설계기준에 따른 매입형 강합성 기둥의 압축강도

조경훈,김성보 한국강구조학회 2019 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.31 No.3

In this paper, the compressive strength of concrete-encased composite columns is evaluated and compared to the results by applying the criteria shown in several design specifications, i.e. AASHTO-LRFD, AISC, Korean Highway Bridge Design Code(Limit state design) and Korea Design Standard, respectively. The nominal and design compressive strength according to the length of the composite column is estimated based on the design specifications and compared to the experimental results in the literature. It is shown that Korea Design Standard(KDS 14 31 10) underestimates the design compressive strength of steel composite column comparing to the other design specifications. 이 논문에서는 여러 설계기준에서 제시하고 있는 매입형 강합성 기둥의 압축강도에 대한 평가를 수행하였다. AASHTO- LRFD(2012)에 근거한 도로교설계기준(한계상태설계법), AISC(2010)를 바탕으로 제정된 강구조부재설계기준(KDS 14 31 10) 및AISC(2016)에서 규정하고 있는 매입형 강합성 기둥의 압축강도를 산정하여 여러 문헌에서 발표된 실험결과와 비교·분석하였다. 다양한 단면과 길이를 갖는 매입형 강합성 기둥에 대하여 여러 설계기준에 따른 공칭 및 설계 압축강도를 산정하고 여러 가지 변수들이 압축강도에 미치는 영향을 분석하였다. 현행 강구조부재설계기준(KDS 14 31 10)은 다른 기준들에 비하여 강합성 기둥의 압축강도를 저평가하고 있는 것으로 평가되었다.

콘크리트의 휨강도가 콘크리트 포장 수명에 미치는 영향 분석

황성재 慶熙大學校 大學院 2009 高凰論集 Vol.44 No.-

본 논문은 지불규정의 인자 중 하나인 휨강도가 콘크리트 포장의 설계 수명에 어떤 영향을 미치는가에 대하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 AASHTO식, Vesic의 Power Fomula는 도로 포장연구에 널리 사용되고 있는 공식이다. AASHTO공식의 분석 결과 설계 수명을 10% 감소시키는 휨강도의 손실률은 약 3%이다. 하부지지력은 도로 포장의 설계수명에는 영향을 미치지만 도로 설계 수명 10% 감소에 대한 휨강도 손실량과 손실률에는 영향을 주지 않는 것으로 분석 되었다. Vesic의 Power fomula에서도 역시 AASHTO공식과 거의 유사하게 분석 되어졌다. 각 모형들에서의 설계 수명 10%에 대한 휨강도 손실량 및 손실률의 크기, 하부 지지력과 설계수명의 관계는 비슷한 양상으로 보였다. 하지만 휨강도의 손실이 도로 포장의 설계 수명에는 분명히 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. This study analyzes how the concrete flexural strength which is one of the most important factors in the pay factors affect the concrete pavement design life. Generally This study analyzes how the concrete flexural strength which is one of the most important factors in the pay factors affect fhe concrete pavement design life. Generally AASHTO equations and Power formulas are used for road pavement studies. The analysis result from theAASHTO equations show that if the flexural strength decreases about 3%, the concrete pavement desigh life decreases 10%. The modulus of subgrade reaction affects concrete pavement desigh life; however, the modulus of subgrade reaction dose not affect the amount of flexural strength decrement and the rate of flexural strength decrement which make concrete pavement desigh life decrease about 10%. The results of Power formula developed by Vesic are very similar to the results of AASHTO equations. The relations ofthe amount of flexural strength decrement and the rate of flexural strength decrement which make concrete pavement desigh life decrease about 10%, the modulus of subgrade reaction and the pavement design life are very similar. However the most important thing is the flexural strength decrement definitely affects the pavement design life.

원공이 있는 복합재 적층판의 압축강도 예측

김성준(Sung Joon Kim),박세훈(Sehoon Park) 한국항공우주학회 2021 韓國航空宇宙學會誌 Vol.49 No.7

원공이 있는 복합재 적층판의 강도는 복합재 항공기기 설계 시 충격하중이 가해지는 부위의 설계 허용치로 사용된다. 일반적으로 BVID (Barely Visible Impact Damage)에 의한 강도저하는 24.0mm 폭의 시편에 6.0 mm 지름의 원공이 있는 시편의 강도로 가정한다. 본 연구에서는 원공이 있는 복합재 적층판의 강도에 적층각이 미치는 영향을 조사하기 위해 잔류강도 시험을 수행하였다. 원공이 있는 적층판의 강도를 예측하기 위해 특성길이를 이용한 점응력 파손기준을 사용하였고, 이론해를 검증하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 실험결과로부터 특성길이는 0˚, ±45˚와 90˚층의 비율과 관련이 있음을 보였다. 또한 회귀분석을 통하여 임의의 적층 패턴에 대한 특성길이와 원공이 없는 시편의 강도를 결정하였다. Open hole strength of composite laminates is often used as the design allowable strength for designing composite aircraft structures, particularly those structures subjected to impact loading. Generally, the degradation of strength due to a barely visible impact damage (BVID) is assumed as the strength of 6.0 mm hole diameter in 24.0 mm width specimen. In this study, the residual strength static tests of composite laminates containing circular holes have been performed to investigate the effects of fiber orientation structure on open hole strength. The point stress criterion using a characteristic length is used to predict the open hole strength. The finite element analysis has been used to validate the analytical method. From the test results, it is shown that the characteristic length is related to the percentage of 0˚, ±45˚ and 90˚ plies of the laminate. And regression analysis has performed to determine the characteristic length and strength of no hole specimens on the arbitrary layup pattern.

고강도 콘크리트의 성능기반형 배합설계방법

김장호(Kim Jang-Ho),오일선(Oh Il Sun),판덕형(Phan Duc Hung),이근성(Lee Keun Sung) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.6A

본 연구에서는 Bayesian 통계법을 이용한 성능기반형 배합설계방법(perfomance Based Mixture Design, 이하 PBMD)을 고강도 콘크리트 배합설계에 활용하여 요구성능을 만족하는 고강도 콘크리트 배합비를 찾는 것을 목표로 하고 있다. PBMD 방법은 Bayesian 통계법을 통해 얻어진 만족도 곡선을 활용한 성능중심의 콘크리트배합설계과정으로서 어떠한 조건이나 환경에서도 쉽게 적용이 가능하여 현재의 설계기준을 대체할 수 있는 하나의 대안으로 생각된다. 고강도 콘크리트의 여러 가지 재료 · 성능 변수들을 구하기 위해 수행한 여러 가지 실험들의 결과를 바탕으로 고강도 콘크리트 배합설계 시 PBMD 방법의 적용가능성에 대해 검토하였으며 지역에 따른 환경조건, 사용 가능한 재료, 적용 가능한 콘크리트생산기술 등을 고려하여 목표성능을 모욕시키는 최적의 콘크리트 배합비를 구하는 과정을 PBMD 방법을 적용한 예제를 통해 나타내었다. PBMD 과정을 적용한 고강도 콘크리트의 배합설계의 현장 적용성을 검토하기 위해 ACI에 기술된 결과와의 비교를 통해 그 유효성을 입증하였다. This paper is a study about application of recently proposed Performance Based Mixture Design (PBMD) for design of high strength concrete (HSC) to obtain HSC mix proportion that satisfies required performances. The PBMD method which uses Satisfaction curve based on a Bayesian method is a performance oriented concrete mix proportion design procedure easily applicable to any condition and environment for a possible replacement to the current prescriptive design standards. Based on extensive experimental results obtained for various materials and performance parameters of HSC, the application feasibility of the developed PBMD procedure for HSC has been verified. Also, the proposed PBMD procedure has been used to perform application examples to obtain desired target performances of HSC with optimum concrete mixture proportions using locally available materials, local environmental conditions, and available concrete production technologies. The validity and precision of HSC mix proportion design obtained using the PBMD method is verified with the experimental and ACI presented results to check the feasibility for actual design usage.

비내진 설계된 RC 골조에 대한 전단강도 감소 효과를 고려한 수치해석의 비교

이영욱 한국지진공학회 2006 한국지진공학회논문집 Vol.10 No.1

비내진 설계된 철근콘크리트 골조는 내진상세의 미확보로 인하여 전단파괴의 가능성이 있다. 이러한 전단파괴를 해석 모델링에 반영하기 위하여 Moehle과 ATC 40을 포함한 4개의 전단강도감소 모델을 선택하고 비교하였으며, 각 모델을 예제 건물에 적용하여 Push-over해석을 수행하였다. 해석용 예제 모델은 3층 규모로 하였으며 국내 콘크리트 설계기준에 따라 설계하였다. 전단강도 감소모델 비교 결과, Moehle의 모델은 NZSEE의 모델보다 전단내력을 작게 평가하고 ATC 40 모델에 비하여 휨 연성도에 따른 내력의 변동이 작으며, 대부분의 경우에 고찰된 모델들의 전단내력은 ACI 318의 공칭 전단강도보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 예제 모델의 수치해석 비교 결과, 전단강도 감소모델에 따라 건물의 수평 저항 능력에 큰 차이가 나타나며, 전단스프링에 전단강도 감소를 고려한 모델에 비하여 ATC 40의 횡 소성 변형을 제한하는 모델을 사용하면 횡저항 능력을 과소평가하게 됨을 알 수 있었다. Nonseismic designed RC frame have a possibility of shear failure because of deficiencies of reinforcing details. To model the shear failure in numerical analysis, shear strength degradation models which Include Moehle's and ATC 40 are compared and applied to push-over analysis. For numerical analysis, three storied building frame is selected and designed according to Korean Concrete Design Code(2003). As results, It is shown that Moehle's shear strength degradation model estimates the shear strength lower than NZSEE model and has less variation than ATC 40 model and all the shear strengths of models are greater than the nominal shear strength of ACI 318. Also, from the numerical analysis, it is pointed out that there may be great difference in lateral drift capacity if a different shear strength model is used. And the capacity can be severely underestimated if the restraining model of plastic rotation of ATC 40 is used, compared to the use of shear spring model for shear degradation.

근거리 및 원거리 지진에 대한 비선형 구조물의 강도감소계수 산정

송종걸(Song Jong-Keol),김학수(Jin He-Shou) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.3A

강도감소계수는 탄성설계 스펙트럼으로부터 비탄성 설계스펙트럼을 작성하는데 사용되며, 구조물이 가진 연성도 능력 한도 내에서 비탄성 거동을 허용함으로써 설계강도를 어느 정도 낮출 수 있는지를 나타내는 척도이다. 기존의 많은 연구자들이 제안한 강도감소계수 제안식은 대부분 탄소성 모델과 제한적인 지진하중에 대하여 작성되었다. 그러므로 본 연구에서는 강도감소계수에 관한 계산식의 활용성 및 유용성을 증대시키기 위하여, 근거리 및 원거리 지진으로 구분되는 총 80개 지진가속도 기록을 사용하여 강도감소계수를 평가하였으며, 구조물의 비탄성 이력거동은 이선형 및 강성저하 모델로 구분하여 적용할 수 있는 강도감소계수를 제안하였다. 또한 강도감소계수에 대한 변위연성도, 항복후 강성비, 구조물의 주기, 비탄성 이력모델과 지진 특성의 영향을 분석하였다. 본 연구에서 제안한 강도감소계수의 정확성은 기존의 제안식과 비탄성 응답스펙트럼 해석에 의해 계산된 강도감소계수와의 비교에 의하여 평가하였다. Strength reduction factor is used to estimate inelastic strength demands from elastic strength demands. The strength reduction factor represents a reduction degree of design strength by permitting inelastic behaviors within the limited ductility capacity. Most of existing formulas for strength reduction factor were mainly constructed for the elasto-plastic model and limited numbers of earthquake records. In order to improve application and usefulness of simple formula for the strength reduction factor, two hysteretic models and 80 earthquake records are used in the inelastic response spectrum analysis. Two hysteretic models used are the bilinear and stiffness degrading models. In order to reflect characteristics of earthquakes, the 80 earthquake records are classified into two groups of 40 far-field and 40 near-field earthquake records. The effects of several parameters such as displacement ductility, strain hardening ratio, period, characteristics of earthquakes and hysteretic models for the strength reduction factor are evaluated. Accuracy of the proposed formula is evaluated by comparing the strength reduction factors estimated by existing and proposed formulas with those calculated from inelastic response spectrum analysis.

한랭조건하 배합강도 결정시 혼합시멘트 사용 콘크리트의 강도 보정 제안

한민철,이영준 대한건축학회지회연합회 2020 대한건축학회연합논문집 Vol.22 No.1

The objective of the paper is to propose the correction factors of the concrete using blended cement at the stage of designing specified strength under low temperature environment. Strength development of the concretes using blended cements are estimated applying equivalent age methods. Ordinary Portland cement(OPC), fly ash cement(FAC), blast furnace slag cement(BSC) and ternary blended cement with FA and BS are used for the binders. Compressive strengths are measured using the concretes cured at 5, 20 and 35℃. Test results indicated that the use of blended cement led to decrease in strength development at 5℃ at early age. Strength correction factors with each level of age and binder types were suggested with 3 MPa levels. OPC, FAC and ternary blended cement had 3 MPa of strength correction factors for 28 days and 42 days of strength management period, while there are no need at 56 days and 91 days. BSC concrete had 3~6 MPa of strength correction factors from 28 days to 42 days. Within the scope of this study, strength correction factors should be added to Korea Construction Standard to secure design strength of the structural concrete cured at low temperature.

이음된 초고강도 강섬유보강콘크리트 보의 휨강도에 관한 실험적 연구

배백일 ( Baek-il Bae ),손동희 ( Dong-hee Son ),최현기 ( Hyun-ki Choi ),정형석 ( Hyung-suk Jung ),최창식 ( Chang-sik Choi ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.6

본 연구에서는 이음된 초고강도 강섬유보강콘크리트 부재의 휨거동을 검토하고, 현행설계기준의 초고강도 강섬유보강콘크리트 구조물의 이음 설계에 대한 안전성을 평가하기 위해 총 6개의 보에 대한 가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 섬유의 혼입여부와 이음 길이로 설정하였다. 혼입된 섬유는 강섬유로 2%의 부피비로 결정하였으며, 이음길이는 8db와 16db로 결정하여 실험체를 제작하였다. 실험 결과 섬유로 보강되지 않은 실험체들은 이음부에서 급격한 하중지지능력을 상실하고 철근의 항복을 경험하지 못하였으나, 섬유로 보강된 경우 16db의 이음길이가 확보되면 주인장철근의 항복을 경험할 수 있으며, 적절한 휨강도를 발현할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구의 실험결과를 바탕으로 현행설계기준 및 초고강도콘크리트 구조설계지침의 이음길이 산정식들을 검토한 결과 모두 보수적인 평가를 하고 있는 것으로 나타났다. This study examines the bending behavior of lap-spliced ultra-high-strength fiber-reinforced concrete members and evaluates the safety of the design codes for ultra-high-strength fiber-reinforced concrete structures. An experiment on a total of six beams was performed. The main variables were the fiber-inclusion and the lap-spliced length at the center of the beams. The steel fibers in a volume fraction of 2% were used, and the lap-splice lengths were determined to be 8db and 16db. As a result of the test, the specimens not reinforced with fiber lost abrupt load-bearing capacity at the lap region and did not experience yielding of the reinforcing bar. In the case of fiber-reinforced concrete, if a lap-splice length of 16db is secured, the yielding of the main reinforcing bar can be experienced, and appropriate flexural strength can be expressed. Based on the experimental results of this study, as a result of reviewing the lap-splice length calculation formulas of the current design standards and the ultra-high-strength concrete structural design recommendations, it was found that all of them were evaluated conservatively.

包裝箱子의 理論的 壓縮强度 設計와 劣化要因 分析

朴鍾民 密陽産業大學校 農業技術開發硏究所 1998 農業技術開發硏究所報 Vol.2 No.1

裝籍子 材料로는 대부분 골판지가 이용되고 있으며, 包裝시 사용되던 각종 플라스틱 緩衝材들이 환경오염과 관련되어 그 사용이 규제됨으로써 골판지의 이용이 더욱 확대될 추세에 있다. 따라서 골판지籍子와 골판지 자체에 관련된 제반연구 즉, 골판지의 品質管理. 골판지籍子의 品質規格化, 緩衝效果 및 層積耐久性 향상등 다각적인 연구가 매우 시급하다. 본 연구에서는 우리나라의 주요과실류의 包裝籍子에 대하여 이들 籍子의 수분흡습에 따른 壓縮强度 劣化要因을 분석하였고, 이론적인 壓縮 强度設計 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다 (1)包裝籍子의 最大壓縮强度는 골판지의 총평량 보다는 원지의 종류에 더많은 영향을 받 았으며, 상대습도의 증가에 따라 급격히 감소하는 경향이었다. 대체로 온도 보다는 상대습도가 壓縮强度에 미치는 영향이 뚜렷하였으며 籍子의 最大壓縮强鹿는 함수율의 증가에 따라 2차 함수적으로 감소하였다. (2)온·습도에 따른 籍子의 最大壓縮처짐율과 臨界진짐율 모두 상대습도에 따라 거의 직선적으로 증가하였으나, 온도에 따라서는 일률적인 경향이 없었다. 또한 함수율에 따라서 2차 함수적으로 증가하였다. (3) 국·내외의 각종 규정과 자료를 이용하여 包裝籍子의 壓縮强度設計 프로그램을 개발 하였으며, 일부 자료의 부족으로 범용적인 프로그램의 작성이 어려웠으므로 앞으로 계속적인 보완의 필요성이 있다. Major factors in reducing the stacking strength corrugated fiberboard boxes in cold storage or transport conditions are high relative humidity, causing elevated moisture absorption by the boxes. The bottom boxes in a stack will deform to the critical deflection causing agricultural products damage there, and eventually additional deflection will cause box collapse and finally topping of the stack. Therefore, the compression strength of the corrugated fiberboard boxes is very important information to the manufacturers and the end users. The study was conducted to analysis the enviromental condition effects on the compressive strength of the packaging boxes and the develop compression strength design program. The results obtained from the study were summarized as follows: (1) The maximum compressive strength of Box A was about 100 ㎏ greater than that of Box B on the same enviromental conditions. The strength of the sample boxes decreased rapidly with the increasing of relative humidity. The effect of relative humidity on the strength was a little higher than that of temperature. (2) The maximum compressive deflection ratio and the critical deflection ratio of the sample boxes were increased linearly with the increasing of relative humidity, but trends for its ratios showed inconsistant response to temperature. (3) The developed computer program could be applied to only the boxes produced according to the Korean Standards. Also this program needs to be revised continuously by the newly added and developed data.

콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석을 통한 스트럿 유효강도의 적합성 평가

전창현(Jeun Chang Hyun),윤영묵(Yun Young Mook) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.5A

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 포함하는 콘크리트 구조부재의 극한강도 해석 및 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 콘크리트 구조부재의 정확한 극한강도 해석 및 설계를 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이를 위해 여러 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 그리고 결정방법이 제안되었다. 이 연구에서는 연구 문헌, 설계기준서, 그리고 본 연구자의 방법 등에 의해 결정한 콘크리트 스트럿의 유효강도를 여러 스트럿-타이 모델 설계 예제집의 전통적인 선형 스트럿-타이 모델 방법에 적용하여 파괴실험이 수행된 24개 철근콘크리트 패널, 275개 철근콘크리트 깊은 보, 그리고 218개 철근콘크리트 코벨 등의 파괴강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 제안된 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 방법 등의 적합성을 평가하였다. 이 연구를 통하여 콘크리트 구조부재의 파괴강도를 비교적 정확하고 일관적으로 평가한 본 연구자의 유효강도 결정방법은 콘크리트 구조부재의 종류, 스트럿-타이 모델의 구조형식, 전단경간대 유효깊이의 비, 그리고 콘크리트 압축강도 등의 주요 변수의 영향을 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 합리적으로 반영할 수 있음을 알았다. The strut-tie model approach has proven to be effective in the ultimate analysis and design of structural concrete with disturbed regions. For the reliable analysis and design by the approach, however, the effective strength of concrete struts must be determined accurately. In this study, the validity of the effective strength of concrete struts, presented by the several design codes and many researchers including the author, was examined through the ultimate strength analysis of 24 reinforced concrete panels, 275 reinforced concrete deep beams, and 218 reinforced concrete corbels by using the conventional linear strut-tie model approach of current codes. The present study shows that the author’s approach, resulting in an accurate and consistent evaluation of the ultimate strength of the panels, deep beams, and corbels, may reflect rationally the effects of primary variables including the types of strut-tie model and structural concrete, the conditions of load and geometry, and the strength of concrete in the strut-tie model analysis and design of structural concrete.