본 논문은 콘크리트 구조물 보강공법 중 하나인 CFRP 표면매립 긴장보강의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 긴장재 및 긴장시스템을 개발하고 손상후 보강거동 및 충전재 유무에 따른 비부착 보강거동을 고찰하였다. 실험결과, 비부착 실험 체의 보강효과는 무보강 실험체보다 38% 증가하지만, 부착 실험체보다 17% 감소하였다. 손상된 콘크리트를 보강한 경우는 건전한 콘크리트의 보강효과와 유사했다. 정착장치와 부착된 CFRP 긴장재는 안정된 보강효과를 보였다.

In this paper, the hybrid prefabricated retrofit method is suggested and examined. Six specimens were manufactured in order to evaluate their flexural performance of RC beams. Test parameters include the added beam depth, the thickness of bottom plate, the number of the steel plate with openings. The effects of these parameters on the flexural performance of reinforced concrete beams were examined. The load-deflection behavior and modes of cracks are presented from the test results. At the test result, the flexural capacity and the ductility of the hybrid prefabricated retrofit method was increased satbly. Also, comparing the flexural performance of RC beam and retrofitted RC beams, it was increased that the flexural strength is about 3.3 times, the ductility is about 2.55 times, and energy dissipation capacity is about 7.34 times.

In this paper, the hybrid prefabricated retrofit method that improve structural performance and reduce construction period was developed by using a finite element analysis. The hybrid prefabricated retrofit method consist of a Z-shaped side plate, a L-shaped lower plate, and a bottom plate containing an steel plate with openings. This shape has advantage that a retrofit method is possible regardless of the size of the beams and a follow-up process such as reinforcement bars placing are not required. The finite element analysis of hybrid Prefabricated retrofit method showed the most ideal stress distribution when the thickness of bottom plate was 10mm, the thickness of the L-shaped lower plate was 5mm, the thickness of the Z-shaped side plate was 2.5mm, and the bolt spacing was 200mm. The bending strength equation of Hybrid prefabricated retrofit method was proposed through the plastic stress distribution method in KDS 41 31 00. The result of Comparison the proposed equation with the finite element analysis, it is determined that the design of hybrid prefabricated retrofit method is possible through the KDS 41 31 00.

FRP 시트(Sheet)를 활용한 보강 공법은 제작 과정에서의 간편함과 시공의 용이성으로 현장에서 다수 적용되고 있으며, 기존 연구자들은 FRP 시트로 보강한 철근콘크리트의 휨강도를 예측하기 위한 연구를 진행하였다. 그러나 이는 주로 탄소 섬유와 유리 섬유에 한정되어 있었다. 이 연구에서는 바잘트 섬유시트의 역학적 성질을 파악하기 위하여 물성 시험을 수행하였으며, 바잘트 섬유시트로 보강한 철근콘크리트 보의 휨실험을 수행하였다. 또한 그 결과 값을 비교 분석하여 기존 연구를 바탕 으로 바잘트 섬유 시트로 보강한 철근콘크리트 보의 휨모멘트 예측식을 제안하였다. 강도설계법, ACI440.2R (2017) 그리고 Park et al. (2005)의 예측값을 검토한 결과, 강도설계법은 실험값과 예측값의 비가 0.88로 나타났으며, ACI440.2R (2017) 설계식은 0.92, Park et al. (2005)은 0.97로 나타나 기존의 해석 방법은 휨모멘트를 과대평가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 제안식은 실험값과 예측값의 비가 1.00으로 나타나 휨모멘트를 안전측으로 예측하는 것으로 나타났다.

한본 연구에서는, 철근콘크리트 보 구조물의 동결융해에 따른 장기거동특성 및 최종 파괴형태를 비교 분석하고자 하였다. 철근콘크리트 보 시험체와 재료 시험체를 제작하여, 동결융해 챔버를 이용하여 동결과 융해를 반복적으로 수행하였다. 동결융해를 위하여 기존의 시험법을 참고하여 철근콘크리트 구조물에 대한 시험을 수행 하였다. 동결융해에 따른 콘크리트의 재 료특성 변화와 철근콘크리트 보 구조물의 거동특성 변화를 통하여 동결융해에 대한 영향을 평가하였다. 제안된 동결융해 시험법을 통하여 콘크리트 공시체의 압축강도가 약 19%감소하였다. 철근콘크리트 보 시험체의 경우, 콘크리트의 표면 강도가 동결 융해에 의하여 감소되어 사인장 균열이 발생하여, 재료적 강도 감소에 의한 구조물의 성능이 감소함을 확인하였다. 또한, 사인장 균열이 발생한 동결융해 시험체의 에너지 소산능력이 동결융해를 거치지 않은 시험체와 비교하여 적게 발생하였다.

This paper discusses the influence of transverse reinforcement spacing and support width of concrete wide beam on shear performance. In order to evaluate the shear performance, a total of thirteen specimens were constructed and tested. The transverse reinforcement spacing, the number of legs and support width were considered as variables. From the test results, the shear strength equation of concrete wide beam is proposed for prediction of shear strength of concrete wide beam to consider the transverse reinforcement spacing and support width. It is shown that the proposed equation is able to predict shear strength reasonably well for concrete wide beam.

본 논문에서는 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 유한요소법을 이용한 수치해석으로 예측해 보았다. 프리스트레스의 정도를 주요 변수로 하여 전단 강도의 변화를 살펴보았다. 유한요소해석 프로그램인 Abaqus를 사용하여 CDP재료 모델과 초기조건을 설정함으로 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 비교적 정확하게 예측할 수 있으며 오차는 5%이하였다. 또한 깊은 보의 strut-and-tie 모델과 동일한 형태를 나타냈으며, 해석이 타당하다고 본다. 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 예측하기 위해 제안된 수식으로 전단 강도를 계산하였을 때 실제 전단 강도보다 큰 수치를 얻었다. 텐던에 가해진 프리스트레스의 크기가 커질수록 깊은 보의 전단 강도는 선형적으로 증가하는 현상을 보였다. 깊은 보의 전단 강도를 효과적으로 증가시키기 위해 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보를 활용할 수 있다.

Diagonally reinforced concrete coupling beams (DRCBs) have been widely adopted in reinforced concrete (RC) bearing wall systems. DRCBs are known to act as a fuse element dissipating most of seismic energies imparted to the bearing wall systems during earthquakes. Despite such importance of DRCBs, the damage estimation of such components and the corresponding consequences within the knowledge of performance based seismic design framework is not well understood. In this paper, drift-based fragility functions are developed for in-plane loaded DRCBs. Fragility functions are developed to predict the damage and to decide the repair method required for DRCBs subjected to earthquake loading. Thirty-seven experimental results are collected from seventeen published literatures for this effort. Drift-based fragility functions are developed for four damage states of DRCBs subjected to cyclic and monotonic loading associated with minor cracking, severe cracking, onset of strength loss, and significant strength loss. Damage states are defined in a consistent manner. Cumulative distribution functions are fit to the empirical data and evaluated using standard statistical methods.

경량콘크리트와 FRP 보강근을 사용하여 구조체를 만들기 위해서는 경량콘크리트와 FRP 보강근과 사이의 부착특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 앞선 연구에서 보통콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 크게 나타났으나, 보통콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 작은 값으로 나타났다. 이러한 결과는 보통콘크리트의 부착강도가 전경량콘크리트의 부착강도보다 더 클 것이라는 ACI의 일반적인 예상에 반하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 전경량콘크리트가 아닌 모래경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성을 실험을 통하여 분석하고 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 그 일반적인 경향을 조사하였다. 실험 결과, 모래경량콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우의 정규화된 부착강도 역시 보통콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우보다 크게 나왔으며, 추후 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성에 대하여 더 많은 조사가 필요하다고 판단된다.

단면증대공법은 경제성과 시공상 보편적으로 사용되는 공법으로 우리나라의 철근콘크리트 기둥을 보강하기 위한 공법으로 널리 사용되어 왔다. 이와 관련하여 단면증대된 부재의 성능에 관한 실험적 또는 해석적 연구는 수행된 사례가 있으나, 휨성능과 단면증대 부분의 표면거칠기 범위의 상관관계에 대한 연구는 수행되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 단면증대된 보의 휨성능을 평가하기 위해 표면거칠기의 범위를 변수로 한 단면증대보의 휨실험을 수행하였다. 그 결과는 다음과 같다. (1) 시공에서 사용되는 방법에 따라 거칠기 처리가 된 표면의 거칠기 이력을 분석한 결과 인접 산과 골의 차이는 6mm를 초과하였다. (2) 거칠기 이력이 측정된 거리가 600mm를 초과하연, 거칠기 지표는 일관된 결과를 나타내었다. (3) 표면거칠기처리를 하지 않은 보의 휨성능과 비교할 때, 표면거칠기가 된 보의 휨강성은 25%증가하고, 항복강도는 9%, 최대강도는 6%증가하였다. (4) 모든 시험편은 표면거칠기 처리의 유무에 상관없이 단면해석결과 나타난 항복강도보다 높은 강도를 나타내었다.

This paper presents the design, analysis, and experimental evaluations of precast reinforced UHPC (ultra high-performance concrete) beams with a new design concept of non-uniform flexural members. With outstanding mechanical properties of UHPC which can develop the compressive strength up to 200MPa, the tensile strengths up to 8~20MPa and the tensile strain up to 1~5%, a non-uniform structural shape of UHPC flexural beams were optimally designed using three-dimensional finite element analysis. The experiments were carried out and compared with the design strength in order to verify the performance of them. Proposed non-uniform UHPC beams were evaluated by a series of three-point beam loading test as well as estimated by design bending and shear strength of members. The newly designed UHPC beams show excellent performances not only in transverse load capacities but also in deformation capacities.

Diagonally reinforced concrete coupling beams (DRCB) play an important role in coupled shear wall systems since these elements dissipate most of seismic input energy under earthquake loading. For reliable seismic performance evaluation using nonlinear response history analysis, it is important to use an accurate analytical model for DRCBs. In this study, the Pinching4 model is used as a base model to simulate the cyclic behavior of DRCBs. For simulating the cyclic behavior of DRCBs using the Pinching4 model, the analytical parameters for backbone curve, pinching and cyclic deterioration in strength and stiffness should be computed. To determine the proper values of the constituent analytical parameters efficiently and accurately, this study proposes the empirical equations for the analytical parameters using regression analyses. It is shown that the hysteretic behavior of coupling beams can be simulated efficiently and accurately using the proposed numerical model with the proposed empirical equations of model parameters.

The coupled shear wall system with coupling beams is an efficient structural system for high-rise buildings because it can provide excellent ductility and energy dissipation to the buildings. The objective of this study is to simulate the hysteretic behavior of diagonally reinforced concrete coupling beams including pinching and cyclic deteriorations in strength and stiffness using a numerical model. For this purpose, coupling beams are modeled with an elastic beam element and plastic spring element placed at the beam ends. Parameters for the analytical model was calibrated based on the test results of 6 specimens for diagonally reinforced concrete coupling beams. The analytical model with calibrated model parameters is verified by comparing the hysteretic curves obtained from analysis and experimental tests.

최근 테러에 대한 위험성의 증가로 대중들의 폭발 피해에 대한 인식이 증가하였다. 우리나라에 방폭 설계에 대한 기준이 미흡하며, 현재 적용하고 있는 방폭 설계도 정적해석으로 건물의 안정성 및 경제성을 위해 방폭 설계를 개발해야 하는 상황 이다. 또한 지진 발생 증가로 내진 설계 의무화가 확대된 가운데 방폭 설계를 하지 않고 내진 설계를 적용한 부재의 방폭 성능을 판단을 연구한다. 현재 보편적인 폭발 하중의 해석 방법은 UFC 3-340-02 매뉴얼을 참고하는 것이다. UFC 3-340-02 매뉴얼을 통한 폭발 하중의 특성을 적용하고 KBC 2016의 내진 상세를 적용한 보를 등가 단자유도 시스템으로 변환하여 폭발 저항 성능을 연구하였다. 보통, 중간, 특수 모멘트 골조의 연성 능력에 대한 최대 처짐을 고려하여 폭발물의 이격 거리를 통해 평가하여 내진 상세 적용 시 폭발 저항 성능이 향상된다는 것을 입증하였다.

Experimental evaluation of torsional behavior, which is possible behavior of seismic beams of RC structures, was carried out. Concrete strength and stirrup spacing were set as experimental variables to investigate the torsional strength of RC beams. Based on the experimental results, the torsional strength of RC beams was compared and analyzed. From the experimental results, the concrete strength was caused a difference of about 30% in the torsional strength of the maximum torque of the RC beam specimen, and the stirrup spacing was found to be about 2.8 times and 5 times that of the peak torque. Therefore, this study will be an important study to understand the effect of both concrete strength and stirrup spacing for the torsional strength or torsional behavior of RC beams.