• Computers and Concrete
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• 제23권1호
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• pp.61-68
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• 2019

This paper presents a computational rational model to predict the ultimate and optimized load capacity of reinforced concrete (RC) beams strengthened by a combination of longitudinal and transverse fiber reinforced polymer (FRP) composite plates/sheets (flexure and shear strengthening system). Several experimental and analytical studies on the confinement effect and failure mechanisms of fiber reinforced polymer (FRP) wrapped columns have been conducted over recent years. Although typical axial members are large-scale square/rectangular reinforced concrete (RC) columns in practice, the majority of such studies have concentrated on the behavior of small-scale circular concrete specimens. A high performance concrete, known as polymer concrete, made up of natural aggregates and an orthophthalic polyester binder, reinforced with non-metallic bars (glass reinforced polymer) has been studied. The material is described at micro and macro level, presenting the key physical and mechanical properties using different experimental techniques. Furthermore, a full description of non-metallic bars is presented to evaluate its structural expectancies, embedded in the polymer concrete matrix. In this paper, the mechanism of mechanical interaction of smooth and lugged FRP rods with concrete is presented. A general modeling and application of various elements are demonstrated. The contact parameters are defined and the procedures of calculation and evaluation of contact parameters are introduced. The method of calibration of the calculated parameters is presented. Finally, the numerical results are obtained for different bond parameters which show a good agreement with experimental results reported in literature.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권3호
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• pp.287-303
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• 2014

8 steel reinforced concrete (SRC) columns with the encased steel ratio of 13.12% and 15.04% respectively were tested under the test axial load ratio of 0.33-0.80 and the low-frequency cyclic lateral loading. The cross sectional area of composite columns was $500mm{\times}500mm$. The mechanical properties, failure modes and deformabilities were studied. All the specimens produced flexure failure subject to combined axial force, bending moment and shear. Force-displacement hysteretic curves, strain curves of encased steels and rebars were obtained. The interaction behavior of encased steel and concrete were verified. The hysteretic curves of columns were plump in shapes. Hysteresis loops were almost coincident under the same levels of lateral loading, and bearing capacities did not change much, which indicated that the columns had good energy-dissipation performance and seismic capacity. Based on the equilibrium equation, the suggested practical calculation method could accurately predict the flexural strength of SRC columns with cross-shaped section encased steel. The obtained M-N curves of SRC columns can be used as references for further studies.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.61-69
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• 2007

본 연구의 목적은 하부층에 필로티 구조, 상부층에 전단벽식구조를 가진 저층 철근콘크리트 건물의 내진설계 및 내진성능 평가를 위한 기본적인 자료를 제공하는 것으로서, 비선형 지진응답해석을 실시하여 각 층의 내력과 연성율 사이의 상관관계를 파악하여, 이것들의 비율이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 검토하였다. 본 연구에서는 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 특성을 2질점계로 치환하였으며, 하부층인 필로티 구조는 휨파괴형으로 상부층인 전단벽식 구조는 전단파괴형 시스템으로 각각 모델링하였다. 또한 각층의 복원력 특성으로는 필로티 구조는 Degrading Trilinear Model(휨파괴형), 상부층은 Origin Oriented Model(전단파괴형)을 선정하였다. 상기 복원력 특성은 각 층의 보유내력에 의하여 변화를 하며, 지진응답해석용 입력지진파로는 8개의 피해지진의 가속도 성분을 선정하여 이들 가속도 성분의 최대가속도를 0.1g, 0.2g, 0.3g로 표준화 하였다. 각각 지진강도수준에 따라 지진 응답해석을 실시하여 하부층 필로티 구조와 상부층 전단벽식 구조의 내력비와 응답 연성율 사이의 상관관계를 파악하였다. 최종적으로 특정 연성율을 위한 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 요구내력을 산정하여 요구내력 스펙트럼(Required Strength Spectrum)을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 요구내력스펙트럼은 특정 지역에서 요구하는 지진수준에 대하여 지진발생시 특정 연성율 이내로 머물게 하는 하한내력의 범위를 파악할 수 있는 등, 연구결과는 필로티 구조를 가진 철근콘크리트 전단벽식 건물의 내진성능평가 및 내진설계의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.529-537
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• 2007

대다수의 저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 이것들은 각기 다른 변위에서 파괴될 것으로 판단된다. 그 가운데에서도, 강성 및 강도는 높지만 소성영역에서 극취성적인 파괴성상을 나타내는 극단주, 전단벽 등의 전단파괴형 부재 및 비교적 강성 및 강도는 낮지만 연성 능력이 탁월한 기둥 등의 휨파괴형 부재는 전형적인 수평저항시스템으로 다수의 피해지진에 의하여 그것들의 중요성이 대두되었다. 극단주, 전단벽, 휨기둥 등과 같이 서로 다른 성질의 역학적 특성을 가지는 내진 요소로 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능을 평가하기 위해서는, 각각 부재의 내력과 변형 능력이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 우선적으로 검토하는 것이 필요하다. 본 연구는 극단주 (극취성파괴형 부재), 전단벽 (전단파괴형 부재) 및 휨기둥 (휨파괴형 부재)이 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능 평가법 개발 및 내진설계를 위한 기본적인 자료를 제공하는 것을 주목적으로, 각각 파괴형 부재의 강도와 변형능력 사이의 상관관계를 파악하여, 이것들의 비율이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 비선형 지진응답해석을 실시 검토하여 최종적으로 극취성 전단 휨파괴형 수평저항시스템으로 구성된 저층 RC 건물의 요구 내력 스펙트럼을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 요구 내력은 특정 지역에서 요구하는 지진수준에 대하여 지진발생시 특정 연성비 이내로 머물게 하는 하한내력의 범위를 파악할 수 있으므로 요구 내력 스펙트럼은 내진성능 평가 및 내진설계의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권4호
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• pp.789-830
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• 2015

The recent re-assessment of the seismic hazard in Europe led for many regions of low to moderate seismicity to an increase in the seismic demand. As a consequence, several modern unreinforced masonry (URM) buildings, constructed with reinforced concrete (RC) slabs that provide an efficient rigid diaphragm action, no longer satisfy the seismic design check and have been retrofitted by adding or replacing URM walls with RC walls. Of late, also several new construction projects have been conceived directly as buildings with both RC and URM walls. Despite the widespread use of such construction technique, very little is known about the seismic behaviour of mixed RC-URM wall structures and codes do not provide adequate support to designers. The aim of the paper is therefore to propose a displacement-based design methodology for the design of mixed RC-URM edifices and the retrofit of URM buildings by replacing or adding selected URM walls with RC ones. The article describes also two tools developed for estimating important quantities relevant for the displacement-based design of structures with both RC and URM walls. The tools are (i) a mechanical model based on the shear-flexure interaction between URM and RC walls and (ii) an elastic model for estimating the contribution of the RC slabs to the overturning moment capacity of the system. In the last part of the article the proposed design method is verified through nonlinear dynamic analyses of several case studies. These results show that the proposed design approach has the ability of controlling the displacement profile of the designed structures, avoiding concentration of deformations in one single storey, a typical feature of URM wall structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.91-98
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• 2013

PHC 말뚝은 우수한 축하중 저항 능력에 비해 상대적으로 전단 및 휨 저항 성능이 낮은 단점을 가지고 있다. 이 연구의 목적은 기존 PHC 말뚝의 단점을 개선할 목적으로 개발된 중공부에 내부충전 콘크리트, 축방향 철근과 전단 철근으로 보강한 합성 PHC 말뚝(ICP 말뚝)의 휨성능을 평가하는 것이다. 이를 위하여 기존의 교대 설계사례로 부터 말뚝에 발생하는 축력과 휨모멘트를 조사한 후, ICP 말뚝 계산을 위하여 개발한 축력-휨모멘트 상관관계 프로그램을 이용하여 허용 축력과 휨모멘트가 발생하는 부재력을 만족하도록 ICP 말뚝을 설계하였다. 설계에 따라 ICP 말뚝을 제작하였으며, 휨실험을 수행하였다. 실험 결과 ICP 말뚝은 PHC 말뚝에 비하여 약 45% 큰 휨내력을 나타내었다. 또한 계산에 의해 예측한 ICP 말뚝 휨강도의 25%를 허용 휨모멘트로 취할 경우, 약 4.5의 안전율을 갖는 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.51-59
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• 1993

본 연구에서는 각종 합성 강상자형 도로교에 대한 체계신뢰성 및 이에 기초한 내하력평가를 위하여 실용적이고 합리적인 신뢰성 모형과 해석방법을 개발하고자 한다. 합성 강상자형교의 신뢰성해석을 위해서는 휨강도 뿐만 아니라 휨, 전단 그리고 비틀림을 동시에 고려한 강도식에 기초하여 한계상태함수를 모형화 하였으며, 체계신뢰성 문제는 각 거더의 주요 파손기구에 기초한 FMA(Failure Mode Approach)방법을 사용하여 직 병렬 조합체계로서 정식화 하고 수치해석기법인 중요도표본추출기법(Importance Sampling Technique ; IST)을 사용하여 해석하였다. 특히 본 연구에서는 추정된 체계신뢰성지수를 일반적인 제 1계 2차모멘트(First Order Second Moment ; FOSM)방법의 형태로 표현하여 유도한 등가의 시스템 내하력으로서 합성 강상자형교의 내하력을 평가하는 실질적이고 합리적인 방법을 제안하였다. 기설 교량에 대한 내하력 및 안전도평가 결과 전체시스템으로서의 보유안전도와 내하력은 교량의 부정정성이 높아질수록 개별 요소의 경우에 비해서 그 차이가 크게 됨을 알 수 있었으며, 제안된 체계신뢰성에 기초한 내하력평가 방법은 기설 합성 강상자형교의 실질적인 내하력평가 방법을 위하여 합리적으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.