• Advances in concrete construction
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• 제15권6호
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• pp.359-376
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• 2023

Ultra-high-performance concrete (UHPC) has become an attractive cast-in-place repairing material for existing engineering structures. The present study aims to investigate age-dependent high-early-strength UHPC (HESUHPC) material properties (i.e., compressive strength, elastic modulus, flexural strength, and tensile strength) as well as interfacial shear properties of HESUHPC-normal strength concrete (NSC) composites cured at different season temperatures (i.e., summer, autumn, and winter). The typical temperatures were kept for at least seven days in different seasons from weather forecasting to guarantee an approximately consistent curing and testing condition (i.e., temperature and relative humidity) for specimens at different ages. The HESUHPC material properties are tested through standardized testing methods, and the interfacial bond performance is tested through a bi-surface shear testing method. The test results quantify the positive development of HESUHPC material properties at the early age, and the increasing amplitude decreases from summer to winter. Three-day mechanical properties in winter (with the lowest curing temperature) still gain more than 60% of the 28-day mechanical properties, and the impact of season temperatures becomes small at the later age. The HESUHPC shrinkage mainly occurs at the early age, and the final shrinkage value is not significant. The HESUHPC-NSC interface exhibits sound shear performance, the interface in most specimens does not fail, and most interfacial shear strengths are higher than the NSC-NSC composite. The HESUHPC-NSC composites at the shear failure do not exhibit a large relative slip and present a significant brittleness at the failure. The typical failures are characterized by thin-layer NSC debonding near the interface, and NSC pure shear failure. Two load-slip development patterns, and two types of main crack location are identified for the HESUHPC-NSC composites tested in different ages and seasons. In addition, shear capacity of the HESUHPC-NSC composite develops rapidly at the early age, and the increasing amplitude decreases as the season temperature decreases. This study will promote the HESUHPC application in practical engineering as a cast-in-place repairing material subjected to different natural environments.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.121-122
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• 2010

본 연구는 내진설계에서 중요한 부분인 철근콘크리트 보-기둥 접합부를 관찰한다. 접합부에 인접한 보에서 발생한 소성힌지로 인한 부착 감소로 보 주인장철근 미끄러짐에 따른 접합부 내력 및 연성 변화를 보 주인장철근량을 변수로 하여 평가한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.17-20
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• 2008

본 연구는 플랫 플레이트의 전단보강체에 관한 연구의 일부이고, 슬래브-기둥 접합부의 수직전단력 실험에서 보강체의 종류에 따라 뚫림전단강도에 대한 영향을 확인하는 것을 목표로 한다. 제안된 4개의 보강체는 s/s bar, c/s bar, wiremesh, CFS이다. 전체 5개의 실험체를 제작하고 실험을 행하였으며, 슬래브의 제원은 $2.63{\ast}2.725.0.18m$이며, 중앙에 0.6${\ast}$0.8m의 단면을 가진 기둥을 가지고 있다. 실험결과를 요약하면 CFS 전단보강체는 콘크리트와의 부착이 충분히 되지 않아서 보강체가 보강력을 발휘하기 전에 보강체와 콘크리트가 분리되어 보강효과를 발휘하지 못하였다. CFS를 제외한 3개의 전단보강체는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단 저항력을 증가시켜 높은 보강효과를 나타내었다. 전단보강이 되지 않은 실험체에 비하여 강도면에서는 16${\sim}$35%의 증가율을 보였고, 변형능력면에서는 35${\sim}$63%의 증가율을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.73-81
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• 2022

최근 구조물의 사용연한이 증가함에 따라 다양한 요인에 의해 철근이 부식되어 구조물의 내하력이 감소하는 문제들이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 내식성, 경량성, 고인장강도를 갖는 FRP 보강근의 부착특성에 대한 연구가 활발히 진행중이나, 콘크리트에 매립된 격자형 CFRP 보강재의 부착특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 격자형 CFRP 보강재를 철근의 대체재로 사용하고 사용성 측면에서 부착특성을 평가하기 위해, 격자형 CFRP 보강재의 종방향 부착길이와 횡방향 격자길이를 변수로 하여 직접인발시험을 수행하였다. 이를 통해 격자형 CFRP 보강재의 부착하중-슬립 곡선을 도출하였으며, 부착거동을 분석하였다. 총 부착하중 식은 종방향 부착길이의 부착력과 횡방향 격자의 전단력의 합으로 제안하였으며, 부착하중-슬립곡선의 면적을 전체 일로 표현하여 슬립량에 대한 에너지 소산량의 변화를 분석하여 횡방향 격자가 부착력에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.667-675
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• 2012

플랫 플레이트는 실의 배치가 지속적으로 바뀌는 오피스와 같이 유연한 공간의 배치를 위해 그 사용처가 증가하고 있다. 플랫 플레이트 구조를 사용함에 있어서 실무에서의 주요 문제는 슬래브-기둥 접합부에서 발생는 뚫림 전단 파괴에 대한 적절한 보강을 해주는 것이다. 이 연구에서는 플랫 플레이트 구조의 내부 슬래브-기둥 접합부에 대한 실험을 수행하였다. 세 가지의 특수한 전단 보강근이 구조물 전체의 파괴를 유발시킬 수 있는 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부의 취성적인 뚫림 전단파괴를 방지하기 위해 제안되었다. 총 네 가지의 프랫 플레이트 실험체가 수직 방향의 단조 가력에 의해 수행되었다. 전단 보강근은 뚫림 전단강도를 높여주는 역할과 취성파괴를 방지하는 역할을 해 주었다. 수행된 실험에서 전단보강근이 충분한 정착길이를 확보하지 못하여 전단보강근의 항복 이전에 파괴가 일어났다. 실험 결과를 통한 FE 모델의 검증이 이루어졌으며 검증된 FE 모델을 통해 전단보강근의 부착 성능에 대한 변수 분석이 수행되었다. 주요 변수는 슬래브의 두께, 콘크리트의 압축강도였으며 전단보강근의 성능을 산정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• Computers and Concrete
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• 제15권6호
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• pp.951-972
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• 2015

The focus of the present study is to investigate both local and global behaviour of a precast concrete sandwich panel. The selected prototype consists of two reinforced concrete layers coupled by a system of cold-drawn steel profiles and one intermediate layer of insulating material. High-definition nonlinear finite element (FE) models, based on 3D brick and 2D interface elements, are used to assess the capacity of this technology under shear, tension and compression. Geometrical nonlinearities are accounted via large displacement-large strain formulation, whilst material nonlinearities are included, in the series of simulations, by means of Von Mises yielding criterion for steel elements and a classical total strain crack model for concrete; a bond-slip constitutive law is additionally adopted to reproduce steel profile-concrete layer interaction. First, constitutive models are calibrated on the basis of preliminary pull and pull-out tests for steel and concrete, respectively. Geometrically and materially nonlinear FE simulations are performed, in compliance with experimental tests, to validate the proposed modeling approach and characterize shear, compressive and tensile response of this system, in terms of global capacity curves and local stress/strain distributions. Based on these experimental and numerical data, the structural performance is then quantified under various loading conditions, aimed to reproduce the behaviour of this solution during production, transport, construction and service conditions.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권3호
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• pp.279-293
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• 2019

The overall seismic performance of existing pre 1960-70s reinforced concrete (RC) structures is significantly affected by the inadequate length of columns' lap-spliced reinforcement. Due to this crucial structural deficiency, the cyclic response is dominated by premature bond - slip failure, strength and stiffness degradation, poor energy dissipation capacity and low ductility. Recent earthquakes worldwide highlighted the importance of improving the load transfer mechanism between lap-spliced bars, while it was clearly demonstrated that the failure of lap splices may result in a devastating effect on structural integrity. Extensive experimental and analytical research was carried out herein, to evaluate the effectiveness and reliability of strengthening techniques applied to RC columns with lap-spliced reinforcement and also accurately predict the columns' response during an earthquake. Ten large scale cantilever column subassemblages, representative of columns found in existing pre 1970s RC structures, were constructed and strengthened by steel or RC jacketing. The enhanced specimens were imposed to earthquake-type loading and their lateral response was evaluated with respect to the hysteresis of two original and two control subassemblages. The main variables examined were the lap splice length, the steel jacket width and the amount of additional confinement offered by the jackets. Moreover, an analytical formulation proposed by Tsonos (2007a, 2019) was modified appropriately and applied to the lap splice region, to calculate shear stress developed in the concrete and predict if yielding of reinforcement is achieved. The accuracy of the analytical method was checked against experimental results from both the literature and the experimental work included herein.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.235-245
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• 2004

현재 합성 구조가 사용성 측면에서 경제적이고 작업성이 좋으며, 시공상의 편의성 등의 장점이 있다는 것은 일반화된 사실이지만, 자체의 춤이 깊기 때문에 철골조 건물에 적용하기에 여러 가지 비효율적 측면이 있다. 따라서 본 연구에서는 합성보의 전체 춤을 절감할 수 있도록 철골보의 춤내에 콘크리트를 삽입하여 일체화함으로써 철골조 고층건물에서 층고를 최소화 할 수 있는 이른바 "슬림플로어" 공법에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 콘크리트에 매입된 비대칭 철골보를 가지는 부분 합성 슬림플로어 시스템의 휨거동에 관한 것이다. 총 8개의 실대형 실험체를 철골보 춤, 전단연결 유무, 슬래브 유효폭, 및 콘크리트 토핑두께 별로 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않은 실험체는 자체가 가지고 있는 기계적 화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 비해서 $0.53{\sim}0.95$의 전단합성비를 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권1호
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• pp.19-30
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• 2022

The static strength and fatigue crack resistance of the aircraft skin structures depend on the materials used and joint type. Most of the commercial aircraft's skin panel structures are made from aluminium alloy and carbon fibre reinforced epoxy. In this study, the fatigue resistance of four joint configurations (metal/metal, metal/composite, composite/composite and composite/metal) with riveted, adhesive bonded, and hybrid joining techniques are investigated with experiments and finite element analysis. The fatigue tests were tension-tension because of the typical nature of the loads on aircraft skin panels susceptible of experimenting fatigue. Experiment results suggest that the fatigue life of hybrid joints is superior to adhesive bonded joints, and these in turn much better than conventional riveted joints. Thanks to the fact that, for hybrid joints, the adhesive bond provides better load distribution and ensures load-carrying capacity in the event of premature adhesive failure while rivets induce compressive residual stresses in the joint. Results from FE tool ABAQUS analysis for adhesive bonded and hybrid joints agrees with the experiments. From the analysis, the energy release rate for adhesive bonded joints is higher than that of hybrid joints in both opening (mode I) and shear direction (mode II). Most joints show higher energy release rate in mode II. This indicates that the joints experience fatigue crack in the shear direction, which is responsible for crack opening.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.503-510
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• 2009

본 연구의 목적은 LMC로 덧씌우기 또는 보수 된 형태의 RC 보의 정적 거동 특성을 파악하는데 있다. 따라서, LMC로 덧씌우기 및 보수된 RC 보를 상대습도 60%, 온도 $20^{\circ}C$의 조건에서 양생을 실시하여 제작하였으며, 제작된 시험체를 4점 휨 실험을 수행하여 균열양상, 파괴거동 및 극한강도 등의 거동을 고찰하였다. 실험결과 전단철근이 보강된 보수형태의 RC보의 경우 100%이상의 내하력을 회복하여 보수 효과가 뛰어난 것을 알 수 있었고, LMC로 압축부에 덧씌우기 된 시험체의 경우 덧씌우기 두께가 증가함에 따라 내하력이 크게 증진되었다. 그러나, 전단철근이 보강되지 않은 보수형태의 시험체와 인장부 덧씌우기된 시험체는 부착계면 파괴양상을 보여주어 보수 및 보강 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 부착계면의 거동특성을 파악하기 위하여 전단흐름 개념을 도입하여 LMC로 압축 덧씌우기된 시험체를 대상으로 하중증가에 따른 전단흐름량을 계산하여 부착계면 특성을 수치적으로 나타내었다.