀분석하여, 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근의 영향을 고려한 갈고리철근 정착강도 평가식을 개발하였다. 13개 실험데이터와 비교한 결과, [실험값]/[예측값] 비 평균이 1.0, 변동계수가 10%로 매우 정확히 강도를 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.717-726
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• 2007

일반 강도의 철근을 고강도콘크리트 구조물에 사용하는 경우, 고강도콘크리트의 취성을 보완하고 그 성능을 십분 활용하기 위해서는 많은 양의 철근이 요구된다. 이는 곧 철근의 과밀 배근이나 자중의 증가와 같은 구조, 시공상의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 고강도콘크리트 부재에 적합한 새로운 보강 재료 혹은 공법이 필요한 것이다. 이에 본 연구에서는 100 MPa의 고강도콘크리트를 사용하여 4개의 실물크기 보 시험체를 제작하고, 전단보강재를 달리하여 전단 거동에 대한 효과를 관찰하기 위해 실험을 수행하였다. 4개의 시험체는 각각 일반 철근, 고장력 철근, 헤디드 바, CFRP 바를 전단 스터럽으로 사용하였으며, 이 중 2개의 시험체에는 강섬유를 콘크리트에 혼입하여 그 효과를 관찰하였다. 고장력 철근의 사용은 전단철근에 의한 전단력과 부착력의 증가로 인해 전반적인 전단 성능의 향상을 가져왔다. 헤디드 바로 전단 보강된 부재의 경우에도 헤디드 바의 상당히 높은 정착강도로 인해서 우수한 전단 거동을 보였다. 하지만 본 실험에서 사용된 CFRP 바의 경우, 부착력이 매우 떨어져 전단보강재로서 적합하지 못한 것으로 나타났다. 강섬유 보강 콘크리트를 통해 부재의 연성 및 균열 제어 능력이 향상되었다.