• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제11권1호
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• pp.161-169
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• 2017

Flat slab systems are vastly used in multi-story buildings because of their savings in story height and construction time, as well as for their flexibility in architectural remodeling. However, they frequently suffer brittle punching-shear failure around columns, especially when subjected to lateral loads. Therefore, seismic codes labeled flat slabs as non-ductile systems. This research goal is investigating some construction alternatives to enhance flat slab ductility and deformability. The alternatives are: adding different types of punching-shear reinforcement, using discreet fibers in concrete mixes, and increasing thickness of slab around columns. The experimental study included preparation and testing of seven half-scale interior slab-column connections up to failure. The first specimen is considered a reference, the second two specimens made of concrete mixes with different volumetric ratios of polymer fibers. Another three specimens reinforced with different types of punching-shear reinforcement, and the last specimen constructed with drop panel of inverted pyramidal shape. It is found that using the inverted pyramid-shape drop panel of specimen, increases the punching-shear capacity, and the initial and the post-cracking stiffnesses. The initial elastic stiffnesses are different for all specimens especially for the slab with closed stirrups where it is experienced the highest initial stiffness compared to the reference slab.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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• pp.379-384
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• 2009

It is of great importance to assure the running safety and ride comfort in designing the floating slab track for the mitigation of train-induced vibration. In this paper, for this, analyzed are the system requirements for the running safety and ride comfort, and then, the behavior of train and track at the transition zone between the floating slab track and the conventional concrete slab track according to several main design variables such as spring constant, damping coefficient, spacing and arrangement of isolators and slab length, using the dynamic analysis technique considering the train-track interaction. The results of numerical analysis demonstrate that the discontinuity of the support stiffness at the transition results in a drastic increase of the vertical vibration acceleration of the train body, wheel-rail interaction force, rail bending stress and uplift force. The increase becomes higher with the decrease of the spring constant of isolators and the increase of the isolator spacing, but the damping ratio does not significantly affect the behavior of train and track at the transition. Therefore, to assure the running safety and ride comfort, simultaneously increasing the effectiveness of vibration isolation, it is effective to minimize the relative vertical offset between the floating slab and the conventional track slab by adjusting the spring constant and spacing of isolators at the transition.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권3호
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• pp.417-430
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• 2023

As the key part in the reinforced concrete column-steel beam (RCS) frame, the beam-column joints are usually subjected the axial force, shear force and bending moment under seismic actions. With the aim to study the seismic behavior of RCS joints with and without RC slab, the quasi-static cyclic tests results, including hysteretic curves, slab crack development, failure mode, strain distributions, etc. were discussed in detail. It is shown that the composite action between steel beam and RC slab can significantly enhance the initial stiffness and loading capacity, but lead to a changing of the failure mode from beam flexural failure to the joint shear failure. Based on the analysis of shear failure mechanism, the calculation formula accounting for the influence of RC slab was proposed to estimate shear strength of RCS joint. In addition, the finite element model (FEM) was developed by ABAQUS and a series of parametric analysis model with RC slab was conducted to investigate the influence of the face plates thickness, slab reinforcement diameter, beam web strength and inner concrete strength on the shear strength of joints. Finally, the proposed formula in this paper is verified by the experiment and FEM parametric analysis results.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.13-24
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• 2006

콘크리트 포장은 모서리(Edge) 부분에 차량 하중이 작용할 때 큰 응력을 받게 되며 이러한 응력은 포장의 거동 및 장기 공용성에 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 콘크리트 포장의 유한요소 모델을 사용하여 콘크리트 포장의 모서리 부분에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 하중의 한쪽 차륜이 접하여 작용할 때 포장의 응력 분포와 최대 응력을 분석하기 위하여 수행되었다. 우선 종방향과 횡방향을 따라 응력의 분포 형태를 분석하였고, 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트 탄성계수, 지반 탄성계수 등이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 하중 접지면적과 연관된 하중 접지압의 변화에 따른 콘크리트 포장의 응력 분포도 분석하였다. 그리고 콘크리트 포장에서 최대 응력이 어느 위치에서 발생하는지에 대한 연구도 수행하였다. 연구 결과 모서리부 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력은 콘크리트의 탄성계수가 증가할수록, 슬래브의 두께가 감소할수록, 그리고 지반 탄성계수가 감소할수록 증가하였다. 하중 접지압의 변화에 따른 최대 응력은 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수의 크기에 따라서는 거의 일정한 변화를 보였으나 슬래브 두께는 얇아질수록 접지압에 따른 최대 응력의 변화가 뚜렷이 보였다. 최대 응력이 생기는 횡방향의 위치는 콘크리트 탄성계수와 지반 탄성계수에는 무관하게 일정하다. 하지만 슬래브의 두께는 두꺼워질수록 최대 응력의 횡방향 상 위치가 모서리에서 내부로 이동한다. 종방향의 최대 응력이 생기는 위치는 단축과 복축 하중일 경우는 축의 위치이며, 삼축 하중일 경우에는 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 상 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.41-50
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• 2010

고층건물에 플랫 플레이트의 사용이 증가하면서, 과도한 시공 하중의 작용과 그에 따른 슬래브의 장기 처짐은 콘크리트 슬래브 설계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 콘크리트의 균열과 조기재령 슬래브의 처짐을 예측하기 위해서는 시공하중을 정확히 산출할 필요가 있다. 이러한 플랫 플레이트의 시공하중은 다양한 설계 요소에 영향을 받음에도 불구하고, 대부분의 기존 시공하중 산정법의 영향 요소는 시공주기와 콘크리트의 재료적 성질, 동바리 지지층수로 국한되어왔다. 이 연구에서는 이러한 영향을 포함하여, 동바리 강성과 콘크리트 균열의 영향을 이론적으로 연구하였다. 연구결과를 바탕으로 시공하중 산정을 위한 간단한 방법을 개발하였다. 제안법에서 시공하중 산정은 최상층 슬래브 타설과하부 동바리 제거 두 단계로 나누어진다. 각 단계에서 시공하중 증가분만큼 동바리와 슬래브의 강성비에 따라 하부 슬래브로 하중이 전달된다. 제안방법은 기존 시공하중 산정법과 비교되었다. 실제 시공하중 계측결과와 제안법의 비교는 연계된 논문에서 기술된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권1호
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• pp.81-89
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• 2023

A simplified calculation method of natural vibration characteristics of high-speed railway multi-span bridge-longitudinal ballastless track system is proposed. The rail, track slab, base slab, main beam, bearing, pier, cap and pile foundation are taken into account, and the multi-span longitudinal ballastless track-beam-bearing-pier-cap-pile foundation integrated model (MBTIM) is established. The energy equation of each component of the MBTIM based on Timoshenko beam theory is constructed. Using the improved Fourier series, and the Rayleigh-Ritz method and Hamilton principle are combined to obtain the extremum of the total energy function. The simplified calculation formula of the natural vibration frequency of the MBTIM under the influence of vertical and longitudinal vibration is derived and verified by numerical methods. The influence law of the natural vibration frequency of the MBTIM is analyzed considering and not considering the participation of each component of the MBTIM, the damage of the track interlayer component and the stiffness change of each layer component. The results show that the error between the calculation results of the formula and the numerical method in this paper is less than 3%, which verifies the correctness of the method in this paper. The high-order frequency of the MBTIM is significantly affected considering the track, bridge pier, pile soil and pile cap, while considering the influence of pile cap on the low-order and high-order frequency of the MBTIM is large. The influence of component damage such as void beneath slab, mortar debonding and fastener failure on each order frequency of the MBTIM is basically the same, and the influence of component damage less than 10m on the first fourteen order frequency of the MBTIM is small. The bending stiffness of track slab and rail has no obvious influence on the natural frequency of the MBTIM, and the bending stiffness of main beam has influence on the natural frequency of the MBTIM. The bending stiffness of pier and base slab only has obvious influence on the high-order frequency of the MBTIM. The natural vibration characteristics of the MBTIM play an important guiding role in the safety analysis of high-speed train running, the damage detection of track-bridge structure and the seismic design of railway bridge.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권4호
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• pp.471-482
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• 2018

The composite reinforced concrete and steel (RCS) structural systems have larger structural lateral stiffness, higher inherent structural damping, and faster construction speed than either traditional reinforcement concrete or steel structures. In this paper, four RCS subassemblies with or without the RC slab designed following a strong column-weak beam philosophy were constructed and tested under reversed-cyclic loading. Parameters including the width of slab and composite effect of the RC slab and beam were explored. The test results showed that all specimens performed in a ductile manner with plastic hinges formed in the beam ends near the column faces. The seismic responses of composite connections are influenced significantly by different width of slabs. Compared with that of the steel beam without the RC slab, it was found that the load carrying capacity of composite connections with the RC slab increased by 30% on average, and strength degradation, energy dissipation also had better performance, while the ductility of that were almost the same. Furthermore, the contribution of connection deformation to the overall specimen displacement was analyzed and compared. It decreased approximately 10% due to the coupling effect in the columns and beams with the RC slab. Based on the test result, some suggestions are presented for the design of composite RCS joints.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.695-702
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• 2006

본 연구는 콘크리트 포장에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 차량 하중이 작용할 때 포장의 응력 분포와 최대 응력을 변환영역에서의 해석법을 이용하여 분석하였다. 우선 변환영역에서의 해석법을 이용한 결과와 유한요소법을 이용한 결과를 비교하여 해석법의 정확성을 파악하였다. 그리고 종방향과 횡방향을 따라 응력의 분포형태를 분석하고, 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트 탄성계수, 지반 탄성계수 등이 응력 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 하중 접지면적과 연관된 하중 접지압의 변화에 따른 콘크리트 포장의 응력 분포도 분석하였으며 콘크리트 포장에서 최대 응력이 어느 위치에서 발생하는지에 대한 연구도 수행하였다. 연구 결과 다축 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력은 콘크리트의 탄성계수가 증가할수록, 슬래브의 두께가 감소할수록, 그리고 지반 탄성계수가 감소할수록 증가하였다. 이러한 변수 등이 변할 때 축수에 따른 최대 응력 비율의 변화는 대체적으로 미소하지만 지반 탄성계수가 작을 때는 축수가 증가 할수록 최대 응력 비율이 급격히 증가한다. 횡방향의 최대 응력 발생 위치는 일반적으로는 접지압이 증가하면 바깥쪽에서 안쪽으로 이동하며 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하거나 지반 탄성계수가 감소할 때도 최대 응력 발생 위치는 바깥쪽에서 안쪽으로 이동한다. 종방향 상의 최대 응력 위치는 하중 접지압에 영향을 받지 않으며 단축과 복축 하중일 경우는 축의 위치이며 삼축 하중일 경우에는 콘크리트 탄성계수나 슬래브 두께가 증가하던지 또는 지반 탄성계수가 감소하면 최대 응력이 생기는 종방향 위치가 양쪽 바깥축에서 중간축의 위치로 바뀌게 된다.

• 한국주거학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.61-69
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• 2006

Vertical vibrations on the slab of buildings are affected by types of vibration sources, transfer paths, and the material property and the size of members. Among these parameters, the vibration sources and the transfer path can not be controlled, but the property and the size of members can be controlled in the phase of design the members. In this study, the vibration responses according to the property and size of members were obtained by using a prediction program based on dynamic-stiffness matrix. Three parameters which are not usually considered as major factors for architecral planning were selected fur these analyses. They are the strength of materials, the thickness of wall and the thickness of slab. The ground vibration source located near a building was used as vibration input data in the analyses. This study has its originality on presenting appropriate property and size of structural members in order to reduce vertical vibration of slab in shear-wall structures. Analysing the results from the vibration estimation program according to the variations of parameters, the appropriate ratio among the sizes of structural members were proposed. From these results, the vibration level on the slab which is not constructed yet would be predicted and the vibration peak level can be reduced or shifted into the desirable frequency range. Therefore, the vertical vibration could be controlled in the phase of designing buildings.

• 지구물리와물리탐사
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• 제16권1호
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• pp.45-52
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• 2013

본 연구에서는 판상 구조물의 비파괴시험을 위한 충격응답시험기 및 운용 소프트웨어를 개발하였으며, 콘크리트 또는 아스팔트로 포장된 인도에서 충격응답 자료 취득 시험을 실시하였다. 현장 자료 취득 시험에서 개발된 시스템은 안정적으로 신속하게 충격응답반응을 측정하였다. 현장 시험 결과, 포장재 특성에 따라 동적강성, 평균운동성 등의 절대 값이 크게 변화 하였다. 또한 일부 구간에서는 포장재 또는 하부 지반의 변화를 반영하는 것으로 판단되는 값의 변화가 측정되었다. 본 연구를 통해 만들어진 시스템은 판상구조물의 상태에 대한 정보를 쉽고 빠르게 획득할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 장비를 이용하여 조사 대상물에 대한 2차원 측정과 모니터링을 한다면, 구조물의 유지 보수에 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.