• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제74권5호
• /
• pp.657-670
• /
• 2020

Due to the high compressive and tensile strength of ultra-high performance concrete (UHPC), UHPC used in steel concrete composite structures provided thinner concrete layer compared to ordinary concrete. This leaded to the headed stud shear connectors embedded in UHPC had a low aspect ratio. In order to systematic investigate the effect of headed stud with low aspect ratio on the structural behaviors of steel UHPC composite structure s this paper firstly carried out a test program consisted of twelve push out specimens. The effects of stud height, aspect ratio and reinforcement bars in UHPC on the structural behaviors of headed studs were investigated. The push out test results shows that the increasing of stud height did not obviously influence the structural behaviors of headed studs and the aspect ratio of 2.16 was proved enough to take full advantage of the headed stud strength. Based on the test results, the equation considering the contribution of weld collar was modified to predict the shear strength of headed stud embedded in UHPC. The modified equation could accurately predict the shear strength of headed stud by comparing with the experimental results. On the basis of push out test results, bending tests consisted of three steel UHPC composite slabs were conducted to investigate the effect of shear connection degree on the structural behaviors of composite slabs. The bending test results revealed that the shear connection degree had a significantly influence on the failure modes and ultimate resistance of composite slabs and composite slab with connection degree of 96% in s hear span exhibited a ductile failure accompanied by the tensile yield of steel plate and crushing of UHPC. Finally, analytical model based on the failure mode of composite slabs was proposed to predict the ultimate resistance of steel UHPC composite slabs with different shear connection degrees at the interface.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.75-83
• /
• 2008

In this paper, concrete material tests were carried out to investigate influence of steel fiber volumn ratios on variations of workability and strength characteristics of steel fiber reinforced high-strength concrete, $50MPa{\sim}90MPa$ of compressive strength, according to increase of fiber volume. Test specimens were arranged with six levels of concrete compressive strength and fiber volumn ratios, 0.0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%. The test results showed that steel fiber reinforced high-strength concrete($70MPa{\sim}90MPa$, 1.5% fiber volumn ratio) with good workability of slump 20cm could be used practically and effects of steel fiber reinforcement in improvement of concrete strength and toughness characteristics such as splitting tensile strength, flexural strength, and diagonal tensioned shear strength, were more distinguished in high-strength concrete than general strength concrete. And the test results indicated that splitting tensile strength of fiber reinforced concrete was proportioned to the product of steel fiber volumn ratios, $V_f(%)$ and sqare root of compressive strength, $\sqrt{f_{ck}}$, and the increasing rate was in contrast with that of flexural strength, and increase of diagonal tensioned shear strength was remarkable at steel fiber volumn ratio, 0.5%.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.11-20
• /
• 2009

본 연구는 국내의 초연약지반에 적용 가능한 표층보강재를 이용한 연약지반 표층처리공법을 정립시키기 위한 기초적 연구로서 표층처리공법 지지력 산정방법을 제안하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 직포, 지오그리드, 강봉(대나무 대채재료)을 이용한 보강재의 단부 구속조건을 완전구속, 부분구속(3종류)으로 한 21 종류의 실내모형실험을 수행하였다. 또한 실험결과를 이용해 보강재의 강성도가 지지력효과에 미치는 영향을 고려한 지지력 산정방법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.5-17
• /
• 2012

초연약 지반의 개량을 위한 중장비의 안전한 주행성 확보를 위해 제일 우선적으로 검토되어야 하는 표층처리공법에 대한 연구는 아직 미진하며 표층처리공법 설계 시 건설기계의 반복적인 주행으로 인한 소성침하를 고려하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 표층처리공법에서 가장 많이 사용하고 있는 보강재인 지오텍스타일, 인장강도가 200kN/m와 100kN/m인 지오그리드와 대나무망으로 보강한 후 1.0m의 모래로 복토한 지반에서 현장 평판재하시험과 반복 평판재하시험을 실시하여 각 보강재별 지지력과 거동양상을 비교 평가하고자 한다. 평판재하시험 결과 대나무망을 사용하였을 경우 다른 보강재를 사용하였을 때보다 BCR값이 최대 1.5배 증가하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.5-15
• /
• 2009

기존의 블록식 보강토옹벽의 경우 블록과 보강재 연결을 핀, 커텍터 등으로 연결하므로 전면부에 응력집중이 발생하여 블록의 균열이나 보강재 파단파괴가 발생할 수 있는 단점이 있다. 이에 본 연구는 보강재의 침하를 허용하는 새로운 연결시스템을 개발하여 연구대상지역에 일반형 블록식 보강토옹벽 구간과 보강재 침하형 보강토옹벽 구간으로 나누어 시험시공을 실시하였다. 시공과정 및 이후의 현장계측결과 전면블록에 인접한 부분에서 최대인장력으로부터 구한 인장력비가 일반형 보다 침하형이 전면블록 전면부의 음력집중이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.119-125
• /
• 2020

에폭시 계열의 합성수지와 골재를 혼합함으로써 진동저감 성능을 크게 증가시킨 고감쇠 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트는 배합 시, 시멘트와 물을 사용하지 않으므로, 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 매우 짧고, 물리적 특성 및 동특성 등이 매우 우수하여, 층간소음 및 진동 저감이 요구되는 건축구조물에의 폭넓은 활용이 기대되고 있다. 한편, 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트의 활용성을 넓히기 위한 방안으로, 보강재 분야에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 기존 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 물성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려하여 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 탄성계수는 비슷한 반면, 압축, 인장, 휨강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~10배 이상 큰 차이를 보였으며, 주파수 응답함수와 감쇠비를 Modal 시험과 유한요소해석 모델을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성이 일반 콘크리트 보다 20% 크게 나타났고, 감쇠비는 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제53권3호
• /
• pp.175-180
• /
• 2018

Solution-styrene-butadiene rubber (SSBR) composites were manufactured using four kinds of fillers: silica-silane coated carbon black (SC-CB) hybrid, starch-SC-CB hybrid, pure silica, and pure starch. The influence of filler type on the mechanical properties of the rubber matrix was studied in this work. SC-CB was prepared by silane-graft-coating using vinyl triethoxy silane and carbon black, which enhanced the dispersion effect between the rubber matrix and the filler, and improved the mechanical properties of the compounds. The morphology of the composites was observed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The thermal decomposition behavior of the composites was determined by thermogravimetric analysis (TGA), and the crosslinking behavior of the composites was tested using a rubber process analyzer (RPA). The hardness, tensile strength, swelling ratio, and gas transmittance rate of the composites were evaluated according to ASTM. The test results revealed that with the addition of SC-CB, the hybrid fillers, especially those blended with silica, showed a better reinforcement effect, the highest hardness and tensile strength, and stable thermal decomposition behavior. This implies that the silica-SC-CB hybrid filler has a notable mechanical reinforcement effect on the SSBR matrix. Because of self-crosslinking during its synthesis, the starch-SC-CB hybrid filler produced the most dense matrix, which improved the anti-gas transmittance property. The composites with the hybrid fillers had better anti-swelling properties as compared to the neat SSBR composite, which was due to the hydrophilicity of silica and starch.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.225-238
• /
• 2018

본 연구에서는 토목섬유 보강재의 시공중 손상 정도를 규명하기 위하여 국내에서 많이 사용되고 있는 주요 토목섬유 보강재 제품(7개 사의 15 종류)을 대상으로 다양한 입도의 성토재료를 적용한 현장내시공성시험을 수행하였다. 현장내시공성시험은 FHWA(2009) 지침을 참조하여 수행하였으며, 다짐시공 후 추출된 토목섬유 보강재 시료에서 인장강도 시편(크기 $0.2m{\times}1.4m$)을 최대 20개 이상 균등하게 샘플링하여 인장강도시험을 수행함으로써 시공에 따른 인장강도 감소 정도를 분석하였다. 분석 결과, 성토재료의 다짐시공으로 인한 토목섬유 보강재의 인장강도 감소 정도는 토목섬유 보강재의 종류와 성토재료의 최대입경에 크게 영향을 받으며, 비교적 강성이 작은 PET 결합형 지오그리드(PVC 코팅)의 인장강도 감소율이 가장 크게 나타났고, 전반적으로 성토재료의 최대입경이 클수록 인장강도 감소율은 더욱 크게 나타남을 알 수 있었다. 또한, 이 시험결과와 함께 기 수행된 현장내시공성시험 결과들을 분석하여 토목섬유 보강재의 시공성 감소계수를 보다 합리적으로 평가할 수 있는 방안을 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제60권4호
• /
• pp.567-594
• /
• 2016

The main objective of the current research is estimating the flexural behavior of ferrocement Ribbed Plates reinforced with composite material. Experimental investigation was carried out on fifteen plates; their dimensions were kept constant at 1200 mm in length, 600 mm width and 100 mm thick but with different volume fraction of steel reinforcement and number of ribs. Test specimens were tested until failure under three line loadings with simply supported conditions over a span of 1100 mm. Cracking patterns, tensile and compressive strains, deformation characteristics, ductility ratio, and energy absorption properties were observed and measured at all stages of loadings. Experimental results were compared to analytical models using ANSYS 10 program. Parametric study is presented to look at the variables that can mainly affect the mechanical behaviors of the model such as the change of plate length. The results showed that the ultimate strength, ductility ratio and energy absorption properties of the proposed ribbed plates are affected by the volume fraction and the type of reinforcement, and also proved the effectiveness of expanded metal mesh and woven steel mesh in reinforcing the ribbed ferrocement plates. In addition, the developed ribbed ferrocement plates have high strength, ductility ratio and energy absorption properties and are lighter in weight compared to the conventional RC ribbed plates, which could be useful for developed and developing countries alike. The Finite Element (FE) simulations gave good results comparing with the experimental results.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.27-37
• /
• 2003

섬유혼합토의 전단강도 및 마찰 특성에 영향을 미치는 요인으로는 혼합되는 흙의 입도분포와 흙입자의 형상 등과 같은 흙의 공학적 특성과 섬유의 형상, 길이, 직경, 인장강도, 탄성계수, 마찰계수, 섬유 혼합률 등과 같은 섬유의 물리적 역학적 특성 그리고 구속응력, 다짐상태 등의 외적 인자 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 흙종류, 섬유종류, 섬유혼합률 그리고 다짐도에 따른 섬유혼합토의 마찰특성을 평가하기 위하여 일련의 전단마찰시험 및 인발시험을 수행하였다. 본 연구에서는 공학적으로 그 특성이 다소 불량한 두 가지 종류의 흙시료(통일분류법상 SM 및 ML)에 세 가지 종류의 폴리프로필렌 섬유(망사 38mm, 망사 60mm 및 단사 60mm)를 0.2% 및 0.3%의 혼합률로 혼합한 섬유혼합토를 다짐도 85% 및 95%로 조성하여 실험을 수행하였고, 보강재로는 지오그리드를 사용하였다.