• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.725-728
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• 2008

UHSFRC의 수축은 대부분 자기수축에 의해 발생한다. UHSFRC는 물결합재비가 0.2정도로 매우 작고, 단위 결합재량이 상당히 많고 초기 수화진행 속도가 매우 빨리 진행되어 자기수축(autogenous shrinkage)이 매우 크게 발생한다. 초기재령에 자기수축이 크게 발생할 경우, 구조물의 변형 또는 균열이 발생하여 본래의 성능을 발휘하지 못할 수도 있다. 따라서 자기수축을 고려한 설계가 이루어져야하며 따라서 자기수축에 대한 정확한 예측이 매우 중요하다. 본 논문에서는 UHSFRC의 자기수축에 대한 연구를 수행하고 JSCE 설계 시공지침(안)에서 제시하고 있는 UHSFRC의 연구결과와 비교 분석하였으며, 그 결과 JSCE의 UHSFRC에 비해 상대적으로 큰 자기수축을 보임을 알 수 있었다. 그리고 기존의 자기수축 모델을 이용하여 UHSFRC에 대한 적합성 여부를 분석하였으며, 그 결과 Miyazawa의 모델식이 가장 잘 재령에 따른 자기수축을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.25-32
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• 2016

본 연구는 고강도 섬유보강 시멘트 복합체(UHSCC) 접착성능을 평가하는 것이 목적이다. Direct shear test를 통해 압축전단접착강도를 측정한 결과 NC(보통강도콘크리트)+NC 실험체($150{\times}150{\times}150mm$)에서는 모든 수준에서 유사한 압축전당접착강도를 나타내었고, 반면 UHSCC+UHSCC에서는 지연타설 30분 후부터 0분에 비해 압축전단접착강도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통한 접착면의 파괴모드를 분석한 결과 NC+NC 에서는 모든 수준에서 비계면 파괴를 보였고 UHSCC+UHSCC에서는 30분, 60분, 90분 시험체에서 계면파괴가 일어났다. NC 및 UHSCC의 타설면을 XRD 시험을 통해 분석한 결과 NC 시험체에 비해 UHSCC의 시험체 에서 많은량의 $SiO_2$의 성분이 검출되는 것을 알 수 있었고 UHSCC에서 나타난 코팅막의 주성분의 대부분은 $SiO_2$로 사료된다. 따라서 본 연구에서 사용된 UHSCC는 지연타설 30분 후 부터는 접착성능의 저하로 구조체로서의 사용이 어렵다고 판단된다. 금후 연구에서는 콜드조인트 발생 부위의 면처리 방법을 통한 접착성능 향상이 필요하다고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.677-685
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• 2015

최근 일반적인 콘크리트의 단점인 낮은 인장강도 및 휨강도와 취성파괴를 극복하기 위하여 초고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 주목받고 있다. 본 논문에서는 UHPC의 장점을 극대화하기 위하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하여, 콘크리트 압축강도, 섬유 혼입률, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등의 변수를 가지는 역T형 거더와 UHPC 바닥판을 합성한 합성보를 16 개 제작하고 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 실험적으로 파악하고자 하였다. 실험결과를 기준으로 볼 때, 향후 UHPC의 경우 스터의 간격은 100 mm에서 바닥판 두께의 2 또는 4 배 사이로 규정함이 적절할 것으로 예상된다. 또한 대부분 실험 부재의 특성 상대변위는 Eurocode-4의 기준을 만족하므로 연성 거동을 확보하는 것으로 판정되었으며, 전단연결재 간격이 넓은 부재는 설계식의 값보다 실험값이 크게 나와, 비합성 거동 후 UHPC와 강재로 전단연결재 예상저항하중보다 더 큰 극한강도를 발휘하며, 전단연결재 간격이 좁은 부재는 전단연결재가 스스로의 능력에 도달하기 전에 UHPC 상연에서 압축파괴가 급격히 발생됨을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.161-162
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• 2018

In this study, it evaluate the impact resistance of UHPC by repeated impact. smooth steel fiber and polyvinyl alcohol fiber were reinforced in UHPC respectively. Overall, the impact resistance of the specimens reinforced with 0.4vol.% PVA fiber was high, and the crater diameter was small in specimens using 13mm fiber. When 19 mm steel fiber is used, the fracture depth is small due to the increase of macro crack resistance compared with other specimens. On the other hand, in the case of the fracture area, it is considered that the use of the fiber of 13 mm causes an increase in the stress dispersion effect to occur small.

• Advances in concrete construction
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• 제10권1호
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• pp.71-79
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• 2020

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is recognized as a promising material in future civil engineering projects due to its outstanding mechanical and durability properties. However, the lack of local UHPC materials and official standards, especially for prestressed UHPC structures, has limited the application of UHPC. In this research, a large-scale prestressed bridge girder composed of nonproprietary UHPC is produced and investigated. This work has two objectives to develop the mixing procedure required to create UHPC in large batches and to study the flexural behavior of the prestressed girder. The results demonstrate that a sizeable batch of UHPC can be produced by using a conventional concrete mixing system at any precast factory. In addition, incorporating local aggregates and using conventional mixing systems enables regional widespread use. The flexural behavior of a girder made by this UHPC is investigated including flexural strength, cracking pattern and development, load-deflection curve, and strain and neutral axis behaviors through a comprehensive bending test. The experimental data is similar to the theoretical results from analytical methods based on several standards and recommendations of UHPC design.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권1호
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• pp.13-31
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• 2019

A nonlinear finite element model (FEM) using ATENA-3D software to simulate the axially compressive behavior of circular steel tube confined concrete (CSTCC) columns infilled with ultra high performance concrete (UHPC) was presented in this paper. Some modifications to the material type "CC3DNonlinCementitious2User" of UHPC without and with the incorporation of steel fibers (UHPFRC) in compression and tension were adopted in FEM. The predictions of utimate strength and axial load versus axial strain curves obtained from FEM were in a good agreement with the test results of eighteen tested columns. Based on the results of FEM, the load distribution on the steel tube and the concrete core was derived for each modeled column. Furthermore, the effect of bonding between the steel tube and the concrete core was clarified by the change of friction coefficient in the material type "CC3DInterface" in FEM. The numerical results revealed that the increase in the friction coefficient leads to a greater contribution from the steel tube, a decrease in the ultimate load and an increase in the magnitude of the loss of load capacity. By comparing the results of FEM with experimental results, the appropriate friction coefficient between the steel tube and the concrete core was defined as 0.3 to 0.6. In addition to the numerical evaluation, eighteen analytical models for confined concrete in the literature were used to predict the peak confined strength to assess their suitability. To cope with CSTCC stub and intermediate columns, the equations for estimating the lateral confining stress and the equations for considering the slenderness in the selected models were proposed. It was found that all selected models except for EC2 (2004) gave a very good prediction. Among them, the model of Bing et al. (2001) was the best predictor.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.282-289
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 초고강도 섬유보강 분절 박스거더에 대한 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 PS강재의 면적, 강섬유 혼입률과 복부와 상부 플랜지의 종방향 철근이다. 하부플랜지의 두 개 텐던에 16개, 12개, 7개씩을 배치하고, 강섬유 혼입률은 2.0%, 1.5%, 1%를 사용하였다. 하부에 32개의 강연선을 배근한 박스거더는 과보강 강재 거동을 보였으며, 24개의 강연선을 배근한 거더는 강연선 32개를 설치한 거더와 비슷한 최대하중을 보이면서 처짐이 많은 저보강 강재 거동을 보였다. 강연선을 14개 설치한 박스거더는 24개 설치한 거더 내하력의 1/2정도 최대하중을 보이며, 연성거동을 보이고 있다. 설계기준의 강재지수에 따른 보 파괴거동의 분류에 대한 식의 유효성을 검토한 결과 지수 판별식은 초고강도 박스거더의 거동을 정확하게 반영하지 못하고 있으며, 박스거더의 기하학적 형태를 세부적으로 고려하고, 강재의 변형률 0.005에 해당하는 기준값을 새로 산정해야할 것으로 판단된다.

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

• Steel and Composite Structures
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• 제31권1호
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• pp.13-25
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• 2019

Reactive powder concrete (RPC) is a type of ultra-high strength concrete that has a relatively high brittleness. However, its ductility can be improved by confinement, and the use of RPC in composite RPC filled steel tube columns has become an important subject of research in recent years. This paper aims to present an experimental study of axial capacity calculation of RPC filled circular steel tube columns. Twenty short columns under axial compression were tested and information on their failure patterns, deformation performance, confinement mechanism and load capacity were presented. The effects of load conditions, diameter-thickness ratio and compressive strength of RPC on the axial behavior were further discussed. The experimental results show that: (1) specimens display drum-shaped failure or shear failure respectively with different confinement coefficients, and the load capacity of most specimens increases after the peak load; (2) the steel tube only provides lateral confinement in the elastic-plastic stage for fully loaded specimens, while the confinement effect from steel tube initials at the set of loading for partially loaded specimens; (3) confinement increases the load capacity of specimens by 3% to 38%, and this increase is more pronounced as the confinement coefficient becomes larger; (4) the residual capacity-to-ultimate capacity ratio is larger than 0.75 for test specimens, thus identifying the composite columns have good ductility. The working mechanism and force model of the composite columns were analyzed, and based on the twin-shear unified strength theory, calculation methods of axial capacity for columns with two load conditions were established.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.573-579
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• 2014

합성보는 콘크리트 바닥판과 강재 거더로 이루어져 왔으나, 바닥판의 자중을 줄이면서 내구성을 향상시키고 나아가 교량의 강도 및 강성을 향상시키기 위하여 초고성능 콘크리트(UHPC)를 교량 바닥판으로 채용한 합성보가 최근에 제안되고 있다. 이 연구는 기존의 스터드 전단연결재가 UHPC 바닥판을 합성함에 있어 유효한지에 관하여 실험적으로 검토해보고자 한다. 12개의 push-out 시험체를 통하여 UHPC 바닥판에 매립된 스터드 전단연결재의 정적 강도를 평가하였으며, 실험 변수로 바닥판 두께, 스터드 높이 및 지름을 채택하여, 기존에 제한되었던 스터드 지름에 대한 높이의 비율인 형상비와 스터드 머리부 상부 콘크리트 피복두께의 제한을 완화하는 것이 가능한지에 대하여 검토하였다. 이 연구의 실험으로부터 기존 AASHTO LRFD에 제시된 정적 강도평가식을 UHPC에 매립된 스터드 전단연결재에 적용하는 것이 유효함을 확인하였으며, 4이상으로 제한된 형상비는 3.1까지 낮추어도 되며, 50 mm로 제한된 최소 피복두께도 25 mm까지 낮출수 있음을 확인하였다. 다만 Eurocode-4에 제시된 연성도 기준인 특성 상대슬립 6 mm 이상의 기준을 만족하지 못하여, UHPC에 매립된 스터드 전단연결재는 별도의 연성 보강 방안이 채택되지 않는다면 강성 전단연결재로 간주하여야 할 것이다.