• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권6호
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• pp.693-700
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• 2017

Concrete cover cracking due to the corrosion of steel reinforcing bars is one of the main causes of deterioration in Reinforced Concrete (RC) structures. The oxidation level of the bars causes varying levels of expansion. The rebar expansions could lead to through-thickness cracking of the concrete cover, where depending on the cracking characteristics, the service life of the structures would be affected. In this paper, the effect of geometrical and material parameters, i.e., concrete cover thickness, reinforcing bar diameter, and concrete tensile strength, on the required pressure for concrete cover cracking due to corrosion has been investigated through detailed numerical simulations. ABAQUS finite element software is employed as a modeling platform where the concrete cracking is simulated by means of eXtended Finite Element Method (XFEM). The accuracy of the numerical simulations is verified by comparing the numerical results with experimental data obtained from the literature. Using a previously proposed empirical equation and the numerical model, the time from corrosion initiation to the cover cracking is predicted and then compared to the respective experimental data. Finally, a parametric study is undertaken to determine the optimum ratio of the rebar diameter to the reinforcing bars spacing in order to avoid concrete cover delamination.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.1-8
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• 2014

In the past, Korea was classified as a region not affected by earthquakes. However, recent increase of earthquakes has forced to strengthen standards of earthquake resistant designs of structures to minimize seismic damage. In addition, it was thought that masonry infill walls in buildings are only acting as partitions, so these walls are not considered in analyzing building structures. But it was found that when seismic loads are applied to a structure with masonry infill walls, the walls affect the structure. Accordingly, this study conducted nonlinear static analyses for a structure constructed before applying earthquake resistant designs in two cases: when considering masonry walls and when not. The result showed that the seismic performance of the structure is insufficient. Thus, the structural resistance of the structure was also studied in two cases: when reinforcing with steel plate braces and when using carbon fiber braces. In the two cases reinforcing two different stiffeners, it was appeared that the behaviors of the structure were similar, though the cross-section area of a carbon fiber brace used to reinforcing the structure is only 12.6% of a steel plate brace, and its weight is only 2.8%. Thus, the reinforcing effect of the thin, light-weighted carbon fiber brace is much larger than that of the steel plate brace, when considering usability and constructability of both materials.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제19권1E호
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• pp.33-39
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• 2007

The magnitude and distribution of hydration heat of concrete structures are related to the thermal properties of each component of the concrete, the initial temperature, the type of formwork, and the ambient temperature of exposed surfaces. Even though the reinforcing steel bar has completely different thermal properties, it has been excluded in the thermal analysis of the concrete structures for uncertain reasons. In this study, finite element analysis was performed on the concrete structures reinforced with steel bars in order to investigate the effect of reinforcing steel bars on the temperature and stress distribution due to the heat of hydration. As the steel content increased, the maximum temperature and the difference in the internal-external temperature decreased by 32.5% and 10.0%, respectively. It is clearly shown that the consideration of the influence of reinforcing steel bars in the heat of hydration analysis is necessary to obtain realistic solutions for the prediction of the maximum temperature and stresses of concrete structures.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.617-627
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• 2021

본 연구에서는 공동주택의 리모델링 시 기초보강공법의 하나인 하중전이 장치를 이용한 기초보강공법에 대해 3차원 유한요소 수치해석 연구를 수행하였다. 실대형 현장실험을 통해 수치모형을 검증하였고, 매개변수 해석을 통해 하중전이장치의 마찰계수, 말뚝의 축강성이 기초보강공법의 성능에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과 하중전이 장치를 이용한 기초보강공법은 보강 중, 보강 후에도 기존 말뚝에 작용하는 하중을 자유롭게 조절가능함을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권4호
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• pp.283-296
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• 2023

This paper presents experimental and numerical studies of seismic performance on reinforced concrete (RC) wide beam (WB) joints. Two RC-WB joint specimens and one conventional RC joint specimen were fabricated using the reinforcing details of longitudinal reinforcing bars in a beam as a variable, and quasi-static cyclic loading tests were performed. The results were used to compare and analyze the load-drift ratio relationship, failure mode, and seismic performance of the specimens quantitatively. In addition, a finite element (FE) analysis of the RC-WB joint was conducted, and the rationality of the FE model was validated by comparing it with the test results. Based on the FE model, a parametric study was conducted, where the ratio of longitudinal reinforcing bars placed on the outer and inner parts of the joint (𝜌_ex/𝜌_in) was a key variable. The results showed that, in the RC-WB joint, an increase of 𝜌_ex/𝜌_in leads to more severe damage to concrete, which reduces the seismic performance of the RC-WB joints.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.289-292
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• 2008

본 논문에서는 고장력 철근이 적용된 휨부재의 구조성능과 사용성능에 대하여 실험적으로 연구하였다. 고장력 철근에 관련된 기존 연구결과에 따르면, RC보의 인장철근을 고장력 철근으로 사용할 경우, SD400에 비해 철근의 물량을 경감시킬 수 있는 장점이 있으나, 균열 폭과 처짐이 증가되는 등 부정적인 영향이 있다고 알려졌다. 따라서 본 논문에서는 고장력 철근을 사용함으로써 휨부재의 성능에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이에 철근강도를 변수로 SD400, SD600, SD700의 3개 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과, 동일 철근비 사용 시 고장력 철근의 부재 강성이 감소되는 현상을 나타내었으나, 부재의 전체적인 휨내력은 배근된 철근의 강도 및 철근량에 비례하여 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고장력 철근 사용시 균열갯수 및 최대 균열폭에 큰 변화가 없으므로 사용성 면에서 큰 문제는 없는 것으로 분석되었다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권3호
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• pp.23-30
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• 2002

In recently, using of steel reinforcements by reinforcing materials of the reinforced earth, micro-pile and root-pile etc,. is wide-spreading in the stabilizing control of cutting and embankment slopes, but the failure mechanism of reinforced earth as well as the effect of insert angles or types of reinforcement and others are not defined clearly. In this study, therefore heavy-duty direct shear tests were exercised on the reinforced soil and the non-reinforced soil, which was executed for research on the interaction of soil-reinforcement and theirs behavior. The hardness and softness and the standard sands were used for modeling of reinforced soil, the material constants for the computer simulation were estimated from the results of CD-Test. The effects of reinforcing and of friction increasing on the softness, area ratio of reinforcements is equal, were the better than them of the hardness, as well the reinforcing effects of shear strength without regard to the area ratio is much the same at $10^{\circ}$, insert angle of reinforced bar, differ from them of the existing study. Then, the results of numerical analysis showed that the behavior of reinforcements displayed bending resistance and shear resistance at $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, respectively. Also, the state of strain transfer was observed and the behavior of resistance mechanism on reinforcements presented almost the same them of landslides stabilizing pile.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-51
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• 2011

연약 점성토 지반에 성토를 할 경우 과도한 침하와 측방유동으로 인한 피해를 최소화하기 위해 토목섬유/성토지지말뚝공법이 주로 사용되고 있다. 본 공법은 연약지반 층을 관통하여 지지층에 관입시킴으로써 상재하중을 지지하게 하여 상재하중으로 인한 침하와 측방유동 발생을 최소화한다. 본 연구에서는 연약 점성토 지반에 설치된 토목섬유/성토지지말뚝공법의 보강효과를 정량적으로 검토함을 목적으로 하였다. 실내모형실험을 통하여 무보강 및 성토지지말뚝 보강의 경우에 대한 지반 거동을 재현하고 성토지지말뚝에 의한 측방유동 억지효과를 분석하였다. 이때 성토지지말뚝을 설치한 경우에 대해서는 상재하중의 크기를 다르게 설정하여 완속 재하와 급속 재하의 경우에 대한 측방유동의 억지효과를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제27권6호
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• pp.219-224
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• 2014

탄소나노튜브(CNT)의 물성은 고분자재료의 기계적, 전도성, 열적 물성을 향상시켜주기 때문에 많은 분야에서 소재개발을 진행 중이다. 본 연구에서는 사전에 CNT 10 wt% 페이스트를 제조하여 나노입자에 대한 분산도와 나노복합재료 생산성을 높일 수 있는 기초 재료를 제조하였다. 제조된 CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 손상 감지용 CNT 나노복합재료를 제조하여 균열에 대한 손상감지능과 균열 보강효과에 대한 영향을 연구하였다. CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 제조된 CNT 1 wt% 나노복합재는 일반 CNT 파우더를 이용하여 CNT 1 wt% 나노복합재료를 제조하였을 경우보다 인장과 굴곡물성이 높음을 확인하였다. CF30wt%/PP에 인위적인 균열을 제조하고, 균열부위에 CNT 나노복합재료를 보강하여 균열 및 파괴 발생 감지능을 균열크기에 따라 전기저항 측정법과 인장물성평가를 통해 분석하였다. CNT 나노복합재료를 균열 부위에 보강하여 CF30wt%/PP의 인장물성을 분석하였을 경우, 균열보강효과가 있었다. 균열크기가 증가함에 따라 CNT 나노복합재료의 보강효과의 증가되었다. 이는 CNT 나노복합재료와 CF30wt%/PP간의 접착면 증가로 균열전파를 지연하기 때문이다. CNT 나노복합재료의 손상감지능에 대해서는 전기저항 평가법으로 분석하였으며, 접착면에서의 분리로 인해 CNT 나노복합재료에 충격이 가해져 높은 전기저항 증가구간을 확인하였다. 손상감지용 CNT 나노복합재료의 균열방지효과와 손상감지에 대한 전기저항 평가법의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권2호
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• pp.31-40
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• 1998

비정착식 보강토 됫채움으로 구성된 옹벽은 종래의 분리형 전면판요소와 보강재의 결합으로 이루어진 연성옹벽 형식과는 달리 일체식 강성옹벽으로 설계된다. 이 경우 옹벽의 됫채움 흙속에 설치된 띠보강재의 보강효과로 인하여 옹벽에 작용하는 토압이 감소할 것으로 기대되는데, 이를 확인하기 위하여 실내모형실첩을 수행하였다. 역T형 벽체의 뒷굽길이와 보강재의 배치를 달리하여 모형실험을 실시한 결과 본 모형옹벽의 경우 뒷굽길이가 벽체높이의 0.1배와 0.12배일 때 무보강상태에서는 전도파괴를 일으키는 반면에 보강재를 삽입한 경우에는 안정을 유지함으로서 보강재의 효과를 확실하게 증명하였다. 이 형상의 옹벽에 대해 효율적인 보강간격으로 보강재를 배치한 결과 벽체의 단위길이당 전 도모멘트가 무보강 상태에 비해 약 50% 정도 감소하였다. 또한 보강재의 길이가 옹벽 높이의 0.6배 이상이 되어야 보 강재의 보강효과가 발휘되는 것으로 나타났다. 한편 역T형 옹벽의 파괴면은 Rankine파괴면에 가깝게 가상배면 내·외측으로 형성된 두개의 곡선으로 관측되었다 이 때 외측 파괴면은 직선에 가까운 곡선형태이며, 보강재의 개수가 증가함에 따라 벽체쪽으로 가깝게 나타났다.