• 제목/요약/키워드: steel fiber reinforcement

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강섬유보강 고강도콘크리트를 적용한 최상층 접합부의 내진성능 평가 (Seismic Performance Assessment of Roof-Level Joints with Steel Fiber-Reinforced High-Strength Concrete)

  • 김상희;권병운;강현구
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.235-244
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    • 2016
  • 본 논문에서는 고강도콘크리트와 SD600 철근을 적용한 특수모멘트골조의 최상층 접합부 내진성능을 파악하고자 한다. 실험체 중 K-RC-H는 내진규정에 따라 제작되었으며, K-HPFRC-H에는 횡보강근 간격을 150%로 증가시키면서 대신 강섬유를 부피비 1.0% 혼입하였다. K-RC-H, K-HPFRC-H 실험체 모두 주근이 파단하기 이전까지 내력 저하가 거의 없었고 에너지 소산능력 등에서 우수한 내진성능을 보였다. 접합부내의 U-bar는 보 주근이 휨과 함께 인장력을 받을 때 상부면으로 밀어내려는 현상을 충분히 억제하는 것으로 나타났다. 한편 SD600의 정착길이는 $1.25l_{dt}$가 확보되었는데 슬립거동이 거의 발생하지 않았다. 전반적으로 강섬유의 혼입은 휨강도 증가, 전단변형각 구속력 향상 등에 기여하였고, 강섬유 혼입률 1.0% 혼입함으로써 횡보강근 간격을 1.5배 증가시킬 수 있는 가능성을 실험적으로 확인하였다.

프리스트레스가 도입된 강섬유보강콘크리트의 균열면 전단거동 (Shear Behavior of Prestressed Steel Fiber-Reinforced Concrete at Crack Interfaces)

  • 갈경완;황진하;이득행;김강수;최일섭
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.78-88
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    • 2012
  • 일반적으로 콘크리트는 경제성이 뛰어나지만 낮은 인장강도로 인하여 구조성능상의 한계를 가지고 있기 때문에 콘크리트와 결합된 다양한 합성재료의 특성을 활용한 구조부재의 개발이 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트(SFRC)는 높은 인장강도로 인하여 콘크리트의 재료적 단점을 보완할 수 있는 우수한 합성재료로서 알려져 있고, 특히 고강도 콘크리트의 화재시 폭렬현상에 대한 대안으로 여겨지고 있다. 또한, 프리스트레스트콘크리트(PSC) 부재는 장경간 구조에 매우 유리하며 일반철근콘크리트(RC) 부재에 비해 높은 전단강도를 가진다. 따라서, 이 연구에서는 SFRC에 프리스트레스를 적용한 강섬유 보강 프리스트레스트 콘크리트(SFR-PSC)부재의 전단거동을 이해하기 위하여 총 22개의 직접전단실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 SFR-PSC부재의 균열면에서의 균열전달 구성방정식을 제안하였다. SFR-PSC의 거동특성을 반영하여 제안된 재료관계식은 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

강섬유보강콘크리트내 강섬유의 인장보강효과 (Effects of Tensile Reinforcement of Steel Fibers in SFRC)

  • 김규선;이차돈;박제선;심종성;최기봉
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.76-81
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    • 1992
  • Short, randomly disturbed steel fibers in concrete increase tensile strength and ductility of concrete under direct tension. These improvements are results form crack arrest mechanisms of steel fibers in concrete. These mechanisms are theoretically considered in this study and verification on the adequancy of different spacing for predicting tensile strength of SFRC are assessed. Results indicate that better correlation exists between experimental result and the spacing concept which take into account the effect of boundaries as well as vibration on reorientation of steel fibers inside concrete. Also considered is the modeling of stress-crack opening relationships in post-peak region of SFRC under tension which bass its deviation on micromechanics of fiber pull-out. Satisfactoring results are observed between tests results and the prediction of the model.

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Seismic performances of steel reinforced concrete bridge piers

  • Deng, Jiangdong;Liu, Airong;Yu, Qicai;Peng, Guoxing
    • Steel and Composite Structures
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    • 제21권3호
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    • pp.661-677
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    • 2016
  • The quasi static test of the steel reinforced concrete (SRC) bridge piers and rigid frame arch bridge structure with SRC piers was conducted in the laboratory, and the seismic performance of SRC piers was compared with that of reinforced concrete (RC) bridge piers. In the test, the failure process, the failure mechanism, hysteretic curves, skeleton curves, ductility coefficient, stiffness degradation curves and the energy dissipation curves were analyzed. According to the $M-{\Phi}$ relationship of fiber section, the three-wire type theoretical skeleton curve of the lateral force and the pier top displacement was proposed, and the theoretical skeleton curves are well consistent with the experimental curves. Based on the theoretical model, the effects of the concrete strength, axial compression ratio, slenderness ratio, reinforcement ratio, and the stiffness ratio of arch to pier on the skeleton curve were analyzed.

일반거푸집용 데크플레이트를 이용한 합성슬래브의 구조적 거동에 관한 연구 (A Study on the Structural Behavior of the Composite Slabs using the Metal Form Deck Plate)

  • 권용근;강도안;최성모;엄철환;최완철;문태섭;김규석;김덕재;김동규
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권3호통권28호
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    • pp.67-78
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    • 1996
  • This paper provides the results of a study on the structural behavior of the composite slabs using the metal form deck plate. Cold-formed steel deck sections are used in many composite floor slab applications wherein the steel deck serves not only as the form for the concrete during construction but also as the principal tensile reinforcement for the bottom fiber of the composite slab. A total of 16 specimens are tested to clarify the composite action between the concrete and metal deck plate and to find the method to increase the composite effect, whether or not non-slip bars are used. The test results are summarized for the shear-bond capacities, deformation capacities, and failure modes for the specimens.

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Flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened with a hybrid inorganic matrix - steel fiber retrofit system

  • Papakonstantinou, Christos G.;Katakalos, Konstantinos
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제31권5호
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    • pp.567-585
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    • 2009
  • The aim of this study was to investigate the flexural behavior of reinforced concrete beams strengthened with a novel strengthening system. Concrete beams were strengthened with a hybrid retrofit system consisting of high strength steel cords impregnated in an inorganic fireproof matrix (Geopolymer). The strengthened reinforced concrete beams along with non-strengthened control beams were tested monotonically under four point bending loading conditions. Moreover, an analytical model is introduced, that can be used to analyze the flexural performance of the strengthened beams. The experimental results indicate that the failure of the strengthened beams was based on the yielding of the reinforcement in the tension face of the beams, followed by a local slippage of the steel cords. The flexural stiffness of the strengthened beams was significantly improved compared to the stiffness of the non-strengthened beams. In conclusion, the strengthening system can provide an effective alternative to commercially available systems.

Dimensionless analysis of composite rectangular and circular RC columns

  • Massumi, Ali;Badkoubeh, Alireza
    • Steel and Composite Structures
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    • 제19권2호
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    • pp.327-348
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    • 2015
  • A numerical procedure is presented that provides ultimate curvature and moment domains for composite rectangular and circular cross-sections of reinforced concrete columns with or without an embedded steel section subjected to combined axial loading and biaxial bending. The stress resultants for the concrete and reinforcement bars are calculated using fiber analysis and the stress resultants for the encased structural steel are evaluated using an exact integration of the stress-strain curve over the area of the steel section. A dimensionless formula is proposed that can be used for any section with similar normalized geometric and mechanical parameters. The contribution of each material to the bearing capacity of a section (resistance load and moments) is calculated separately so that the influence of each geometric or mechanical parameter on the bearing capacity can be investigated separately.

섬유보강재를 이용한 흙막이 벽체 재료의 공학적 특성평가 (Evaluation of Engineering Properties of Retaining Wall Material Using Fiber Reinforcement)

  • 이종호;이강일;유남재;김용성
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.243-252
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    • 2019
  • 최근 지하공간의 활용도가 높아짐에 따라 지하굴착의 수요가 증가하는 추세에 있다. 본 연구에서는 기존의 주열식 흙막이 말뚝공법의 문제점을 크게 개선하면서 향후 도심지에서 30m 이상의 대심도 지반 굴착시 발생 가능한 지반함몰 및 주변지반의 영향을 최소화할 수 있는 흙막이 CS-H 벽체의 개발 및 안정성 평가를 위하여 지반 신소재를 이용한 콘크리트 배합을 실시하였다. 지반신소재 벽체 재료로는 강섬유, 합성섬유, 유리섬유의 섬유보강재 배합과 풍쇄슬래그, 페로니켈의 잔골재 대체재를 선택하여 배합시험을 실시하였다. 또한 각 배합별 적절한 배합비를 선정하기 위하여 슬럼프시험, 압축강도 및 탄성계수, 휨강도, 할렬인장강도, 삼축투수 시험을 수행하였다. 시험결과 개발하고자 하는 CS-H 벽체에서 강섬유 배합조건의 시험값이 다른 기준값에 비해 매우 우수한 결과를 나타내어 가장 적합한 것으로 평가되었다.

강섬유로 보강된 콘크리트 보의 전단강도에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Shear Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete Beams)

  • 갈경완;김강수;이득행;황진하;오영훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.160-170
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    • 2010
  • 강섬유를 혼입한 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC) 보는 강섬유의 우수한 인장강도로 인하여 일반 철근콘크리트 보에 비하여 높은 전단강도를 가진다. 이 연구에서는 강섬유 혼입율에 따른 SFRC 보의 전단거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였으며, 특히, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율을 분석하였다. 또한, 이 연구의 실험결과 및 기존에 보고된 87개의 실험 데이터를 수집하여 SFRC보의 전단예측식들에 대한 정확도를 평가하였다. 강섬유의 혼입율이 증가할수록 전단강도는 증가하는 경향성을 나타내었다. 그러나, 강섬유 혼입율이 0.5%인 실험체는 사인장 균열 이후 갑작스럽게 파괴되었고, 강섬유의 혼입율이 2.0%인 실험체에서는 전단보강효율이 감소하는 것으로 관찰되어 최대 전단보강효율을 가질 수 있는 혼입율은 1~2% 사이에 있을 것으로 추정된다. 또한, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율은 약 21% 이상으로 관찰되었으며, 이 연구에서 평가된 SFRC보의 전단강도에 대한 기존 제안식 중에서 오영훈 등이 제안한 식이 비교적 정확하게 전단강도를 예측하였다.

Evaluation of The Moment Resistance Joint Strength of Larch Glulam Using Glass Fiber Reinforced Wood Plate

  • Song, Yo-Jin;Jung, Hong-Ju;Park, Hyun-Ho;Lee, Hak-Young;Hong, Soon-Il
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권5호
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    • pp.571-578
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    • 2014
  • As a way of developing wooden joint development, a glass fiber reinforced wood plate was manufactured to replace a steel plate. Also, the fracture toughness was evaluated. Through application to a cantilever-type specimen made of a column and a beam, the moment resistance performance was evaluated. For the fracture toughness specimen of the wood plate, 12 types were manufactured by varying the combination of a main member (veneer and plywood) and reinforcement (glass fiber sheet and glass fiber cloth). The results of the fracture toughness test indicated that the 5% yield load of the specimen using plywood was 18% higher than that of the specimen using veneer, and that the specimen reinforced by inserting glass fiber sheets between testing materials (Type-3-PS) had the highest average 5% yield load 4841 N. Thus, a moment resistance strength test was performed by applying Type-3-PS to a column-beam joint. The results of the test indicated that compared to the specimen using a steel plate and a drift pin (Type-A), the maximum moment ratio of the specimen using a glass fiber reinforced wood plate (Type-3-PS) and a drift pin (Type-B) was 0.79; and that a rupture occurred in the wood plate due to high stiffness of the drift pin. The maximum moment ratio of the specimen using a glass fiber reinforced wood plate (Type-3-PS) and a glass fiber reinforced wooden laminated pin (Type-C) was 0.67, which showed low performance. However, unlike Type-A, a ductile fracture occurred on Type-C, and the load gradually decreased even after the maximum moment.