• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.15-23
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• 2012

이 논문은 철근콘크리트 구조부재의 사용성능 검증을 위한 균열폭과 처짐을 산정할 수 있는 새로운 계산 방법을 제안하고 이를 자동으로 계산할 수 있는 프로그램을 개발한 것이다. 이를 위하여 콘크리트의 재료특성을 포물-사각형 응력-변형률 곡선으로 반영한 철근응력과 피복두께의 영향을 반영한 인장증강 계수를 이용한 곡률을 계산할 수 있는 수치 모델링을 실시하였다. 이와 함께 균열폭과 처짐을 계산하는데 필요한 인장증강효과와 유효인장단면적은 균열이 발생한 휨부재 단면의 인장영역을 인장 현재로 이상화하여 정의하였다. 그리고 수정된 인장증강 계수를 이용하여 유효곡률을 계산하였다. 제안된 균열폭과 처짐 산정 방법을 이용하여 여러 연구자들이 수행한 실험 자료를 계산한 결과, 현행 설계기준들의 규정보다 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권3호
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• pp.349-365
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• 2022

Steel fibre-reinforced concrete (SFRC) is an emerging class of composite for construction. However, a reliable method to assess the flexural behaviour of SFRC structural member is in lack. An analytical technique is proposed for determining the moment-curvature response of concrete beams reinforced with steel fibres and longitudinal bars (R/SFRC members). The behaviour of the tensile zone of such members is highly complex due to the interaction between the residual (tension softening) stresses of SFRC and the tension stiffening stresses. The current study suggests a transparent and mechanically sound method to combine these two stress concepts. Tension stiffening is modelled by the reinforcement-related approach assuming that the corresponding stresses act in the area of tensile reinforcement. The effect is quantified based on the analogy between the R/SFRC member and the equivalent RC member having identical geometry and materials except fibres. It is assumed that the resultant tension stiffening force for the R/SFRC member can be calculated as for the equivalent RC member providing that the reinforcement strain in the cracked section of these members is the same. The resultant tension stiffening force can be defined from the moment-curvature relation of the equivalent RC member using an inverse technique. The residual stress is calculated using an existing model that eliminates the need for dedicated mechanical testing. The proposed analytical technique was validated against test data of R/SFRC beams and slabs.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.745-754
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• 2007

이 논문은 철근콘크리트 구조 부재의 인장증강효과에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 이 모델의 정식화를 위해 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력과 미끌림 특성과 쪼갬균열의 영향을 고려하였다. 균열 안정화 단계에서의 철근 경계면 미끌림 분포를 선형으로 가정하고, 균열이 발생한 부재의 중앙 단면에서 콘크리트의 분담력이 일정하다는 조건을 CEB-FIP Model Code 1990 및 Eurocode 2에서 제시하고 있는 부착응력-미끌림 관계에 적용하였다. 이로부터 균열 안정화단계에서 부착응력에 의해 철근의 매입길이 방향으로 변화하는 철근의 변형률과 콘크리트 분담력을 계산할 수 있는 평형방정식을 유도하고, 변형적합조건을 고려하여 철근의 평균 변형률과 콘크리트 평균 분담력으로 동시에 표현이 가능한 인장강성 계수를 제안하였다. 이로부터 새롭게 정식화된 인장증강효과 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험 자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권2호
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• pp.195-205
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• 2020

In this study, effect of recycled aggregates and polypropylene fibers on the response of conventionally reinforced concrete element subjected to tensile loading in terms of tension stiffening and strain development was experimentally investigated. For this purpose, concrete prisms of 100 × 100 mm cross section and 500 mm length having one central deformed steel re-bar were cast using fibrous and non-fibrous Recycled Aggregate Concrete (RAC) with varying percentages of recycled aggregates (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) and tested under uniaxial tensile load. For all fibrous RAC mixes, polypropylene fibers were used at constant dosage of 3.15 kg/㎥. Effect of recycled aggregates and fibers on the compressive strength of concrete was also explored in this study. Through studying tensile load versus global axial deformation of composite and strain development in concrete and steel, it was found that replacement of natural aggregates with recycled aggregates in concrete negatively affected the cracking load, tension stiffening and strain development, and this negative effect was observed to be increased with increasing contents of recycled aggregates in concrete. The results of this study showed that it was possible to minimize the negative effect of recycled aggregates in concrete by the addition of polypropylene fibers. Reinforced concrete element constructed using concrete containing 50% recycled aggregates and polypropylene fibers exhibited cracking behavior, tension stiffening and strain development response almost similar to that of concrete element constructed using natural aggregate concrete without fiber.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1033-1042
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• 2005

최근에 이르기까지 철근콘크리트 휨부재에 있어 콘크리트의 인장응력은 극한강도에 현저한 영향을 미치지 못하기 때문에 그 역할이 고려되어지지 않았다. 그러나 하중-처짐 관계의 구명을 위해서는, 인장증강효과라고 불리는 콘크리트와 보강철근 사이의 인장응력에 의한 강정증가 효과가 반드시 고려되어져야 한다. 이러한 인장증강효과에 영향을 주는 주요 구조변수는 콘크리트의 강도 및 콘크리트와 철근의 부착 등으로 알려져 있다. 이 연구에서는 휨을 받는 보를 대상으론 각기 다른 콘크리트 강도, 피복두께 및 주근의 비부착 길이를 갖도록 모두 20개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 이를 통해 각 구조변수들이 시험체의 휨강성, 균열발생 및 진전 등에 미치는 영향 등을 주의 깊게 관찰하고 분석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제18권1호
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• pp.139-154
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• 2016

Since the concrete strength around the reinforcement rebar affects the tension stiffening, the tension stiffening effect of ultra high performance concrete on the concrete members reinforced by steel rebar is examined by testing the specimens with circular cross section with the length 850 mm reinforced by a steel rebar at the center of a specimen's cross section in this research. Conducting a tensile test on the specimens, the cracking behavior is evaluated and a curve with an exponential descending branch is obtained to explain the post-cracking zone. In addition, this paper proposes an equation for this branch and parameters of equation is obtained based on the ratio of cover thickness to rebar diameter (c/d) and reinforcement percentage (${\rho}$).

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.371-379
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• 2013

이 논문에서는 100 MPa 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 콘크리트를 사용한 인장부재의 단조 및 반복재하시 인장강성 및 균열특성을 비교 평가하였다. 재하단계별 인장부재의 전체 변형률 및 표면균열 특성은 인장부재의 양측에 설치된 두 개의 변위계와 50배율 확대 가능한 계측기에 의해 측정되었다. 시멘트 복합체의 특성에 따른 인장부재의 인장 강성 및 균열특성을 평가하기 위하여 보통 콘크리트, 수축보상 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 변형경화형 시멘트 복합체 등 세 종류의 시멘트 복합체가 사용되었다. 실험 결과, 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체의 시멘트 중량의 10%를 팽창재로 대체 시 초기 수축량은 현저하게 감소되었으며 인장부재의 초기균열강도도 증가되는 경향을 보였다. 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 인장부재는 재하 단계별로 균열이 부재길이 전면에 확산되고 균열폭이 감소되어 인장강성 특성을 개선하였다. 반복재하시 인장부재의 인장거동 특성은 단조재하시와 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.267-274
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• 2001

In this paper, a analytical model which can simulate the post-cracking behavior and tension stiffening effect in a reinforced concrete(RC) tension member is proposed. Unlike the classical approaches using the bond stress-slip relationship or the assumed bond stress distribution, the tension stiffening effect at post-cracking stage is quantified on the basis of polynomial strain distribution functions of steel and concrete, and its contribution is implemented into the reinforcing steel. The introduced model can be effectively used in constructing the stress-strain curve of concrete at post-cracking stage, and the loads carried by concrete and by reinforcing steel along the member axis can be directly evaluated on the basis of the introduced model. In advance, the prediction of cracking loads and elongations of reinforced steel using the introduced model shows good agreements with results from previous analytical studies and experimental data.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.183-184
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• 2009

본 연구는 최근 활발히 진행되고 있는 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트의 인장강화 모델을 제시하고 이를 비선형해석에 적용하여 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트(Ultra High Strngth Fiber Reinforced Concrete, UHSFRC) 보의 거동특성을 알아보는데 그 목적을 두었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.69-84
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• 2002

본 논문에서는 축방향 인장 부재의 균열거동과 철근콘크리트 부재의 인장강화현상을 고려하기 위한 새로운 해석적 기법을 제시하였다 균열 후 거동 규명을 위하여 부착응력-슬립의 관계나 부탁 응력의 분포를 가정하는 기존의 해석방법과는 달리, 철근과 콘크리트의 변형률 분포 함수를 다항식으로 가정하여, 이를 바탕으로 일축 인장부재의 균열 해석 기법을 구성하였다. 제시한 균열 해석모델은 기존의 해석기법과 비교하여, 철근콘크리트 구조물의 유한요소해석을 위한 균열 후의 평균 응력-변형률 관계를 정의하거나, 부재의 길이방향으로 철근과 콘크리트가 분담하는 하중 및 슬립량 산정시 매우 효율적이다. 제안된 모델을 이용하여 얻어진 균열하중과 보강철근의 신장률 값을 다른 해석기법 및 실험값과 비교한 결과 만족할만한 정확도를 보여주었다.