• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권2호
• /
• pp.277-288
• /
• 2022

A novel flat steel plate-concrete-corrugated steel plate (FS-C-CS) sandwich panel was proposed for resisting impact load. The failure mode, impact force and displacement response of the FS-C-CS panel under impact loading were studied via drop-weight impact tests. The combined global flexure and local indentation deformation mode of the FS-C-CS panel was observed, and three stages of impact process were identified. Moreover, the effects of corrugated plate height and steel plate thickness on the impact responses of the FS-C-CS panels were quantitatively analysed, and the impact resistant performance of the FS-C-CS panel was found to be generally improved on increasing corrugated plate height and thickness in terms of smaller deformation as well as larger impact force and post-peak mean force. The Finite Element (FE) model of the FS-C-CS panel under impact loading was established to predict its dynamic response and further reveal its failure mode and impact energy dissipation mechanism. The numerical results indicated that the concrete core and corrugated steel plate dissipated the majority of impact energy. In addition, employing end plates and high strength bolts as shear connectors could prevent the slip between steel plates and concrete core and assure the full composite action of the FS-C-CS panel.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제58권3호
• /
• pp.175-181
• /
• 2021

This study describes the model tests in ice according to the frictional coefficient of an ice-breaking ship and the change in ice resistance by the analysis method for each component of ice resistances. The target vessel is a 90K DWT ice-breaking tanker capable of operating in ARC7 ice conditions in the Arctic Ocean, and twin POD propellers are fitted. The hull was specially painted with four different frictional coefficients on the same ship model. The total ice resistance can be separated by ice breaking, ice buoyancy, ice clearing resistances through the tests in level ice, pre-sawn ice and creep test in pre-sawn ice under sea ice thickness of 1.2 m and 1.7 m. Ice resistance was analyzed by correcting the thickness and bending strength of model ice by the ITTC correction method. As the frictional coefficient between the hull and ice increases, ice buoyancy and clearing resistances increase significantly. When the surface of the hull is rough, it is considered that the broken ice pieces do not slip easily to the side, resulting in an increase in ice buoyancy resistance. Also, the frictional coefficient was found to have a great influence on the ice clearing resistance as the ice thickness became thicker.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제43권2호
• /
• pp.139-152
• /
• 2022

Steel-reinforced concrete (SRC) L-shaped column is the vertical load-bearing member with high spatial adaptability. The seismic behavior of SRC L-shaped column is complex because of their irregular cross sections. In this study, the hysteretic performance of six steel truss reinforced concrete L-shaped columns specimens under the combined loading of compression, bending, shear, and torsion was tested. There were two parameters, i.e., the moment ratio of torsion to bending (γ) and the aspect ratio (column length-to-depth ratio (φ)). The failure process, torsion-displacement hysteresis curves, and bending-displacement hysteresis curves of specimens were obtained, and the failure patterns, hysteresis curves, rigidity degradation, ductility, and energy dissipation were analyzed. The experimental research indicates that the failure mode of the specimen changes from bending failure to bending-shear failure and finally bending-torsion failure with the increase of γ. The torsion-displacement hysteresis curves were pinched in the middle, formed a slip platform, and the phenomenon of "load drop" occurred after the peak load. The bending-displacement hysteresis curves were plump, which shows that the bending capacity of the specimen is better than torsion capacity. The results show that the steel truss reinforced concrete L-shaped columns have good collapse resistance, and the ultimate interstory drift ratio more than that of the Chinese Code of Seismic Design of Building (GB50011-2014), which is sufficient. The average value of displacement ductility coefficient is larger than rotation angle ductility coefficient, indicating that the specimen has a better bending deformation resistance. The specimen that has a more regular section with a small φ has better potential to bear bending moment and torsion evenly and consume more energy under a combined action.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권10호
• /
• pp.5-15
• /
• 2009

본 논문에서는 옥천 및 창녕지역에서 총 24회 수행한 암반앵커 현장인발시험의 결과를 나타내었다. 시험앵커의 정착깊이는 1~6m로 서로다른 암반내에 설치하였다. 앵커의 대부분은 고강도 이형철근인 SD40-D51mm를 사용함으로써 다른 파괴가 일어나기 전에 암반파괴가 먼저 일어나도록 유도하여 암반의 인발저항력을 파악하고자 하였으며, 일부에서는 SD40-D32mm앵커를 설치하여 앵커의 파괴도 아울러 살펴보았다. 많은 시험에서 파괴는 항복에 이르는 극한하중까지 관찰할 수 있었으며, 암반파괴형상은 암반이 들어올려지면서 방사상으로 균열이 발달하는 형태를 나타내었다. 또한 시멘트그라우트와 텐던사이의 부착강도를 평가하고자 방식쉬이스가 설치된 앵커에 대해 실내실험을 실시하였다. 실험결과 텐던-그라우트 사이의 부착강도는 그라우트 일축압축강도의 18~25%로 나타났으며, 방식쉬이스에 의한 부착력 감소는 무시할 수 있을 정도로 작게 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.71-82
• /
• 2022

This paper presents the effect on the inelastic behavior and structural performance of concrete and filled steel pipe through a numerical method for reliable judgment under various load conditions of the CJS composite structural system. Variable values optimized for the CJS synthetic structural system and the effects of multiple variables used for finite element analysis to present analytical modeling were compared and analyzed with experimental results. The Winfrith concrete model was used as a concrete material model that describes the confinement effect well, and the concrete structure was modeled with solid elements. Through geometric analysis of shell and solid elements, rectangular steel pipe columns and steel elements were modeled as shell elements. In addition, the slip behavior of the joint between the concrete column and the rectangular steel pipe was described using the Surface-to-Surface function. After finite element analysis modeling, simulation was performed for cyclic loading after assuming that the lower part of the foundation was a pin in the same way as in the experiment. The analysis model was verified by comparing the calculated analysis results with the experimental results, focusing on initial stiffness, maximum strength, and energy dissipation capability.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3A호
• /
• pp.375-381
• /
• 2008

본 연구는 기존의 perfobond rib을 절곡시켜 변형시킨 형태인 corrugated rib 전단연결재의 전단강도를 평가하기 위하여 push-out 실험을 통하여 기존의 전단연결재인 stud, perfobond rib 전단연결재와 비교하였다. Corrugated rib 전단연결재의 전단강도에 기여하는 요인인 홀의 유무, 관통철근의 유무, 파형의 파고, rib의 높이 등을 고려하여 총 12본의 push-out 시험체를 제작하였다. 실험결과 corrugated rib 전단연결재 시험체는 콘크리트 슬래브의 지압성 파괴에 의하여 파괴 모드가 결정되었으며, 용접부의 파괴는 발생하지 않았다. 또한 corrugated rib 전단연결재가 perfobond rib 전단연결재보다 최대 96%의 전단저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 관통철근의 배근유무에 따라 48%의 전단강도가 증가하는 것으로 나타났다. Corrugated rib 전단연결재의 홀 및 관통철근에 의해 콘크리트 다웰 효과가 증가되었으며, 파형의 파고 및 rib의 높이가 증가할수록 콘크리트 지압저항 영역의 증가로 인하여 전단강도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권4A호
• /
• pp.267-279
• /
• 2009

이 논문에서는 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물의 단조증가 하중에서 비선형 해석모델을 소개하고 있다. 일반콘크리트에 비해 압축강도와 인장강도가 증가한 초고강도 강섬유보강 콘크리트는 그 거동이 일반콘크리트와 다른 특성을 가지고 있다. 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 해석을 하기에 앞서 실험결과를 이용하여 압축영역에서 응력-변형률, 관계를 회귀분석을 통하여 유추하였고, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물 거동의 정확한 예측을 위하여 등가일축 응력-변형률 관계를 이용하였다. 또한 균열의 진전에 따른 균열각을 모사하기 위해 평면응력 요소를 이용하였고, 분산철근모델을 이용하여 해석에 적용하였다. 한편, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트의 인장영역에서 응력-변형률 관계를 정의하기 위해 철근과 콘크리트의 부착응력-부착슬립 관계와 강섬유의 영향 등을 고려한 새로운 인장강화 모델을 제안하고 있다. 끝으로 제안된 알고리즘과 응력-변형률 관계 및 인장강화 모델을 한국건설기술연구원에서 실험한 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 부재에 대한 수치해석을 수행하여 실험결과와 비교, 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6D호
• /
• pp.961-968
• /
• 2006

도로의 가장자리에 설치되는 경계석과 측구는 교통사고로부터 보행자를 보호하고 강우로 인한 차량의 미끄러짐을 방지하는 중요한 구조물이다. 그러나 경계석과 측구를 시공함에 있어 대부분의 공정을 인력으로 수행하는 기존 시공법은 작업성과 시공품질, 시공비 등의 측면에서 많은 문제점을 안고 있다. 본 연구에서는 기존 시공법이 갖고 있는 많은 문제점들을 해결할 수 새로운 시공법을 개발하였다. 새로운 공법으로 시공된 경계석과 측구의 구조적인 안정성과 시공품질을 확인하기 위하여 기존공법과 신공법으로 시공된 경계석에 대해서 인발과 수평재하시험을 실시함과 동시에 기존공법과 신공법으로 시공된 측구에서 채취된 콘크리트 시편에 대해 일축압축시험도 실시하였다. 시험결과 신공법으로 시공된 경계석의 선형과 측구콘크리트의 강도는 크게 향상되었으며, 신공법으로 시공된 경계석의 인발 및 수평저항력은 기존공법으로 시공된 경우보다 각각 10.7배와 2.5배 큰 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.421-428
• /
• 2014

이 연구는 파형 GFRP 전단연결재가 보강된 중단열 벽체의 면내전단거동을 알아보기 위하여 실시되었다. 기존의 중단열 벽체의 단열성능 향상과 내/외측 벽체의 합성거동을 위하여 파형 GFRP 전단연결재를 보강하였다. 실험체는 2개의 단열재로 구분된 3개의 콘크리트 벽체로 구성되어 있으며, 중앙부 벽체에 수직방향의 전단력을 가하였다. 주요변수는 단열재의 종류 (압출법 보온판 및 비드법 보온판) 및 보강된 전단연결재의 너비(300 및 400 mm)과 폭(10 및 15 mm)를 변수로 설정하였으며, 실험체의 파괴양상 및 전단흐름강도-평균상대변위 관계 대한 분석을 실시하였다. 실험 결과 콘크리트와 단열재의 부착응력은 중단열 벽체의 초기거동에 상당한 영향이 있는 것으로 판단되며, 전단연결재가 보강되지 않은 경우 XPSS를 사용한 중단열 벽체의 강성 및 강성이 EPS 단열재의 경우보다 높게 나타났다. 전단연결재의 보강효과는 단열재에 따라 상이하게 나타났으며, 전단연결재의 보강상세에 단열재의 역학적 특성을 고려해야 할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제36권5호
• /
• pp.553-568
• /
• 2020

Steel-concrete composite structures have been extensively used in building, bridges, and other civil engineering infrastructure. Shear stud connectors between steel and concrete are essential in composite members to guarantee the effectiveness of their behavior in terms of strength and deformability. This study focuses on investigating the shear stiffness of headed studs embedded in several types of concrete with wide range of compressive strength, and their effects on the elastic behavior of steel-concrete composite girders were evaluated. Firstly, totally 206 monotonic push-out tests from the literature were reviewed to investigate the shear stiffness of headed studs embedded in various types of concrete (NC, HPC, UHPC etc.). Shear stiffness of studs is defined as the secant stiffness of the load-slip curve at 0.5V_u, and a formulation for predicting defined shear stiffness in elastic state was proposed, indicating that the stud diameter and the elastic modulus of steel and concrete are the main factors. And the shear stiffness predicted by the new formula agree well with test results for studs with a diameter ranging from 10 to 30 mm in the concrete with compressive strength ranging from 22.0 to 200.0MPa. Then, the effects of shear stiffness on the elastic behaviors of composite girders with different sizes and under different loading conditions were analyzed, the equations for calculating the stress and deformation of simply supported composite girders considering the influence of connection's shear stiffness were derived under different loading conditions using classical linear partial-interaction theory. As the increasing of shear stiffness, the stress and deflection at the most unfavorable section under partial connected condition tend to be those under full connected condition, but the approaching speed decreases gradually. Finally, the connector's shear stiffness was recommended for fully connection in composite girders with different dimensions under different loading conditions. The findings from present study may provide a reference for the prediction of shear stiffness for headed studs and the elastic design of steel-concrete composite girder.