• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.445-454
• /
• 2005

프리스트레스트 콘크리트 구조는 압축강도에 비해 낮은 인장강도로 인하여 콘크리트의 균열이 발생되고, 구조물의 강성이 저하되며, 과도한 처짐으로 인한 구조물의 기능이 저하된다. 주 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 인장부 일부분의 고성능 강섬유 보강 콘크리트와 압축부의 보통강도 콘크리트의 합성으로 이루어진 새로운 구조형식의 프리스트레스트 이중 콘크리트 보가 제안되었고, 3개의 프리스트레스트 이중 콘크리트 보와 2개의 프리스트레스트 콘크리트 보가 제작되었다 프리스트레스트 이중 콘크리트 보의 쉽 거동 분석을 위해 각 구간별(precracking stage, postcracking stage, ultimate stage) 해석적 모델이 제안되었고, 해석 결과와 실험 결과가 비교적 잘 일치되었다. 프리스트레스트 이중 콘크리트 보는 인장부 일부분에 적용된 고성능 강섬유 보강 콘크리트에 의해 균열의 생성과 성장이 억제되었고, 초기균열 및 한계사용하중이 증가되었으며, 내하력 및 쵱 강성이 확연하게 증가되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제49권6호
• /
• pp.705-726
• /
• 2014

In general, cylindrically curved plates are used in ships and offshore structures such as wind towers, spa structures, fore and aft side shell plating, and bilge circle parts in merchant vessels. In a number of studies, it has been shown that curvature increases the buckling strength of a plate under compressive loading, and the ultimate load-carrying capacity is also expected to increase. In the present paper, a series of elastic and elastoplastic large deflection analyses were performed using the commercial finite element analysis program (MSC.NASTRAN/PATRAN) in order to clarify and examine the fundamental buckling and collapse behaviors of curved plates subjected to combined axial compression and lateral pressure. On the basis of the numerical results, the effects of curvature, the magnitude of the initial deflection, the slenderness ratio, and the aspect ratio on the characteristics of the buckling and collapse behavior of the curved plates are discussed. On the basis of the calculated results, the design formula was developed to predict the buckling and ultimate strengths of curved plates subjected to combined loads in an analytical manner. The buckling strength behaviors were simulated by performing elastic large deflection analyses. The newly developed formulations were applied in order to perform verification analyses for the curved plates by comparing the numerical results, and then, the usefulness of the proposed method was demonstrated.

• Composites Research
• /
• 제23권4호
• /
• pp.44-51
• /
• 2010

최근 토목분야에서 철근콘크리트 압축재에 발생하고 있는 부식, 중성화 등의 문제점을 해결하기 위해 섬유강화복합재로 외부를 보강한 합성부재가 개발되어 적용되고 있다. 이러한 합성부재는 외부를 섬유강화플라스틱으로 보강하고 있어 부재 전체의 구조적 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 내화학성이 우수하여 기존 콘크리트 부재와 비교할 때 내구성이 향상된다. 그러나 복합재로 외부를 보강한 콘크리트 합성부재에 대한 기존 연구자료들은 구조적 거동해석에서 큰 차이가 없이 유사한 결과를 보여주었으나 그 결과가 부재의 단면구성과 크게 관계되기 때문에 이 연구에 직접적으로 적용하는데는 어려움이 있고, 또한 설계기준으로 적용하기에는 여전히 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 RCFFT 부재의 설계규준 마련을 위한 기초자료를 확보하기 위해 압축 및 준정적 휨실험을 수행하여 구조적 거동을 조사하였고, 압축강도를 추정할 수 있는 근사식을 제안하였으며, 휨강성을 예측할 수 있도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.1765-1775
• /
• 2013

콘크리트 공시체의 압축강도와 연성성능을 향상시키기 위하여 FRP 와이어의 적용을 실험적으로 연구하였다. 와이어 보강겹수와 콘크리트 압축강도의 변화가 고려된 와이어 보강 공시체의 압축실험을 실시하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 측정된 축방향변형률, 원주방향변형률, 체적변형률에 의한 와이어 내부 콘크리트의 손상상태를 분석하여 와이어 보강효과를 평가하였다. FRP 와이어 보강 공시체의 응력-변형률 선도는 두 개의 직선구간과 변환구간으로 구성된 것으로 측정되었으며, 균열이후구간에서 응력상승거동하였다. 와이어 보강 공시체의 균열강도와 최대강도는 와이어 보강겹수에 비례하여 증가하는 것으로 평가되었다. 와이어가 3겹 보강된 35 MPa 공시체의 최대강도는 무보강 공시체의 압축강도보다 286% 높게 측정되었다. FRP 와이어 보강 공시체의 내부 콘크리트 파괴형태는 i) 수직균열 또는 경사균열파괴; ii) 수평균열파괴로 구분되었다. 특히, 수평균열파괴는 와이어에 의한 구속약화로 인하여 갑자기 내부 콘크리트가 팽창하는 부분과 와이어가 아직 내부 콘크리트를 효과적으로 구속하는 부분의 전단효과로 발생하였으며, 수평균열은 공시체의 중앙부를 기준으로 여러 면으로 발생하였으며, 와이어에 의한 구속효과가 우수한 공시체에 발생하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 와이어 최대파단변형률에 대한 인장파단변형률의 비가 55-90%로 측정되었으며, 평균 69.5%로 나타났다. 이는 일반 FRP 시트 보강 공시체 실험에서 측정된 시트 파단변형률보다 다소 높은 값으로 FRP 와이어 보강 공법의 우수성을 입증한다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제8권3호
• /
• pp.761-778
• /
• 2015

The objective of this paper is to report the result of an experimental program conducted on the strengthening of nonductile RC frames by using external mesh reinforcement and plaster application. The main objective was to test an alternative strengthening technique for reinforced concrete buildings, which could be applied with minimum disturbance to the occupants. Generic specimen is two floors and one bay RC frame in 1/2 scales. The basic aim of tested strengthening techniques is to upgrade strength, ductility and stiffness of the member and/or the structural system. Six specimens, two of which were reference specimens and the remaining four of which had deficient steel detailing and poor concrete quality were strengthened and tested in an experimental program under cyclic loading. The parameters of the experimental study are mesh reinforcement ratio and plaster thickness of the infilled wall. The effects of the mesh reinforced plaster application for strengthening on behavior, strength, stiffness, failure mode and ductility of the specimens were investigated. Premature and unexpected failure mode has been observed at first and second specimens failed due to inadequate plaster thickness. Also third strengthened specimen failed due to inadequate lap splice of the external mesh reinforcement. The last modified specimen behaved satisfactorily with higher ultimate load carrying capacity. Externally reinforced infill wall composites improve seismic behavior by increasing lateral strength, lateral stiffness, and energy dissipation capacity of reinforced concrete buildings, and limit both structural and nonstructural damages caused by earthquakes.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.711-723
• /
• 2012

플랜지와 웨브에 서로 강도가 다른 이종강재를 사용한 CFT 합성구조의 거동특성을 파악하기 위하여, 플랜지는 건축용 800MPa급 강재인 HSA800, 웨브에는 일반강도 강재인 SM490 강재를 사용하여 실험연구를 수행하였다. 주요실험 변수는 강관의 강도 조합, 충전된 콘크리트의 강도, 콘크리트 충전효과이다. 이종강재간의 용접접합부는 낮은강도 강재에 적합한 용접부를 사용하여 접합부 성능을 검증하였다. 실험체의 거동특성을 평가하기 위해 편심압축 실험을 수행하였으며, 현행 설계기준들에 따른 예측결과와 비교하였다. 플랜지에 고강도 강재를 적용함에 따라 단면의 축강도 및 휨모멘트강도가 증가하였으며, 부재 강도를 충분히 발현한 이후 용접부에서 파괴가 일어났다. 실험결과 현행 설계기준을 적용하여 합성단면의 축력-모멘트 상관관계 및 유효휨강성을 안전측으로 예측 가능하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제6권1호
• /
• pp.71-85
• /
• 2006

This paper presents the results of a series of tests carried out on cold-formed steel rectangular hollow and concrete infilled beam to column connections and frames. A stub column was chosen such that overall buckling does not influence the connection behaviour. The beam chosen was a short-span cantilever with a concentrated load applied at the free end. The beam was connected to the columns along the strong and weak axes of columns and these connections were tested to failure. Twelve experiments were conducted on cold-formed steel direct welded tubular beam to column connections and twelve experiments on connections with concrete infilled column subjected to monotonic loading. In all the experiments conducted, the stiffness of the connection, the ductility characteristics and the moment rotation behaviour were studied. The dominant mode of failure in hollow section connections was chord face yielding and not weld failure. Provision of concrete infill increases the stiffness and the ultimate moment carrying capacity substantially, irrespective of the axis of loading of the column. Weld failure and bearing failure due to transverse compression occurred in connections with concrete infilled columns. Six single-bay two storied frames both with and without concrete infill, and columns loaded along the major and minor axes were tested to failure. Concentrated load was applied at the midspan of first floor beam. The change in behaviour of the frame due to provision of infill in the column and in the entire frame was compared with hollow frames. Failure of the weld at the junction of the beam occurred for frames with infilled columns. Design expressions are suggested for the yielding of the column face in hollow sections and bearing failure in infilled columns which closely predicted the experimental failure loads.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제27권3호
• /
• pp.389-399
• /
• 2018

A perforated shear connector group is commonly used to transfer shear in steel-concrete composite structures when the traditional shear stud connection is not strong enough. The multi-hole perforated shear connector demonstrates a more complicated behavior than the single connector. The internal force distribution in a specific multi-hole perforated shear connector group has not been thoroughly studied. This study focuses on the load-carrying capacity and shear force distribution of multi-hole perforated shear connectors in steel-concrete composite structures. ANSYS is used to develop a three-dimensional finite element model to simulate the behavior of multi-hole perforated connectors. Material and geometric nonlinearities are considered in the model to identify the failure modes, ultimate strength, and load-slip behavior of the connection. A three-layer model is introduced and a closed-form solution for the shear force distribution is developed to facilitate design calculations. The shear force distribution curve of the multi-hole shear connector is catenary, and the efficiency coefficient must be considered in different limit states.

• Computers and Concrete
• /
• 제30권3호
• /
• pp.175-183
• /
• 2022

To study the working mechanism and size effect of an innovative dovetail UHPC joint originated from the 5th Nanjing Yangtze River Bridge, a large-scale testing subject to negative bending moment was conducted and compared with the previous scaled specimens. The static responses, i.e., the crack pattern, failure mode, ductility and stiffness degradation were analyzed. It was found that the scaled specimens presented similar working stages and working mechanism with the large-scale ones. However, the post-cracking ductility and relative stiffness degradation all decrease with the enlarged length/scale, apart from the relative stiffness after flexural cracking. The slab stiffness at the flexural cracking stage is 90% of the initial stiffness while only 24% of the initial stiffness reserved in the ultimate stage. Finite element model (FEM) was established and compared with the experiments to verify its effectiveness in exploring the working mechanism of the innovative joint. Based on this effective method, a series of FEMs were established to further study the influence of material strength, pre-stressing level and ratio of reinforcement on its deflection-load relationship. It is found that the ratio of reinforcement can significantly improve its load-carrying capacity among the three major-influenced factors.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권5A호
• /
• pp.503-510
• /
• 2009

본 연구의 목적은 LMC로 덧씌우기 또는 보수 된 형태의 RC 보의 정적 거동 특성을 파악하는데 있다. 따라서, LMC로 덧씌우기 및 보수된 RC 보를 상대습도 60%, 온도 $20^{\circ}C$의 조건에서 양생을 실시하여 제작하였으며, 제작된 시험체를 4점 휨 실험을 수행하여 균열양상, 파괴거동 및 극한강도 등의 거동을 고찰하였다. 실험결과 전단철근이 보강된 보수형태의 RC보의 경우 100%이상의 내하력을 회복하여 보수 효과가 뛰어난 것을 알 수 있었고, LMC로 압축부에 덧씌우기 된 시험체의 경우 덧씌우기 두께가 증가함에 따라 내하력이 크게 증진되었다. 그러나, 전단철근이 보강되지 않은 보수형태의 시험체와 인장부 덧씌우기된 시험체는 부착계면 파괴양상을 보여주어 보수 및 보강 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 부착계면의 거동특성을 파악하기 위하여 전단흐름 개념을 도입하여 LMC로 압축 덧씌우기된 시험체를 대상으로 하중증가에 따른 전단흐름량을 계산하여 부착계면 특성을 수치적으로 나타내었다.