• Computers and Concrete
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• 제32권4호
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• pp.425-438
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• 2023

In this article, the performance of steel fiber-reinforced concrete (SFRC) flat slabs was investigated numerically. The influence of flexural steel reinforcement, steel fiber content, concrete compressive strength, and slab thickness were discussed. The numerical model was developed using ATENA-Gid, user-friendly software for non-linear structural analysis for the evaluation and design of reinforced concrete elements. The numerical model was calibrated based on eight experimental tests selected from the literature to validate the actual behavior of steel fiber in the numerical analysis. Then, a parametric study of 144 specimens was generated and discussed the impact of various parameters on the punching shear strength, and statistical analysis was carried out. The results showed that slab thickness, steel fiber content, and concrete compressive strength positively affect the punching shear capacity. The fib Model Code 2010 for specimens without steel fibers and the model of Muttoni and Ruiz for SFRC specimens presented a good agreement with the results of this study.

• 콘크리트학회지
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• 제7권4호
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• pp.119-128
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• 1995

이 연구는 최근 건설공사에서의 인력 및 원가의 절감, 공기의 단축 등을 도모하기 위하여 도입되고 있는 하프슬래브의 실용화를 위한 구조거동을 알아보기 위한 실험적 연구이다. PC 패널의 두께, 트러스메쉬의 형사, 가력하중의 형태를 변수로 총 17개의 시험체를제작하여 PC 패널, 하프슬래브, 하프슬래브-벽체 접합부의 휨성능 실험을 하였다. 실험결과, 부방향 하중을 받는 PC 패널의 휨강도가 설계강도보다 작게 나타났으나 정방향 하중을 받는 PC판넬과 덧침콘크리트의 분리현상이 발견되지 않았으며 휨강도 또한 일체로 타설한 부재와 같은 휨내력을 발현하였다. 따라서, 본 연구에서는동바리를 2.0-2.5m간격으로 설치하고, PC판넬과 덧침콘크리트와의 접합면을 조면처리하고 청결을 유지하면 사용상 문제가 없는 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.39-47
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• 2022

국내의 공동주택 보급률 증가에 따라 층간소음으로 인한 문제가 증가하고 있다. 이를 예방하기 위하여 바닥 충격음 차단 구조에 대한 수요가 높아지고 있으며 해당 구조에 대한 성능 인증이 이뤄지고 있지만 소음 차단 성능이 현장에서는 재현되지 않는다는 문제점이 있다. 해당 구조가 제 성능을 발휘하기 위해서는 일정 두께 이상의 마감 모르타르 타설이 필요하며, 해당 구조의 시공 적정성 판정을 위하여 GPR을 이용한 두께 측정 실험을 진행하였다. 본 연구에서 개발한 두께 측정 알고리즘은 측정된 데이터를 기반으로 상대유전율을 설정할 수 있어 정확한 두께 값을 측정할 수 있다. 네 종류의 바닥 충격음 차단 인증 구조에서 GPR 두께 측정 실험을 진행하였으며, GPR 데이터와 천공 측정 데이터 간 평균 오차는 1.95mm로 나타났다. 또한 마감재 유무가 측정값에 미치는 영향을 조사하기 위하여 총 3가지 종류의 마감재를 배치하고 실험을 진행으며, 평균 오차는 1.70mm로 나타났다. 추가적으로 장비의 샘플링 오차, 개발 알고리즘 변수, 천공 오차등을 종합적으로 고려하였을 때, GPR 계측 및 제안 알고리즘은 매우 높은 정확도로 슬래브 마감 모르타르의 두께 측정에 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제29권3호
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• pp.72-78
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• 2014

The minimum thickness of long-span deck slab is proposed by checking the limit state according to the Korean highway bridge design code(limit state design). Both minimizing thickness and ensuring safety of deck slab are important design factors to increase a competitive price of the long span deck slabs. The required thicknesses for satisfying flexural capacity, preventing punching shear failure and limiting deflection were calculated by considering KL-510 load model which has increased total load compared to DB 24 from 432 kN to 510 kN. The results of the required thickness for various limit states were compared to propose the minimum thickness as a function of span length of deck slabs. The proposed minimum thickness is influenced by satisfying flexural capacity and limiting deflection. It turns out to be similar compared to the results of the previous study by ultimate strength design method even if the live load model was increased in total weights.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.126-133
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• 2017

본 연구는 원형 천공된 플랫 형태와 팔각형 형태의 중공을 가지는 슬래브의 전단강도를 평가하고 있다. 최근 건축구조물에서 슬래브 두께에 대한 증가와 품질관리에서 요구되는 수준이 상향됨에 따라 프리캐스트 중공 슬래브 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 중공 슬래브 시스템은 널리 알려진 바와 같이 슬래브의 자중을 감소시킬 수 있는 효율적인 바닥시스템이다. 하지만 중공슬래브는 전단에 저항하는 슬래브 웨브의 콘크리트 면적 감소로 전단강도 성능이 저하될 수 있다. 특히, 프리캐스트 중공슬래브는 PC 슬래브 데크의 접합면이 발생하며, 접합면의 균열로 인한 전단파괴가 일어나지 않도록 방지하여야 한다. 본 연구에서는 I-슬래브 시스템의 전단강도를 평가하기 위하여 3점 가력에 의한 주축 및 직교축에 대한 전단 실험을 실시하였다. 실험결과 I-슬래브가 PC 접합면이 포함되어짐에도 불구하고 이론강도에 대하여 충분한 전단강도 성능을 보유하는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.604-611
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• 2005

The relationship between floor impact sound and vibration has been studied by field measurements, and the vibration modal characteristics have been analyzed. Vibration levels impacted by a standard heavy-weight impact source have been predicted according to the main design parameters using finite element method. Experimental results show that the dominant frequencies of the heavy impact sounds range below 100 Hz and that they are coincident with natural frequencies of the concrete slab. In addition, simple 2-dimensional finite element models are proposed to substitute 2 types of 3-dimensional models of complicated floor structural slabs those by The analytical result shows that the natural frequencies from first to fifth mode well correspond to those by experiments with an error of less than $12\%$, and acceleration peak value iscoincident with an error of less than $2\%$. Using the finite element model. vibration levels areestimated according to the design Parameters, slab thickness, compressive strength, and as a result, the thickness is revealed as effective to increase natural frequencies by $20\~30\%$ and to reduce the vibration level by 3$\~$4 dB per 30 mm of extra thickness.

• 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.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제9권3호
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• pp.271-287
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• 2022

This study investigates the bending behavior of a composite concrete slab roof with different methods of externally strengthing using steel plates and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. First, the concrete slab model which was reinforced with CFRP strips on the bottom surface of it is validated using experimental data, and then, using numerical modeling, 7 different models of square-shaped composite slab roofs are developed in ABAQUS software using the finite element modeling. Developed models include steel rebar reinforced concrete slab with variable thickness of CFRP and steel plates. Considering the control sample which has no external reinforcement, a set of 8 different reinforcement states has been investigated. Each of these 8 states is examined with 6 different uncertainties in terms of the properties of the materials in the construction of concrete slabs, which make 48 numerical models. In all models loading process is continued until complete failure occurs. The results from numerical investigations showed using the steel plates as an executive method for strengthening, the bending capacity of reinforced concrete slabs is increased in the ultimate bearing capacity of the slab by about 1.69 to 2.48 times. Also using CFRP strips, the increases in ultimate bearing capacity of the slab were about 1.61 to 2.36 times in different models with different material uncertainties.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.155-163
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• 2013

이 연구는 도넛형 이방향 중공슬래브에 매입된 이형철근의 부착특성 및 부착강도 산정을 위한 기초적인 연구이다. 도넛형 이방향 중공슬래브의 철근 부착특성 및 부착강도 산정을 위해 pull-out test를 수행하였다. 도넛형 중공형성체는 슬래브 내부에 배치되어 철근과 중공형성체 사이에 내부의 피복이 형성된다. 이러한 내부피복두께는 외부피복두께보다 상대적으로 작은 피복두께를 가지며 중공형상에 따라 $2.5d_b$보다 작은 내부피복두께가 형성되기 때문에 철근의 부착에 영향을 미치게 된다. 또한 중공형성체가 일정 간격으로 떨어져 배치되어 있으므로 인장철근을 감싸고 있는 피복두께의 조건이 철근의 길이방향으로 변하게 된다. 따라서 도넛형 이방향 중공슬래브의 부착특성을 알아보기 위해서 중공형성체 형상에 따라 부착구간을 구분하였다. 구간별로 내부피복두께에 따른 부착응력-슬립 관계를 확인하였으며, 중공형성체 전 구간에 걸친 부착응력분포를 확인하여 철근의 길이방향에 따른 부착응력의 발현정도를 확인하였다. 또한 구간별 부착응력-슬립 관계를 기반으로 하여 도넛형 중공슬래브의 부착강도를 산정할 수 있는 부착강도 산정 방법을 제안하였다.