• Computers and Concrete
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• 제27권4호
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• pp.297-304
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• 2021

The hybrid Finite-Discrete Element (FDEM) approach combines aspects of both finite elements and discrete elements with fracture mechanics principles, and therefore it is well suited for realistic simulation of quasi-brittle materials. Notwithstanding, in the literature its application for the analysis of concrete is rather limited. In this paper, the proprietary FDEM code ELFEN is used to model concrete specimens under uniaxial compression and indirect tension (Brazilian tests) of different sizes. The results show that phenomena such as size effect and influence of strain-rate are captured using this modeling technique. In addition, a preliminary model of a slab subjected to dynamic shear punching due to progressive collapse is presented. The resulting fracturing pattern of the impacted slab is similar to observations from actual collapse.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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• pp.665-670
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• 2009

본 연구의 선행기술조사결과 플로팅궤도 슬래브에는 dowel bar 등의 별도의 슬래브 연결부 보강이 없었다. 본 연구모델에 비해 선행기술조사 대상 슬래브의 연장이 매우 짧으며, 긴지간의 슬래브에 연결부에 대한 보강이 없다면 단부에서의 단차에 의해 슬래브의 파괴가 예상된다. 따라서 dowel bar 등의 추가적인 보강이 요구된다. 본 연구에서는 dowel bar의 일반적인 특성과 국내외 dowel bar에 대한 선행기술에 대하여 조사함으로써, 추후 수행될 해석연구의 자료를 확보하고자 하여 그 적용가능성을 검토하고자 하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.200-207
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• 2003

The seismic behaviors of steel moment connections are investigated based on the numerical analysis of the connections with US and Japanese typical details. The rupture index, representing the fracture potential, is used to evaluate the ductility of the connections at the critical location. The results show that the presence of a slab increases the beam strength, imposes constraint near the beam top flange, and consequently, induces concentrated deformation near the beam access hall, which reduces the ductility of the connection. The total deformation capacity of the connection depends not only on a beam but also on a column and panel zone.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.99-108
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• 2012

본 연구에서는 철근콘크리트 슬래브의 내부식성과 경량화를 도모하기 위하여 GFRP bar를 휨보강근으로 사용하는 경량골재콘크리트 슬래브를 고려하고 이 구조물에 대하여 기초적인 거동을 조사하였다. 경량콘크리트의 압축강도 및 인장강도 그리고 콘크리트 파괴에너지 측정, 일련의 슬래브 휨실험, 비선형유한요소해석을 통한 수치해석, 휨실험과 수치해석의 결과비교 등이 행하여졌다. 그 결과, GFRP bar를 휨보강근으로 사용한 경량콘크리트 슬래브는 기준시험체로 사용된 동일 규격의 철근콘크리트 슬래브에 비하여 무게를 28%정도 감소시킬 수 있었지만 파괴하중은 36%정도 감소되었다. 이는 GFRP bar의 낮은 축강성과 경량콘크리트의 낮은 부착강도 때문인 것으로 판단된다. 그리고 경량콘크리트의 부착력 감소 특성을 고려하기 위하여 GFRP bar와 콘크리트 경계면 사이에 계면요소를 사용한 수치해석 결과는 계면요소의 사용이 실험결과에 더 근접해갈 수 있는 방법임을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.211-216
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• 2002

A steel plate-concrete composite slab with pyramidal shear connectors, named TSC composite slab, is expected to have sufficient bending strength and flexural rigidity for loads during and after construction. Fatigue problems play an important role in designing composite slab as bridge decks under traffic conditions. In this paper, a series of fatigue tests was carried out on TSC beam specimens under various loading conditions, in order to evaluate the fatigue strength of TSC composite slabs. The results are as follows : (1) the fatigue failure of TSC composite beams results from the tensile fracture of bottom steel plate and shear connector, and (2) fatigue strength of the steel plate for two million cycles can be estimated to be $1144kgf/cm^2$ from the S-N curves.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제30권3호
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• pp.245-261
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• 1998

In order to validate the variable aperture channel model that can deal with the non-uniform How rate in flow domain, migration experiments of conservative tracer were performed in two artificial fractures, a parallel and a wedge-shaped fracture. These different fracture shapes were designed to give different flow pattern. The fractures were made from a transparent acrylic plastic plate and a granite slab with dimensions of 10 $\times$ 61 $\times$ 61 cm. Uranine (Fluorescein sodium salt) was used as a conservative tracer. The volumetric flow rates of uranine feed solution were 30 mL/ hr, giving a mean residence time in the fracture of approximately 24 hours for the parallel fracture and 34 hours for the wedge-shaped fracture. The migration plumes of uranine were photographed to obtain profiles in space and time for movement of a tracer in fractures. The photographed migration plume was greatly affected by the geometric shape of fractures. The variable aperture channel model could have predicted the experimental results for the parallel fracture with a large accuracy. It is expected that the variable aperture channel model would be effective to predict the transport of the contaminant, especially, with the flow rate variation in a fracture.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.233-236
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• 2008

본 연구는 슬래브의 하부철근이 포스트 텐션(PT) 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여 슬래브-기둥 접합부에 슬래브 하부철근이 있는 경우와 없는 경우의 3층, 9층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하였다. 본 연구에서는 대상 건물을 비선형 정적 푸쉬 오버 해석하여 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근 유무에 따른 전체 구조시스템 거동을 평가 하였다. 본 연구에서 사용한 접합부 모델은 뚫림 전단과 파괴메커니즘을 예측할 수 있도록 본 연구자들에 의하여 기존 연구에서 제안된 것이다. 본 연구결과에 따르면 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근은 PT 플랫 플레이트 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 슬래브 하부 철근이 있는 PT 플랫 플레이트 골조는 슬래브 하부철근이 없는 골조에 비하여 최대 강도와 변형 능력이 크게 향상되었다.

• Computers and Concrete
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• 제22권5호
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• pp.481-492
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• 2018

In this paper, a new hybrid fiber system (NHFS) is investigated for the application of slab. The steel fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber and calcium carbonate ($CaCO_3$) whisker is added to form NHFS. The four-point bending test is carried out on the flexural properties of slab with plain, steel fiber, traditional hybrid fiber system (THFS) and NHFS reinforced cementitious composites. The flexural behavior is evaluated by ASTM C1018-97, JCI-SF4 and post-crack strength (PCS) technique. The evaluation parameters of flexural toughness such as toughness index (TI), equivalent flexural strength (EFS) and PCS are determined. The size of slab specimens is $15mm(thickness){\times}50mm(width){\times}200mm(length)$. The results show that adding $CaCO_3$ whisker to THFS can significantly improve the flexural strength, TI, EFS, PCS of the slab. The empirical relation between reinforcing index ($RI_v$) and flexural parameters show that flexural parameters of slabs increase first and then decrease; which indicates that optimum $RI_v$ values can be helpful in the considering the mix design of steel-PVA fibers-$CaCO_3$ whisker composites for achieving the desired flexural-related properties. The scanning electron microscopy is performed to observe the micro-morphological characteristics of the fracture surface, which proved the positive hybrid effect among the different fibers in cementitious composites. The NHFS can arrest the generation and propagation of the crack from micro to macro level.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.218-225
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• 2021

본 연구에서는 CFRP Grid를 보강근으로 적용한 1방향 콘크리트 슬래브 실험체에 대하여 균열의 발생에서부터 파괴시까지의 비탄성 거동 특성 예측을 위한 합리적인 해석적 방안을 제시하는 것을 목표로 한다. CFRP grid 보강량, 재료물성 및 하중재하 방법을 주요 실험 변수로 Zhang et al.(2004) 수행한 총 4개의 검증 대상 실험체를 선정하였다. 해석은 저자 등에 새로이 제안된 구성관계식과 재료모델을 적용한 비선형 유한요소해석 프로그램 RCAHEST을 통해 수행하였다. 실험과 해석으로부터의 최대 모멘트 및 대응 변위에 대한 평균과 변동계수는 각각 1.38와 13%로 예측하였다. 실험과 해석으로부터의 최대 모멘트에 대응하는 변위에 대한 평균과 변동계수는 1.41과 9.8%로 예측하였다. 균열의 발생에서 파괴시까지의 거동 특성에 대한 예측 결과를 검증하고 평가하였다. 추후, 다양한 실험 결과의 확보 및 보다 신뢰도 높은 해석 기법 개발을 위한 추가적인 연구 수행이 필요한것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권3호
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• pp.161-170
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• 2023

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is produced using high amount of cementitious materials, very low water/cementitious materials ratio, fine-sized fillers, and steel fibers. Due to the dense microstructure of UHPC, it possesses very high strength, elasticity, and durability. Besides that, the UHPC exhibits high ductility and fracture toughness due to presence of fibers in its matrix. While the high ductility of UHPC allows it to undergo high strain/deflection before failure, the high fracture toughness of UHPC greatly enhances its capacity to absorb impact energy without allowing the formation of severe cracking or penetration by the impactor. These advantages with UHPC make it a suitable material for construction of the structural members subjected to special loading conditions. In this research work, the UHPC mixtures having three different dosages of steel fibers (2%, 4% and 6% by weight corresponding to 0.67%, 1.33% and 2% by volume) were characterized in terms of their mechanical properties including facture toughness, before using these concrete mixtures for casting the slab specimens, which were tested under high-energy impact loading with the help of a drop-weight impact test setup. The effect of fiber content on the impact energy absorption capacity and central deflection of the slab specimens were investigated and the equations correlating fiber content with the energy absorption capacity and central deflection were obtained with high degrees of fit. Finite element modeling (FEM) was performed to simulate the behavior of the slabs under impact loading. The FEM results were found to be in good agreement with their corresponding experimentally generated results.