• 제목/요약/키워드: slab member

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Behavior of composite CFST beam-steel column joints

  • Eom, Soon-Sub;Vu, Quang-Viet;Choi, Ji-Hun;Papazafeiropoulos, George;Kim, Seung-Eock
    • Steel and Composite Structures
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    • 제32권5호
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    • pp.583-594
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    • 2019
  • In recent years, composite concrete-filled steel tubular (CFST) members have been widely utilized in framed building structures like beams, columns, and beam-columns since they have significant advantages such as reducing construction time, improving the seismic performance, and possessing high ductility, strength, and energy absorbing capacity. This paper presents a new composite joint - the composite CFST beam-column joint in which the CFST member is used as the beam. The main components of the proposed composite joint are steel H-beams, CFST beams welded with the steel H-column, and a reinforced concrete slab. The steel H-beams and CFST beams are connected with the concrete slab using shear connectors to ensure composite action between them. The structural performance of the proposed composite joint was evaluated through an experimental investigation. A three-dimensional (3D) finite element (FE) model was developed to simulate this composite joint using the ABAQUS/Explicit software, and the accuracy of the FE model was verified with the relevant experimental results. In addition, a number of parametric studies were made to examine the effects of the steel box beam thickness, concrete compressive strength, steel yield strength, and reinforcement ratio in the concrete slab on the proposed joint performance.

내한제 및 단열거푸집에 의한 한중콘크리트 시공의 효율화에 관한 기초적 연구 (슬래브를 중심으로) (A Fundamental Study on the Effectiveness of Cold Weather Concreting Using Anti-freeze Agent and Insulating Form (Focused on the Slab))

  • 김경민;원철;홍상희;김기철;오선교;한천구
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.913-918
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    • 2001
  • This paper investigates insulating effects and strength properties of concrete under cold climate carrying out the experiment with insulating forms on the slab member. According to test results, under $-10^{\circ}C$ of outer temperature, the surface of concrete exposed to outer temperature goes below zero after 10hours since exposed. And, the surface of concrete covered with vinyl and blanket goes below zero after 42hours. However, the surface of concrete covered with insulating materials such as polystyrene foam does not drop below zero until 55hours. And, according to coring sample strength test, compressive strength cured with insulation shows much higher strength than no insulation curing condition and vinyl and blanket curing condition.

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Time-dependent bond transfer length under pure tension in one way slabs

  • Vakhshouri, Behnam
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제60권2호
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    • pp.301-312
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    • 2016
  • In a concrete member under pure tension, the stress in concrete is uniformly distributed over the whole concrete section. It is supposed that a local bond failure occurs at each crack, and there is a relative slip between steel and surrounding concrete. The compatibility of deformation between the concrete and reinforcement is thus not maintained. The bond transfer length is a length of reinforcement adjacent to the crack where the compatibility of strain between the steel and concrete is not maintained because of partially bond breakdown and slip. It is an empirical measure of the bond characteristics of the reinforcement, incorporating bar diameter and surface characteristics such as texture. Based on results from a series of previously conducted long-term tests on eight restrained reinforced concrete slab specimens and material properties including creep and shrinkage of two concrete batches, the ratio of final bond transfer length after all shrinkage cracking, to THE initial bond transfer length is presented.

PSC 박스거더 교량부재의 횡방향 프리스트레싱에 따른 구조거동 실험연구 (An Experimental Study on Structural Behavior of Concrete Box Girder Member with Transverse Prestressing)

  • 오병환;최영철;최정선;이성철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.77-80
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    • 2004
  • In bridge deck systems, deflections and cracking can be controlled by longitudinal and transverse prestressing, There are some benefits, longitudinal cracking control, the thickness reduction of deck slab, the widening of deck width and the reduction of the cross section area, in transversely post-tensioned concrete box girder bridges. However, it has been not sufficient to study the structural behaviors of transversely post-tensioned concrete box girder. Therefore, It is needed to predict the structural behaviors by prestressing and static loading. In this study, the analytical and experimental load tests are carried out to study the effect of transverse prestressing on concrete box girder. For these objectives, four test specimens are fabricated with various tendon spacing and steel ratio of top slab. The analytical and experimental studies are performed to estimate effects of the prestressing and failure tests.

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폐석 미분말을 혼입한 폴리머 시멘트 콘크리트의 내약품성에 관한 연구 (A Study for Chemical Resistance of Polymer Cement Concrete Using Tailing)

  • 전철수;연규석;이윤수;이필호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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    • pp.355-360
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    • 1999
  • Polymer cement is made by the modifying ordinary cement concrete with polymer additive. Until now polymer cement concrete is not used for the structural member, but it is growing to be considered as developing uses such as a waterproof of roof slab, the structural member for protecting corrosion, and a road pavement. The plymer cement concrete, being used for those uses, is superior to the cement concrete against the inorganic, organic acid, salt of acetic acid and organic solvents generally. In this paper, the polymer cement concrete was made by the ratio of 1:1 of sands and tailing in fine aggregate in order to solve the environmental pollution which causes the social problem by the tailing, It was measured for the compressive strength, flexural strength, and chemicals resistance was tested by dealing with 10% HCI, 20% NaOH and 10% NaCl aqueous solution.

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각형강관과 H형강보 접합부의 유한요소 모델링에 관한 연구 (An Investigation into the Finite element Modelling on connections of H-beam to S.H.S Column)

  • 이종석;변우정;이광훈;강석봉;박순규
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.68-75
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    • 1995
  • In recent year, column member is used for square hollow section(5.H.5) and beam member is used for H-section. But 5.H.5 column has vulnerability because of low flexural stiffness between column and beam connection joints. To reinforce this vulnerability, 5.H.5 column filled with concrete and concrete slab connection compounded with H-beam is developed in many ways. In this paper, modelling of predicting behavior of various types of connections is studied using finite element method. k order to simulate the actual behavior, a three-dimensional modelling is used. A simple efficient contact algorithm with a new gap element is employed to simulate the interaction between 5.H.5 column and concrete, The modelling result$ are compared with the experimental results.

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프리캐스트 콘크리트 트리플 리브 슬래브의 휨성능 (Flexural Capacity of Precast Concrete Triple Ribs Slab)

  • 황승범;서수연;이강철;이석현
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.3-11
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    • 2016
  • 건물의 자중을 저감시킴으로서 시공성을 향상시키기 위한 방안으로 중공 PC슬래브에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같은 측면에서, 최근 새로운 형태의 부분 PC 슬래브 시스템인 Tripple Ribs Slab (TRS)가 개발되었다. TRS부재는 3개의 리브와 스트랜드로 프리스트레싱된 바닥구조로 구성되어 있다. TRS 바닥구조는 웨브와 웨브 사이에 스티로폼(styrofoam)을 채운 뒤 토핑 콘크리트를 타설함으로서 슬래브 시스템을 구축한다. 본 연구에서는 TRS의 휨성능을 검토하기 위해 휨실험을 진행하였다. Full scale로 제작된 5개의 실험체를 제작한 뒤 휨파괴되도록 단순지지조건으로 실험하였으며 실험결과 강도를 기준 식들과 비교하였다. 실험에서의 변수는 부재의 깊이와 토핑 또는 슬립포밍시 형성되는 추가의 콘크리트 턱의 유무이다. 또한 실험체들에 대하여 비선형 단면해석을 실시하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 실험으로부터, TRS는 설계하중을 충분히 지지할 수 있는 휨성능과 연성능력을 가지고 있으며 실험체의 강도는 기준 식으로 적절하게 예측될 수 있는 것으로 나타났다. 추가의 턱은 실험체의 강도에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났으며 이에 따라 이들 턱은 굳이 추가의 작업을 통하여 제거할 필요는 없는 것으로 사료된다. 비선형 단면해석을 통하여 TRS의 휨거동을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 슬립포밍에 의한 콘크리트의 취성적인 특성을 해석에서 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다.

콘크리트 배합조건에 따른 수축저감제의 건조수축 특성 (Drying Shrinkage Characteristics of the Concrete Incorporated Shrinkage Reducing Agent According to Mixed Proportion of Concrete)

  • 김영선;김광기;박순전;김정선
    • 한국건축시공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.245-252
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    • 2017
  • 최근 소비패턴의 변화에 따라 대형마트, 아울렛 및 물류창고 등과 같은 구조물들이 증가하고 있다. 이와 같은 구조물들은 초평탄 바닥부재를 포함하고 있기 때문에 소성 및 건조수축에 의한 슬래브 부재의 균열 억제 관리를 철저하게 실시한다. 슬래브 부재의 균열을 억제하기 위한 방안으로 화학적 균열저감 방법을 사용하고 있으며, 특히 수축저감제에 대한 사용검토가 증가하고 있다. 그러나 이에 대한 국내 연구결과는 부족한 상황이다. 본 연구에서는 수축저감제를 사용한 콘크리트의 수축특성과 배합요인 변동에 따른 건조수축 특성을 검토하였다. 국내 수축저감제는 해외 고급형 수축저감제와 성능이 유사한 것으로 나타났으며, 수축저감제 사용량이 증가할수록 건조수축 억제 효과는 높아지는 것으로 나타났다. 수축저감제 1.5%를 사용한 시험체는 재령 100일에서 수축저감제를 사용하지 않은 시험체에 비해 건조수축량이 약 절반으로 나타났다. 또한, 혼화재료 사용에 대해 특별한 성능변화는 없는 것으로 확인되었다.

반복 일사하중에 대한 철근콘크리트 지붕슬래브의 구조적 거동 (Structural Behavior of RC Roof Slab under Cyclic Temperature Load)

  • 서수연;윤승조;조용만;최기봉
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.67-74
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    • 2010
  • 철근콘크리트 지붕 슬래브에 작용하는 온도변화는 여름에는 부재를 팽창시키고 겨울에는 수축시키기 때문에 콘크리트의 응력변화를 야기시키며 이와 같은 거동은 년단위로 반복되어 사용성과 극한상태 모두에 대해서 부재의 구조성능에 영향을 미친다. 본 논문에서는 최근 20년 동안 한국의 기상변화를 분석하여 온도변화의 패턴을 계산하였으며 또한 이와 같이 장기적으로 반복되는 온도변화에 대한 영향을 실험적으로 연구하였다. 6개의 동일한 형태를 가진 철근콘크리트 슬래브를 제작하고 가력주기와 손상유무를 주 변수로 실험을 실시하였다. 실험으로부터, 1년, 10년 20년 동안의 가력기간 변화에 따른 슬래브의 강성변화에서, 여름의 경우에는 10년에서 1년 일 때의 강성과 비교하여 약 30% 정도 감소되고 겨울의 경우에는 30년 이후부터 약 31%(1년과 비교) 저하되는 것으로 나타났다. 또한 이들 손상된 RC슬래브에 대한 파괴실험을 통하여 슬래브 부재의 보유성능을 평가한 결과, 외기에 노출된 기간의 변화에 따른 슬래브 부재의 초기강성 및 최대내력의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다. 단, 20년 이상의 반복온도하중을 받은 경우에는 항복내력이 낮아지는 경향을 보이는 것으로 나타났다.

Splitting of reinforced concrete panels under concentrated loads

  • Foster, Stephen J.;Rogowsky, David M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제5권6호
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    • pp.803-815
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    • 1997
  • It is well understood that concentrated forces applied in the plane of a beam or panel (such as a wall or slab) lead to splitting forces developing within a disturbed region forming beyond the bearing zone. In a linearly elastic material the length of the disturbed region is approximately equal to the depth of the member. In concrete structures, however, the length of the disturbed region is a function of the orthotropic properties of the concrete-steel composite. In the detailing of steel reinforcement within the disturbed regions two limit states must be satisfied; strength and serviceability (in this case the serviceability requirement being acceptable crack widths). If the design requires large redistribution of stresses, the member may perform poorly at service and/or overload. In this paper the results of a plane stress finite element investigation of concentrated loads on reinforced concrete panels are presented. Two cases are examined (i) panels loaded concentrically, and (ii) panels loaded eccentrically. The numerical investigation suggests that the bursting force distribution is substantially different from that calculated using elastic design methods currently used in some codes of practice. The optimum solution for a uniformly reinforced bursting region was found to be with the reinforcement distributed from approximately 0.2 times the effective depth of the member ($0.2D_e$) to between $1.2D_e$ and $1.6D_e$. Strut and tie models based on the finite element analyses are proposed herein.