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        • KCI등재

          경량콘크리트 및 일반콘크리트의 수분관련 수축에 대한 다중물리모델

          이창수(Chang-Soo Lee) 한국콘크리트학회 2010 콘크리트학회논문집 Vol.22 No.2

          경량골재 사전흡수에 의한 콘크리트 내 수분이동 변화와 수축 저감 효과를 파악하기 위하여 일반콘크리트 및 경량콘크리트의 수분이동, 열전달, 변형률의 다중물리모델의 해석과 실험을 수행하였다. 그 결과 동일 물-결합재비일 경우 경량 콘크리트와 일반 콘크리트와의 습도 변화 비교는 모두 경량 콘크리트가 일반 콘크리트보다 초기재령, 장기재령 모두에서 작은 습도 감소를 나타내어 경량 골재 사전흡수수에 의한 수분 공급이 효과적으로 이루어진 것으로 판단된다. 이에 따라 경량 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 수축변형률 크기 및 분포 모두 감소하였으며, 수축저감효과는 물-시멘트비 0.3에서는 초기재령에서, 물-시멘트비 0.5에서는 초기재령, 장기재령 모두에서 효과적인 것으로 나타났다. 수분이동 및 변형률 해석과 모형실험을 통해 일련된 연구에서 도출한 수분이동 특성값과 습도, 수축 관련식은 적합한 것으로 판단되며, 향후 경량콘크리트의 부등수축해석에 적절히 활용될 수 있을 것으로 생각된다. A multiphysics model analysis including moisture transport, heat transfer and solid mechanics and experiments on the normal and light weight concrete were carried out in order to study the effect of preabsorbed water in the light weight aggregates on the drying and shrinkage characteristics of concrete. Consequently, with fixed water-cement ratio, loss of water content of normal and light weight concrete were compared and the results showed that the lightweight concrete lost less moist than the normal concrete in early age and long term which was by moist supply effect. Accordingly, shrinkage strain size and distribution of lightweight concrete were decreased, and shrinkage reducing effect was efficient in early age with water cement ratio 0.3 and in both early age, and long term with water cement ratio 0.5. The comparison of analysis results and exaperimental results indicate that characteristic values of moisture transport and the relation humidity and shrinkage strain from this study are resonable for application for other differential shrinkage analysis in lightweight concrete.

        • 철근 콘크리트 보에서 압축력을 받는 콘크리트의 파괴에 대한 역학적 모델

          한국콘크리트학회 한국콘크리트학회 2004 콘크리트학회지 Vol.16 No.4

          콘크리트 구조물에 대한 많은 기준들의 요건에 따르면, 휨을 받는 철큰 콘크리트(RC) 보의 압축부에서의 응력은 일반적으로 일축의 응력-변형을 관계를 이용하여 계산한다. 이와 같은 접근은 가끔씩 압축력을 받는 콘크리트에서 부서짐이 발성할 때 보의 구조적 거동을 재현하지 못할 수 있다. 결과적으로, RC 구조물의 지지력과 그들의 연성은 근사적으로 평가된다. 본 논문에서는 압축을 받고 있는 콘크리트의 postpeak 거동은 활동면을 이용하여 모델링되었다. 이 활동 면의 모멘트-곡률곡선에서 연화부분에 그 원인이 있다. 제안된 활동현상의 수학적 표현은 압축력을 받는 콘크리트(즉, 연화부분의 거동이 압축영역의 크기와 변형률구배(곡배)에 의존하는)에 있어서 특정한 응력-변형률 관계를 정의하는 것이 얼마나 어려운지를 보여주고 있다.

        • 원형강관으로 구속된 콘크리트의 역학적 거동 특성에 관한 연구

          박정민,김화중 한국콘크리트학회 1995 콘크리트학회지 Vol.7 No.3

          충전형 강관콘크리트 구조는 강관과 콘크리트 두 재료의 이질적인 재료특성을 상호 보완적으로 발휘하여 구조적 성능향상을 꾀한 것으로서 제구조 특성상 우수한 구조형식이라 할 수 있다. 강관으로 구속된 콘크리트가 중심축력을 받게 되면 내부의 콘크리트는 압괴에 의한 체적 팽창을 외부의 강관에 의해 구속 받게 되므로 3축 압축응력 상태로 되어 압축강도가 증대된다. 또한 콘크리트의 압괴에 의한 탈락 현상이 방지되므로서 단면의 결손이 없어져 내력 저하가 작아진다는 잇점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트의 구조적 거동 특성을 규명하기 위한 것으로서 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 일련의 실험을 통하여 강관으로 구속(3축 응력)된 콘크리트의 구조적 거동 특성을 고찰하였다. 일련의 실험을 통하여 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)강관에 의한 콘크리트의 구속효과는 강관의 폭두께비와 충전 콘크리트의 강도가 낮을수록 현저하며, 원형강관으로 구속된 내부 콘크리트는 최대내력시의 변형능력에 있어서 횡방향 구속이 없는 콘크리트보다 4~7배 정도까지 증대시켜 연성효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다. (2)콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관으로 구속된 내부 콘크리트의 강도와 콘트리트 충전강관 기둥의 최대내력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. We could say that the concrete filled steel tube structure is superior in the vlew of various structure properties as to promote improvement of structural capacity to dtmonstrate heterogeneous material properties interdependently. The compressive strength is increased by putting to tri axial stress because lateral expansion of concrete 1s confined by the steel tube, when concrete conflned by steel tube fall under centric axial load. Also, it have an advantage that decreasr of load carrying capacity 1s small, not occuring section deficiency due to protect falling piienornonon by co~nprrssion fallurc of concrete. So this study investigated for structural behaviors yroprrtiex of concwir. confined by steel tube throughout a series of experlmerit with kcy parxncter, such as diameter-to-thickness(D / t) ratio, strength of concrete as a study on properties of structural behaviors of confined concrete confined by circular steel tube( tri axial stress). Frorn the expcrment results, the obtained results, are surnrnarised as foliow. (1) The restraint effect of concrete by steel tube was presented significantly as the D /t ratio of steel tube and the strength of filled concrete decrease, and the confined concrete by circular steel tube was increased respectively twice as much as 4-7 in deformation capacity at the ultimate strength ,compared with those of non-confined concrete, so expected to increase flexible effect of concrete. (2) The emprical formula to predict the ultimate capacity of confined concrete by steel tube and concrete filled steel tube column using restraint coefficient of concrete were proposed.

        • 폴리머 콘크리트 오버레이의 수축응력에 관한 연구

          조영국,소양섭,Jo,,Young-Kug,Soh,,Yang-Seob 한국콘크리트학회 1997 콘크리트학회지 Vol.9 No.4

          폴리머 콘크리트를 오버레이 콘크리트로서 기존 시멘트 콘크리트 위에 타설할 경우 폴리머 콘크리트의 경화수축으로 말미암아 전단응력, 수직응력 및 축응력이 발생되며 이러한 응력은 폴리머 콘크리트와 기존 시멘트 콘크리트 사이의 접착성능에 영향을 미쳐 결국 역학적 성질 및 내구성이 저하될 수 있다. 오버레이 콘크리트의 수축응력은 본 실험에서 실시한 구속된 오버레이 콘크리트의 구속해제에 의한 수축변형량과 탄성계수로서 구할 수 있다. 본 연구에서는 폴리머 종류, 오버레이 콘크리트 두께, 양생시간과 온도에 따른 폴리머 콘크리트 및 폴리머 시멘트 콘크리트의 수축에 의한 축응력을 측정하여 폴리머 콘크리트를 각종 교량등의 오버레이 콘크리트로 사용하멩 있어서 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 연구결과, 폴리머 콘크리트의 경화수축응력은 폴리머의 종류, 양생온도, 재령 및 두께에 의해 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. The shrinkage of polymer concrete overlays to cement concrete causes interface shear, normal and axial stresses in the overlays. These can lead to deterioration of the polymer concrete overlays due to affection of adhesion polymer concrete and cement concrete. The shrinkage stress in the polymer concrete cause it to shorten and the shorting is measured: With the modulus of elasticity of the polymer concrete and strain known the stresses can be calculated. The purpose of this study is to provide the basic data of application of polymer concrete overlays such as bridge decks, highway and airport pavement repair and overlay materials. From the test results. It has been found that depending on the type polymer. overlay thickness, time after curing and temperature. the shrinkage stresses are eliminated by relaxation in time ranging from a few hours to a few days.

        • KCI등재

          강섬유 보강 콘크리트의 배합비와 역학적 특성 사이의 관계 추정

          최현기(Hyun-Ki Choi), 배백일(Baek-Il Bae), 구해식(Hae-Shik Koo) 한국콘크리트학회 2015 콘크리트학회논문집 Vol.27 No.4

          본 연구는 섬유보강 콘크리트의 실무 적용을 위한 성능 평가에 대해 재료 시험으로 낭비되던 시간과 노력을 최소화하고 적용에 있어서의 이론적인 배경을 확보하기 위해, 기존의 가이드라인 및 시험 기준에 따른 실험 결과의 수집과 통계적 분석을 통한, 콘크리트의 압축강도에 기반한 주요 특성들을 특정하기 위해 수행되었다. 섬유보강콘크리트는 다양한 변수에 영향을 받게 되므로 이론적인 접근이 어려운 측면이 있어 본 연구에서는 현재 실무에서 다방면으로 사용되고 있는 100MPa 이하의 압축강도를 가지는 콘크리트를 중심으로 0.25%에서 2% 사이의 강섬유 혼입량에 대한 압축강도와 인장강도 시험을 수행하였다. 인장강도 시험은 표준기관에서 정하고 있는 시험방법인 쪼갬인장강도와 휨인장강도에 대해 수행하였다. 섬유보강콘크리트의 재료시험 결과 쪼갬인장강도와 휨인장강도 모두 압축강도의 증가에 따라 증가하는 추세를 보였으며 강도의 증진률은 압축강도 증가와 함께 감소하는 추세를 보였다. 또한섬유의 혼입량 증가는 인장강도의 증가를 유발하는 것을 확인할 수 있었으며, 압축강도 증가에 따른 인장강도 증진률 감소를 막아 콘크리트 압축강도 증가에 선형적으로 인장강도가 증가하도록 해주는 것을 확인할 수 있었다. 기존 연구들로부터 구축한 데이터베이스를 통한 섬유보강콘크리트의 기계적 성질에 대한 검토를 수행하였다. 다양한 변수에 따른 인장강도의 추정을 위해 인공신경망을 적용하였다. 인공신경망은 multi layer perceptron으로 구성하였으며 전달함수로는 sigmoid 함수를 사용하였고 역전파 알고리즘을 통해 학습을 수행하였다. 인공신경망을 사용한 콘크리트 인장강도의 추정 결과 시험 결과와 추정결과가 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 인공신경망에서 결합력이 큰 변수들은 물-시멘트비와 섬유의 혼입량으로 나타났으며 섬유보강콘크리트의 인장강도는 물-시멘트비에 영향을 받는 압축강도와 혼입량을 통해 추정할 수 있을 것으로 판단된다. The main purpose of this study is reducing the cost and effort for characterization of tensile strength of fiber reinforced concrete, in order to use in structural design. For this purpose, in this study, test for fiber reinforced concrete was carried out. Because fiber reinforced concrete is consisted of diverse material, it is hard to define the correlation between mix proportions and strength. Therefore, compressive strength test and tensile strength test were carried out for the range of smaller than 100 MPa of compressive strength and 0.25~1% of steel fiber volume fraction. as a results of test, two types of tensile strength were highly affected by compressive strength of concrete. However, increase rate of tensile strength was decreased with increase of compressive strength. Increase rate of tensile strength was decreased with increase of fiber volume fraction. Database was constructed using previous research data. Because estimation equations for tensile strength of fiber reinforced concrete should be multiple variable function, linear regression is hard to apply. Therefore, in this study, we decided to use the ANN(Artificial Neural Network). ANN was constructed using multiple layer perceptron architecture. Sigmoid function was used as transfer function and back propagation training method was used. As a results of prediction using artificial neural network, predicted values of test data and previous research which was randomly selected were well agreed with each other. And the main effective parameters are water-cement ratio and fiber volume fraction.

        • KCI등재

          전단 철근 보강된 프리스트레스 PC와 CIP 합성보의 전단강도

          서정일(Jung-Il Suh), 박홍근(Hong-Gun Park), 홍건호(Geon-Ho Hong), 강수민(Su-Min Kang), 김철구(Chul-Goo Kim) 한국콘크리트학회 2015 콘크리트학회논문집 Vol.27 No.4

          최근 들어, 모듈화된 건축물에 프리캐스트 콘크리트와 현장콘크리트를 합성한 복합화 공법사용이 증가하고 있다. 일반적으로 프리캐스트 콘크리트 부재는 공장에서 선제작된 PC부재에 휨·전단 성능 향상을 위한 프리텐션 도입이 가능하다. 현행 구조 기준에서는 긴장력이 가해진 단일 단면의 전단강도식은 제시하지만, 프리캐스트 콘크리트와 현장 콘크리트 합성 단면의 수직 전단 강도식은 제시하지 못하고 있다. 이전 연구에서는 수직전단 보강이 없는 프리스트레스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 합성보의 전단 강도에 대하여 분석하였다. 따라서 본 연구에서는 수직 전단 보강된 프리스트레스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 합성보의 전단 강도 실험을 통하여 합성보 설계시 고려해야할 사항에 대하여 알아보았다. 변수로는 콘크리트의 면적비, 긴장재의 긴장력, 전단경간비, 그리고 전단철근비를 고려하였다. 실험 결과, 전단 강도는 긴장력이 가해진 단면적의 면적비, 긴장재의 긴장응력에 비례하여 증가하였고 전단 경간비가 증가할수록 감소하였다. 또한 압축대 콘크리트 강도에 따른 전단철근의 기여도 차이를 보였다. Recently, the use of composite construction method using precast (PC) and cast-in-place (CIP) concrete is increased in modular construction. For PC members, pre-tensioning is used to improve efficiency of the structural performance. However, current design codes do not clearly define shear strength of prestressed PC-CIP composite members. In this study, 22 specimens were tested to evaluate shear strength of prestressed composite members with vertical shear reinforcement. The test variables were the area ratio of high-strength (60 MPa) to low-strength concrete (24 MPa), prestressing force of strands, shear span-to-depth ratio(a/d), and vertical shear reinforcement ratio. The test results showed the prestressing force did not completely restrain diagonal cracking of non-prestressed concrete in the web. Thus, the effect of prestress force was not insignificant in the effect for monolithic beams. The vertical shear strength and horizontal shear strength of the composite beams were compared with the strength predictions of KCI design method.

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