• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.512-527
• /
• 2004

This paper describes the finite element (FE) analysis results of a 1/4 scale model of a prestressed concrete containment vessel (PCCV) by considering the tension stiffening effect, which is a result of the bond effect between the concrete and the steel. The tension stiffening model is assumed to be an exponential form based on the relationship between the average stress and the average strain of the concrete. The objective of the present FE analysis is to evaluate the ultimate internal pressure capacity of the PCCV, as well as its failure mechanism, when the PCCV model is subjected to a monotonous internal pressure beyond is design pressure capacity. With the commercial code ABAQUS, the FE analysis used two concrete failure criteria: a 2-dimensional axi-symmetric model with modified Drucker-Prager failure criteria and a 3-dimensional model with a damaged plasticity mod디. The results of our FE analysis on the ultimate pressure capacity and failure modes of PCCV have a good agreement with the experimental data.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.303-310
• /
• 2009

CFRP (carbon fiber reinforced polymer) 긴장재는 PC 강연선의 부식문제를 해결하기 위해 대안으로 사용될 수 있다. CFRP 긴장재를 콘크리트구조물에 적용하기 위해서는 부착강도, 전달길이, 정착길이와 같은 재료적 특성이 명확히 결정되어야 한다. 특히 프리텐션 콘크리트 부재에 CFRP 긴장재가 적용될 경우 전달길이는 긴장력 도입에 있어서 중요한 요소가 된다. 본 연구에서 개발된 CFRP 전달길이 및 정착길이를 산정하기 위해 프리텐션 보 9개를 제작하였다. 전달길이 실험결과, 긴장력 25%인 경우는 34D, 긴장력 50%인 경우는 55D로 측정되었고, 긴장력이 커지면 전달길이가 증가하는 것으로 나타났다. 시간경과에 따른 전달길이 변화를 살펴보면, 긴장력의 크기에 따라 시간경과가 전달길이에 영향을 주는 것으로 나타났다. 보강재 특성계수 산정 결과, 본 연구에서 개발된 CFRP 긴장재의 보강재-특성 계수 ${\alpha}_t$는 2.3으로 PS강연선 (${\alpha}_t=2.4$)과 비슷한 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.377-380
• /
• 2008

경량콘크리트는 자중을 경감할 수 있다는 특징을 활용하여 다양한 용도로 건축 및 토목 구조물에 적용할 수 있다. 그러나 경량콘크리트의 성능은 사용된 경량골재의 물리적 특성에 의해 크게 좌우되어진다. 따라서 본 연구에서는 일반적인 콘크리트의 물결합재비부터 고강도 영역의 낮은 물결합재비까지의 콘크리트 배합범위를 대상으로 하여 국내외에서 제조 생산되고 있는 대표적인 구조용 인공경량골재 3종류의 품질 특성에 따른 경량콘크리트의 프레쉬 및 경화성상의 검토를 하였다. 그 결과 보통콘크리트에 비해 경량골재를 사용한 콘크리트의 경우가 슬럼프 로스가 다소 큰 것을 알 수 있었으며 재령별 강도발현은 보통콘크리트에 비해 경량콘크리트가 다소 낮은 것을 알 수 있으나 큰 차이를 나타내지는 않았다. 경량골재의 비조립형 및 조립형 골재에 따라서는 조립형 경량골재를 사용한 경우 비조립형 보다 양호한 콘크리트 성상을 나타냈으며 향후 철근부착 및 철근정착 등의 구조 부재성능 차원의 검토를 통해 판단될 필요가 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 2005

이 논문에서는 단면성질을 나타내는 모멘트-곡률 관계에 토대를 둔 해석모델을 제안하였다. 기존의 제안된 해석방법에서는 모멘트-곡률 관계가 완전부착을 가정한 휨거동만을 주요한 거동으로 가정하여 구조물의 응답을 과소평가하고 강성을 과대평가한 것과는 달리 제안된 해석 방법에서는 접합부의 부착슬립에 의한 강체변형을 산정할 수 있는 알고리즘을 개발하였고 나아가 등가휨강성을 이용하여 부착슬립에 의한 강체변형을 고려한 철근콘크리트 구조물의 해석을 수행하였다. 또한 모멘트-곡률 관계를 철근의 항복점을 기준으로 두개의 직선으로 간편화 시킴으로써 해석의 효율성을 높이는 한편 고려해야 할 비선형 거동특성을 효과적으로 반영하였다. 마지막으로 철근콘크리트 구조물의 비선형 해석에 대한 제안된 모델식의 적용성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험값들의 비교를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.247-258
• /
• 2007

본 논문은 철골보의 하부 플랜지의 높이 조절이 가능하여 합성바닥판의 춤이 자유로운 신형상의 매입형 합성보에 관한 실험적 연구이다. 이를 위하여 강판성형 철골보 단면을 개발하였고 바닥 슬래브용으로 250mm의 춤을 가진 춤이 깊은 데크 플레이트(이하 Deep Deck)를 사용하여 장스팬에 유리하도록 계획하였다. 실험은 전단스터드 및 인장보강근의 사용유무, 사용강판의 두께, 웨브 개구부의 유무를 주요 변수로 하여 총 7개의 매입형 합성보에 대한 단순지지 휨실험 수행하였다. 실험결과, 강판성형 매립형 합성보는 전단연결재의 설치 없이 철골보와 콘크리트의 부착력에 의해 수평전단력이 전달되는 방식임에도 불구하고 대단히 우수한 합성거동을 나타냄을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권1호통권53호
• /
• pp.195-204
• /
• 2009

강판부착공법은 철근콘크리트(RC) 보의 전단내력이 부족한 경우에 일반적으로 사용되는 보강공법 중의 하나이다. 그러나, 기존의 solid형 강판보강공법은 강성이 우수한 반면 취성적 부착파괴, 비효율적인 재료량 및 시공성 등의 문제가 알려져 있으며, 띠형 강판보강공법은 제한된 접착면적과 강판의 비일체적 거동 때문에 보강효과가 낮게 되는 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선할 수 있는 Slit형 강판을 사용하여 전단내력을 보강하는 방법을 제시하고 이 공법의 보강효과를 분석하고자 하였다. 전단경간 내에서 수직 Slit형 강판의 폭, 간격 및 두께를 주요 변수로 하는 13개의 시험체를 제작하였으며, 본 연구의 실험결과 및 기존 띠형 강판으로 전단보강된 RC 보의 실험결과를 비교 분석하고 Slit형 강판공법의 보강효과를 정량적으로 규명하였다. 실험결과, 기존의 개별적 띠형 전단보강방법에 비하여 일체화된 수직 Slit형 강판으로 보강한 경우에 더 높은 전단내력을 보였으며, 이는 강판과 RC 보의 일체성이 높아지고 강판의 부착면적이 증대되기 때문인 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제32권5호
• /
• pp.649-665
• /
• 2009

This paper reports part of a comprehensive research study conducted at the University of Queensland on the ability of CFRP web-bonded systems in strengthening an exterior beam-column joint subjected to monotonic loads. One 1/2.2 scaled plain and four CFRP repaired/retrofitted joints subjected to monotonic loads were analysed using the nonlinear finite-element program ANSYS and the results were calibrated against experiments. The ANSYS model was employed in order to account for tension stiffening in concrete after cracking and a modified version of the Hognestad's model was used to model the concrete compressive strength. The stress-strain properties of main steel bars were modelled using multilinear isotropic hardening model and the FRPs were modelled as anisotropic materials. A perfect bond was assumed as nodes were shared between adjacent elements irrespective of their type. Good agreement between the numerical predictions and the experimental observation of the failure mechanisms for all specimens were observed. Closeness of these results proved that the numerical analysis can be used by design engineers for the analysis of web-bonded FRP strengthened beam-column joints with confidence.

• 전산구조공학
• /
• 제8권4호
• /
• pp.117-127
• /
• 1995

이 연구의 목적은 단조하중과 반복하중을 받는 철근콘크리트 면부재 해석에 대한 이방향성 회전 직교축 모델의 성능을 검토하기 위함이다. 여기서 다루는 구조부재는 철근에 의하여 적절히 보강된 보, 기둥, 보-기둥 접합부, 그리고 전단벽등으로 부재의 파괴가 인장균열후 압축파괴에 의하여 일어나는 부재이다. 보통 단조하중에 대하여 사용도는 이방향성 회전 직교축 모델을 반복하중에 대하여 확장하며, 철근과 부착의 기존 재료모델과 함꼐 유한요소해석에 사용한다. 단조하중에 대하여 이방향성 회전 직교축 모델을 사용한 해석 결과는 취성파괴를 나타내는 철근콘크리트보의 실험결과와 비교된다. 또한 반복하중을 받는 전단벽의 극한하중, 비선형 변형, 핀칭 현상 등에 대하여 실험결과와 비교된다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제52권3호
• /
• pp.313-325
• /
• 2024

This work presents experimental and numerical investigations on the flexural performances of composite deep-deck plate slabs. Seven deep-deck plate slab specimens with topping concrete were fabricated; the height of the topping slab as well as presence and type of shear connector were set as the main variables to perform bending experiments. The flexural behaviors of the specimens and composite behaviors of the deck plate and concrete were analyzed in detail. The contributions of the deck plate to the flexural stiffness and strength of the slab were identified through finite element (FE) analysis. FE analysis was carried out using the validated FE model by considering the varying bond strengths of the deck plates and concrete, thickness of the deck plate, and types and spacings of the shear connectors. Based on the results, the degree of composite of the deep-deck plate was examined, and a flexural strength equation for the composite deck plate slabs was proposed.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.287-295
• /
• 2010

본 연구에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 공극 최소화를 위한 충전재는 미세석영을 사용하였고 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 300 MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 강도를 크게 향상시키기 위한 연구의 일환으로 계면영역의 부착강도를 향상시킬 수 있는 크기 0.6 mm 이하의 규사, 백운석, 보크사이트, 페로실리콘을 선정한 후 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 분체콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하다. 분체 콘크리트의 압축강도 측정 결과 페로실리콘 > 보크사이트 > 백운석 > 규사 순으로 골재의 강도가 압축강도에 큰 영향을 미치는 경향을 알 수 있었으며 페로실리콘의 경우 시멘트 중량 기준하여 혼입량 110%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. SEM 촬영 결과 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된 것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강함으로써, 28일 압축강도 341 MPa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.