• Advances in concrete construction
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• 제10권2호
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• pp.93-104
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• 2020

Basalt fiber is an eco-friendly fiber and comparatively newer to the world of fiber-reinforced polymer (FRP) composites. A limited number of studies have been reported in the literature on the strengthening of reinforced concrete (RC) beams with basalt fiber reinforced polymer (BFRP). The present experimental work explores the feasibility of using the BFRP strips for shear strengthening of the RC beams. The strengthening schemes include full wrap and U-wrap. A simple mechanical anchorage scheme has been introduced to prevent the debonding of U-wrap as well as to utilize the full capacity of the BFRP composite. The effect of varying shear span-to-effective depth (a/d) ratio on the behavior of shear deficient RC beams strengthened with BFRP strips under different schemes is examined. The RC beams were tested under a four-point loading system. The study finds that the beams strengthened with and without BFRP strips fails in shear for a/d ratio 2.5 and the enhancement of the shear capacity of strengthened beams ranges from 5% to 20%. However, the strengthened beams fail in flexure, and the control beam fails in shear for a higher a/d ratio, i.e., 3.5. The experimental results of the present study have been compared with the analytical study and found that the latter gives conservative results.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.407-424
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• 2016

This study tests ten full-size simple-supported beam specimens with the high-strength reinforcing steel bars (SD685 and SD785) using the four-point loading. The measured compressive strength of the concrete is in the range of 70-100 MPa. The main variable considered in the study is the shear-span to depth ratio. Based on the experimental data that include maximum shear crack width, residual shear crack width, angle of the main crack and shear drift ratio, a simplified equation are proposed to predict the shear deformation of the high-strength reinforced concrete (HSRC) beam member. Besides the post-earthquake damage assessment, these results can also be used to build the performance-based design for HSRC structures. And using the allowable shear stress at the peak maximum shear crack width of 0.4 and 1.0 mm to suggest the design formulas that can ensure service-ability (long-term loading) and reparability (short-term loading) for shear-critical HSRC beam members.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.199-208
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• 2010

FRP bar를 철근 대체제로 활용하기 위해서는 설계 기준의 확립이 시급하나 국내에서는 이 소재에 대한 기초 연구가 부족한 상황이다. 그러므로 2차에 걸쳐 전단보강이 없는 18개의 FRP RC와 4개의 기존 RC 실험체의 거동을 관찰하였다. 1차 실험은 휨 파괴 거동과 사용성 항목의 계측 자료 수집을 목적으로 시작되었다. 휨파괴를 유도하기 위하여 전단배근을 강화하는 대신 그로 인한 거동의 불확실성을 배제하기 위하여 전단지간비만을 조정하여 휨파괴를 유도하고, 전단배근을 사용하지 않기로 하였다. 실험 결과 거의 모든 실험체는 전단파괴 되었으며 실험계획에 적용한 ACI 440.1R과 CSA S806의 전단 강도식이 실제와 큰 편차가 있음을 확인하였다. 1차 실험의 결과를 근거로 2차 실험에서는 전단파괴거동을 집중적으로 관찰하였다. 표준 실험체의 제원은 길이 3,300 mm폭 ${\times}$ 800 mm ${\times}$ 유효깊이 200 mm, 순지간 2,800 mm, 전단지간 1,200 mm로 전단지간비는 6.0이며, 단순지지 조건으로 4점 재하실험을 수행하였다. 검토 변수에는 콘크리트 압축강도, 보강근의 종류 및 탄성계수, 전단지간비, 유효보강비, 다발 배근의 영향, 피복두께의 영향이 포함된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.697-704
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• 2003

본 연구의 목적은 장방형 개구부를 갖는 철근콘크리트 깊은 보에서 개구부 폭, 깊이 및 위치변화와 부재의 전단거동의 관계를 파악하고, 최대내력을 예측하기 위한 모델을 제시하는데 있다. 주요 변수로는 콘크리트 강도, 전단경간비, 개구부 폭, 깊이 및 위치 등이다. 시험체는 모두 25개이며 2점 대칭가력하였다. 실험결과로부터 개구부를 갖는 깊은 보의 전단거동은 개구부 크기와 전단경간비에 의해 가장 큰 영향을 받았으며, 이들이 증가할수록 이들이 증가 할 수록 콘크리트 설계기준은 불안전측에 있었다. 따라서 개구부 상$.$하 스트럿 작용과 주철근의 타이작용을 고려하여 개구부 효과를 반영한 깊은 보의 전단내력을 적절히 평가할 수 있는 모델을 제시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.385-388
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• 1999

This study is to investigate experimentally the shear capacity of high-strength reinforced concrete beams subjected to monotonic loading. Nine reinforced concrete beams using high strength concrete $(f'c=380kg/\textrm{cm}^2)$ are tested to determine their diagonal cracking and ultimate shear capacity. The main variables are shear span-depth ratio a/d=1.5, 2.5, 3.5, and shear reinforcement ratio. All specimens are 170mm wide and have a total depth of 300mm. The test results indicate that ACI 318-95(b) Code for shear capacity gave closest agrement with the exsprimental results. The beams with a shear spear-depth ratio 1.5 and 2.5. ACI 318-95 Code underestimates shear strength carried by vertical shear reinforcements.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.343-351
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• 2005

본 논문에서는 FRP 외부 부착공법으로 전단 보강된 철근콘크리트 보의 전단강도 예측 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 전단 균열각과 전단 경간비와 같은 주요한 설계인자를 고려할 수 있도록 하였다. 제안된 모델의 주요고려사항은 ]nP로 전단 보강된 보의 일반적 파괴 형태인 부착파괴에 대한 전단력 산정이다. 또한 제안된 모델은 기존의 수정 소성이론에 근거한 crack sliding model을 이용하였으며, 아치작용계수를 도입함으로써, 전단 경간비의 영향을 최소화하였다. 최종적으로 본 전단강도 예측 모델을 적용한 해석결과를 실험결과와 비교$\cdot$검증하였으며, 본 제안된 예측 모델이 실험결과와 상당히 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.118-126
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• 2011

본 연구의 목적은 전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동을 실험적으로 연구하고 유한요소해석 프로그램인 ADINA를 활용하여 합성지하벽 (Composite Basement Wall, CBW)의 비선형 거동의 예측이다. 특히 각 층 바닥 부근과 같이 콘크리트가 압축응력상태일 때의 합성벽의 거동을 연구하였다. 특히 강재와 콘크리트가 접촉되는 부분의 모델링 방법에 따른 해석방법의 적합성을 검토하고자 하였다. 콘크리트 벽체부분이 압축응력상태에 있는 합성지하벽의 거동을 이해하기 위하여 합성지하벽에 대한 실험을 실시하고 ADINA 프로그램을 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석의 편의를 위하여, 철근은 별도의 독립 요소로 모델링하지 않고, 콘크리트에 등분포되어 콘크리트와 함께 거동하는 것으로 하고 모든 요소는 소성거동을 표현하기 위하여 이선형 모델로 하였다. 강재와 콘크리트의 접촉면과 관련해서는 접촉면의 연결조건에 따라, AGO, SEGO-T 그리고 SEGO-NT로 모델링하여 해석을 실시한 뒤 각 조건에 따른 응력흐름과 집중정도를 관찰하고 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 연구결과, 합성지하벽은 전단경간비가 비록 1에 가깝더라도, 강재의 소성변형에 의해 충분히 연성적인 거동을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 거동을 묘사하기 위하여 ADINA 프로그램을 이용하여 콘크리트와 강재 및 스터드볼트의 비선형특성을 고려하고 접촉면 요소로서 강재와 콘크리트의 접합면을 모델링하여 해석한 결과 접촉면연결과 모든 절점공유 옵션을 사용한 모델을 적용할 경우, 실험결과와 근사한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.267-278
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• 2016

이 논문에서는 저자가 제안한 전단경간비가 3 이하인 철근콘크리트 보의 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율을 이용하여 파괴실험이 수행된 335개 철근콘크리트 보의 극한강도를 평가하였다. 또한 이들 보의 극한강도를 실험 전단강도모델에 기초한 설계기준, 이론 전단강도모델에 기초한 설계기준, 그리고 현행 스트럿-타이 모델 설계기준 등으로 평가하였다. 각 설계기준 및 이 연구의 방법에 의한 극한강도 평가결과를 비교분석하여 저자가 제안한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율의 타당성을 검증하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제7권1호
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• pp.71-78
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• 2013

Prestressed concrete (PC) is the predominant material in highway bridge construction. The use of high-strength concrete has gained wide acceptance in the PC industry. The main target in the highway industry is to increase the durability and the life-span of bridges. Cracking of elements is one aspect which affects durability. Recently, nine 7.62 meter long PC I-beams made with different concrete strength were designed according to a simple, semi-empirical equation developed at the University of Houston (UH) (Laskar et al., ACI Journal 107(3): 330-339, 2010). The UH Method is a function of shear span-to-depth ratio (a/d), concrete strength $\sqrt{f^{\prime}_c}$, web area $b_wd$, and amount of transverse steel. Based on testing these girders, the shear cracking strength of girders with different concrete strength and different shear span-to-depth ratio was investigated and compared to the available approaches in current codes such as ACI 318-11 (2011) and AASHTO LRFD Specifications (2010).

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.225-231
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• 1997

콘크리트 압축강도 및 전단스팬비의 변화에 의한 고강도 철근콘크리트 춤이 큰 보의 전단거동 및 내력특성을 파악하기 위한 실험적 연구를 하였다. 춤이 큰 보는 하중작용점과 하중지지점을 연결하는 사균열의 확대에 의해 취성전단파괴양상을 나타내었으며 하중작용점 하중 지지점의 콘크리트 압괴를동반하는 전단압축 및 전단인장파괴 형태로 최종파괴되었다. 전단스팬비가 감소함에 따라 사균열전단응력 및 최대전단응력은 크게 증가하였으며, ACI 및 CIRIA규준식은 부재의 최대전단응력을 비교적 정확하게 예측하고 있음을 파악하였다.