This study reports an experimental and analytical exploration of concrete columns laterally confined with Fe-based shape-memory alloy (Fe-SMA) spirals. For performing experiments, Fe-SMA rebars with a 4% prestrain and diameter of 10 mm were fabricated and concrete columns with internal Fe-SMA spiral reinforcement were constructed with a diameter of 200 mm and height of 600 mm. An acrylic bar with an attached strain gauge was embedded in the center of the specimen to measure local strains. Experimental variables encompassed the Fe-SMA spiral reinforcement, spacing, and activation temperature. Uniaxial compression tests were conducted after applying active confinement to the concrete columns through electrical-resistance heating. Notably, as the Fe-SMA spiral spacing decreased, the local failure zone length and compressive fracture energy of the prepared specimens increased. Additionally, a model incorporating compressive fracture energy was proposed to predict the stress–strain behavior of the. This model, accounting for active and passive confinement effects, demonstrated accurate predictions for the experimental results of this study as well as for previously reported results.

콘크리트포장은 타설 후 온도와 습도 같은 환경요인의 변화에 의해 부피변화를 일으킨다. 만약 이러한 부피변화가 하부지반이나 인접 구조물로부터의 마찰과 같은 외부구속 요인, 단면 내 온·습도의 비선형 분포와 같은 내부구속 요인에 의해 구속을 받게 되면 응력이 발생하게 되며, 이 응력이 콘크리트의 인장 강도를 초과하면 균열이 발생하게 된다. 체적에 비해 상대적으로 단면적이 작고 구속조건이 과대한 콘크 리트포장의 경우 환경하중에 의한 구속응력을 완화하기 위하여 일반적으로 타설 후 수일 이내에 다수의 횡방향 균열을 일으키게 되며, 이러한 균열은 궁극적으로 스폴링(spalling)이나 펀치아웃(punchout)과 같은 콘크리트포장 파손 및 내구성능 저하와 같은 부정적인 영향을 초래하게 된다. 따라서 보다 나은 콘 크리트포장의 장기공용성을 확보하기 위해서는 콘크리트포장의 구속응력 발현을 정확히 예측하고, 이와 관련된 설계 인자들의 적절한 기준을 마련하는 것이 필수적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트포장의 응력과 관련된 요소들인 크리프와 빌트인컬링(built-in-curling)이 구 속응력 발현에 미치는 영향을 현장실험과 계측 결과의 이론적인 분석을 통하여 정량적으로 평가하였다. 그 결과, 크리프의 영향은 시간이 경과함에 따라 점차 증가하는 반면에, 빌트인컬링의 영향은 급격히 감 소하여 콘크리트포장 타설 후 30일 이내에 대부분 소멸됨을 확인하였다. 본 연구의 결과는 콘크리트포장 체를 완전탄성체로 간주하고 콘크리트 경화시의 온 ․ 습도 분포가 단면에 걸쳐 균일하다고 가정하는 기존 포장설계법의 개선 방향을 제시함으로써, 보다 더 정확한 콘크리트포장 설계 및 시공을 위한 중요한 정보 를 제공할 것으로 기대된다.

동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

This study investigates the stress-strain relations of internally confined hollow concrete filled tube pier reinforced with GFRP tube by uniaxial compression test. The confined concrete subjected multi-axial stresses have been known as the strength of concrete increases significantly. Many researchers have studied in confining effects of CFT which have only outer GFRP tube. In this study, specimens reinforced with outer and inner GFRP tube were tested by uniaxial compression test. To investigate the influence of concrete strength increase by confining conditions in GFRP tube, 13 specimens with different thickness of tube, hollowness ratio and nominal concrete strength were tested and compared with Steel tube.

선박용 강판(KR Grad A-3)과 라임티타니아계 피복 아아크 용접봉(E4303)을 이용하여 대기중용접 및 습식 수중 용접하여 TRC 임계응력치, 열 사이클, 경도분포, 확산성 수소량, micro조직 등을 실험적으로 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. TRC 시험에 의한 초기 임계응력치 Σ 하(cr) 은 대기중 용접 및 수중용접의 어느 쪽에서도 Y groove 형상의 경우가 각각 71kg/mm 상(2), 51kg/mm 상(2) 로서 가장 높고, 반대로 45˚r 형 groove의 경우가 각각 52kg/mm 상(2), 41kg/mm 상(2)로서 최저이며, 수중용접부의 냉파괴 감수성이 대기중용접보다 높다. 2. 용접부의 경도는 조립 열영향부에서 가장 높고 대기중용접에서 약 H 하(k) 365, 수중용접에서는 급격한 냉각속도 때문에 약 H 상(k) 670으로 높게 되어 후자의 경우 파괴 감수성의 증가에 의한 낮은 임계응력치를 갖게 된다. 3. 48시간 동안의 확산성 수소량은 대기중용접에서 약 18cc/100g-weld-metal, 수중용접의 경우 약 48cc/100g-weld-metal로서 수중용접의 경우가 약 3배 정도 더 침입하고 있으므로 이의 방지책이 필요하다.