• Research Article

    Evaluation of Shear Behavior of One- and Two-Directional Hollow-core Slabs

    일방향성 중공체와 이방향성 중공체가 배치된 슬래브의 전단거동 평가

    Hyejeong Lee, Hyeon-Sil Son, Seung-Ho Cho, and Young-Sook Roh

    이혜정, 손현실, 조승호, 노영숙

    Hollow-core slabs are slabs with voids in the middle of the slab section that do not have critical effect on bending capacity. ...

    중공 슬래브는 휨 내력에 영향을 거의 미치지 않는 중앙부를 중공으로 대체한 슬래브이다. 이는 자중의 감소로 이어져 콘크리트 장 스팬 구조가 가능하게 되며, ...

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    Hollow-core slabs are slabs with voids in the middle of the slab section that do not have critical effect on bending capacity. With hollow-core slabs, long-span structure of concrete is possible according to reduction in volume of concrete and serviceability is increased because effective depth is deeper than that of a normal slab. The bending capacity of hollow-core slabs has been verified through many studies, but safety in terms of shear capacity according to the size of the effective cross section has not yet been properly clarified. The goal of this study is to evaluate shear capacity depending on continuity of hollow-core and hollow rate and to propose an ideal hollow rate. In this experiment, it is shown that experimental shear capacity of all specimens is similar to or exceeds expected shear capacity as determined using KCI code. And, discontinuous hollow-core slabs have higher shear capacity than continuous hollow-core slabs when they have similar hollow rate. Moreover, it is suggested that the ideal hollow rate will not exceed 35 %.


    중공 슬래브는 휨 내력에 영향을 거의 미치지 않는 중앙부를 중공으로 대체한 슬래브이다. 이는 자중의 감소로 이어져 콘크리트 장 스팬 구조가 가능하게 되며, 같은 물량의 콘크리트를 사용했을 때 일반 슬래브보다 유효깊이를 크게 할 수 있어 사용성을 증가시킬 수 있다. 중공 슬래브의 휨 성능에 관해서는 기존의 연구들을 통하여 확인되었으나, 유효 단면적의 크기에 따른 전단 성능에 대한 안전성은 명확하게 판단되지 않았다. 이에 본 연구에서는 중공률에 따른 연속, 단속 중공재를 사용한 중공 슬래브의 전단 성능을 평가하였으며, 실험결과를 통해 최적의 중공률을 제안하고자 하였다. 실험결과, 모든 실험체의 실험 내력이 KCI 기준식에 의한 예상 내력을 상회하는 것을 확인하였으며, 유사한 중공률의 단속 중공 실험체는 연속 중공 실험체보다 높은 내력을 갖는 것을 확인하였다. 또한, 최적 중공률은 35 %를 넘지 않는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

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    December 2018
  • Research Article

    Evaluation of Design Shear Strength of Reinforced Concrete Beams with Material Factor

    재료계수를 적용한 철근콘크리트 보의 설계전단강도 평가

    Jung-Yoon Lee, Dong-Ik Shin

    이정윤, 신동익

    The KCI-12 code and KSCE Bridge design code use different safety factors. For flexural design, it has been found that the material ...

    콘크리트구조기준(KCI-12기준)과 도로교설계기준(한계상태설계법)에서는 서로 다른 안전계수를 사용하고 있다. 휨설계에 대해서는 콘크리트구조기준에서 사용되고 있는 강도감소계수보다 도로교설계기준에서 사용되고 있는 재료계수가 더 합리적인 것으로 지적되었다. 이 ...

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    The KCI-12 code and KSCE Bridge design code use different safety factors. For flexural design, it has been found that the material factor used in the KSCE Bridge design code is more reasonable than the strength reduction factor used in the KCI-12 code. In this study, change of design shear strength by application of material factor was evaluated. Shear strengths of 784 RC beams without shear reinforcement and 469 RC beams with shear reinforcement were compared with shear strengths calculated by applying the strength reduction factor and material factor. The analytical results showed that in the case of applying the material factor and strength reduction factor to the shear strengths of RC beams without shear reinforcement, the coefficient of variation of the design shear strength ratio did not change; only the mean value changed. For the RC beams with shear reinforcement, both the coefficient of variation and the mean value changed. However, the difference between the two coefficients of variation was not significant. Since the safety factor is related to the accuracy of the shear strength evaluation equation, it is necessary to comprehensively evaluate the relationship between the shear strength equation and the safety factor.


    콘크리트구조기준(KCI-12기준)과 도로교설계기준(한계상태설계법)에서는 서로 다른 안전계수를 사용하고 있다. 휨설계에 대해서는 콘크리트구조기준에서 사용되고 있는 강도감소계수보다 도로교설계기준에서 사용되고 있는 재료계수가 더 합리적인 것으로 지적되었다. 이 연구에서는 재료계수에 의한 설계전단강도의 변화를 평가하였다. 전단철근이 없는 784개의 부재와 전단철근이 있는 469개 부재의 전단강도를 강도감소계수와 재료계수를 이용하여 비교하였다. 분석결과에 의하면 전단철근이 없는 부재의 전단강도에 재료계수와 강도감소계수를 적용할 경우에 전단강도비의 변동계수는 변하지 않고 평균값만이 변화하였지만 전단철근이 있는 부재는 변동계수와 평균값이 함께 변하였다. 그러나 두 변동계수의 차이는 크지 않았다. 또한 재료계수의 영향은 사용하는 전단평가식의 종류와 균열각도의 반영 여부에 따라서 달라졌다. 재료계수의 적용은 전단강도 평가식의 예측정도와 관련된 문제이므로 평가식과 안전계수의 관계를 종합적으로 평가할 필요가 있다.

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    December 2018
  • Research Article

    Effect of Concrete Strength on Chloride Ion Penetration Resistance and Chemical Resistance of Concrete Coated by Siloxane-based Water Repellent

    실록산계 흡수방지재를 도포한 콘크리트의 염소이온침투저항성과 내화학성에 미치는 콘크리트 강도의 효과

    Myung-Joo Park, Byung-Jae Lee, Jung-Soo Kim, Yun-Yong Kim

    박명주, 이병재, 김정수, 김윤용

    In this study, effect of concrete strength on chloride ion penetration resistance and chemical resistance of concrete coated by siloxane-based water repellent ...

    본 연구에서는 실록산계 흡수방지재(SWR)를 도포한 콘크리트의 염소이온침투저항성과 내화학성에 미치는 콘크리트 강도의 효과를 분석하였다. 강도조건별 침투깊이를 분석한 결과, 본 시험조건 내에서 콘크리트의 강도가 ...

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    In this study, effect of concrete strength on chloride ion penetration resistance and chemical resistance of concrete coated by siloxane-based water repellent (SWR). Experiments on the effect of strength on penetration depth revealed that penetration depth is deeper as the strength is lower. SWR penetrated more than 3 mm of the desired depth from the surface of the three types of concrete. As a result of the evaluation of the water absorption resistance and the water permeability, it was found that it satisfies the requirement of 0.1 as given in KS F 4930 under all strength conditions. SWR-coated concrete was tested to show improved chloride penetration resistance compared to plain concrete. As a result of comparing the degree of improvement of chlorine ion penetration resistance, 18 MPa concrete was more than 2 times better than 30 MPa concrete. SWR-coated concrete showed improved chemical resistance compared to plain concrete. The degree of this effect was smaller than the improvement effect of chlorine ion penetration resistance. All the results of these experiments indicated that the effect of SWR-coating on chloride ion penetration resistance and chemical resistance of concrete was found to be higher as the concrete strength decreased in the limited strength condition of this study.


    본 연구에서는 실록산계 흡수방지재(SWR)를 도포한 콘크리트의 염소이온침투저항성과 내화학성에 미치는 콘크리트 강도의 효과를 분석하였다. 강도조건별 침투깊이를 분석한 결과, 본 시험조건 내에서 콘크리트의 강도가 낮을수록 침투가 잘 되었으며, 고강도인 30 MPa에서도 흡수방지재 침투깊이 기준을 만족하였다. 내흡수성 및 내투수성 평가결과 모든 조건에서 KS F 4930에서 제시하는 기준인 투수비 0.1이하를 만족하는 것으로 나타나 내흡수성 및 내투수성이 확보되는 것을 확인하였다. 염소이온침투저항성 실험결과, SWR 적용으로 Plain대비 매우 우수한 내염성을 나타내었고 특히 18 MPa의 경우는 30 MPa 대비 2배 이상의 내염성능 개선효과가 있는 것으로 나타났다. SWR를 적용한 경우가 우수한 화학저항성을 확보할 수 있었다. 염소이온 침투저항성과 화학저항성을 비교하여 본 결과, 본 연구에서 채택한 콘크리트 강도수준 내에서는 강도가 낮을수록 SWR 적용효과가 우수한 것으로 나타났다.

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    December 2018
  • Research Article

    Evaluation of Side-face Blowout Strength of SD700 Hooked Bars in Exterior Beam-Column Joint

    외부 보-기둥 접합부에 정착된 SD700 갈고리철근의 측면파열파괴강도 평가

    Hye-Jung Sim, Sung-Chul Chun, Mun-Gil Kim

    심혜정, 천성철, 김문길

    Due to the increase of high-rise buildings and mega structures, high-strength reinforcing bars are required to ensure economic efficiency and durability. In ...

    지속적으로 증가되는 초고층 및 대형 구조물의 경제성 및 내구성을 확보하기 위해 고강도 철근의 사용이 요구되고 있다. 그러나 콘크리트구조기준(KCI, 2012)에서 갈고리철근의 정착길이는 철근의 ...

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    Due to the increase of high-rise buildings and mega structures, high-strength reinforcing bars are required to ensure economic efficiency and durability. In KCI(2012), however, the upper limit of design yield strength of hooked bars is specified as 600MPa. In this study, exterior beam-column joint tests using SD700 hooked bars were conducted to provide basic data to extend the limitation of yield strength. Test results show that side-face blowout failure occurred in all specimens except the specimens for which tests were stopped, for safety, after the load reached actual yield strength of the hooked bars. A comparison of the measured bar stresses with the predictions of the current design code shows that it is safe to use the current design provisions to 700MPa hooked bars. In addition, a total of 108 test results were evaluated using the equation of side-face blowout strength of Chun et al.’s model (2017), which takes account of the effects of side cover and transverse reinforcement and the average and coefficient of variation of the test-to-prediction ratios are 1.02 and 12%. It is possible to accurately and safely design the development length of SD700 hooked bars using Chun et al.’s model, irrespective of bar diameter and bar strength.


    지속적으로 증가되는 초고층 및 대형 구조물의 경제성 및 내구성을 확보하기 위해 고강도 철근의 사용이 요구되고 있다. 그러나 콘크리트구조기준(KCI, 2012)에서 갈고리철근의 정착길이는 철근의 설계기준항복강도를 600 MPa로 제한하고 있다. 이 연구에서는 이러한 설계기준항복강도 제한을 확장하기 위한 기초자료 확보를 목표로 700 MPa 갈고리철근을 사용한 외부 보-기둥 접합부 실험을 수행하였다. 실험결과 안전을 위해 철근의 실제 항복강도까지 가력하고 실험을 중단한 실험체를 제외한 모든 실험체에서 측면파열파괴가 발생되었다. 실험결과를 콘크리트구조기준(KCI, 2012)의 정착강도 식을 통한 예측값과 비교한 결과, 현행설계기준에 700 MPa을 사용하여도 안전한 것으로 나타났다. 선행연구의 실험결과를 포함한 108개의 실험결과를 평가한 결과, 측면피복두께와 횡방향 철근지수에 대한 영향을 고려한 Chun et al.(2017)의 측면파열파괴강도 평가식을 사용하면 [실험값]/[예측값] 비율의 평균은1.02, 변동계수 12 %로, 철근지름과 철근강도에 무관하게 정확하고 안전한 설계가 가능한 것으로 나타났다.

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    December 2018
  • Research Article

    Derivation of Optimized Shape Equations for Ducts in Deviation Saddles

    외부긴장 방향변환블록의 덕트에 대한 최적 배치식의 유도

    Jung-Heum Yon

    연정흠

    In externally prestressed concrete girders, a deviation saddle should be designed to support the deviation force when deviation saddle is attached to ...

    외부긴장 PS 콘크리트 거더에서 외부 긴장재의 방향변환을 위한 방향변환블록은 거더 단면에 고정된 상태에서 방향변환력을 지지할 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위해 보다 ...

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    In externally prestressed concrete girders, a deviation saddle should be designed to support the deviation force when deviation saddle is attached to concrete section. The deviation saddle can be designed more effectively if the deviation force is uniformly distributed on a duct in the saddle. In this paper, equations of normal and deviation forces on the duct, in which the tendon force is decreased by curvature friction, have been derived. The optimized shape equation of the duct has been derived for curvature radius which satisfies the allowable deviation force in design codes for any tangent angle. Semi-major and semi-minor axes of an elliptic shape duct have been proposed. The elliptic shape duct shows behavior similar to those of the optimized shape duct. The efficiencies of the optimized and elliptic shape ducts have been proved by comparing size effects and distributions of deviation forces with those of a circular shape duct.


    외부긴장 PS 콘크리트 거더에서 외부 긴장재의 방향변환을 위한 방향변환블록은 거더 단면에 고정된 상태에서 방향변환력을 지지할 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위해 보다 효율적인 방법은 방향변환력이 등분포하도록 방향변환블록의 덕트의 배치를 설계하는 것이다. 이 논문에서는 곡률마찰에 의해 긴장력의 감소가 발생하는 덕트에서 접선각도 변화에 따른 법선력과 연직방향 단위길이 방향변환력을 유도하였다. 이 방향변환력의 식에 설계기준의 허용 방향변환력을 적용하고 임의의 접선각도에 대한 곡률반경으로부터 덕트의 최적배치 설계식을 유도하였다. 또한 최적배치 덕트보다 계산이 간단하나 유사한 반응을 보이는 타원배치 덕트의 장·단축 반경을 계산하기 위한 방법을 제안하였다. 이 논문에서 제안된 최적배치 덕트와 타원배치 덕트의 효율성은 기존의 원형배치 덕트에 대한 크기와 방향변환력의 분포를 비교하는 방법으로 입증하였다.

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    December 2018
  • Research Article

    Evaluation of Axial Compressive Performance of Section Enlargement Strengthening Columns with Prefabricated Reinforcement Units in the Jacket Section

    철근 선조립 공법 기반 단면확대 보강기둥의 중심 축하중 거동 평가

    Yong-Ha Hwang, Keun-Hyeok Yang, Jae-Il Sim, Yong-Soo Choi

    황용하, 양근혁, 심재일, 최용수

    The present study developed a new prefabricated bar arrangement for straightforward application to seismic section enlargement strengthening technique of existing reinforced concrete ...

    이 연구에서는 기존 기둥의 내진 단면확대 보강에서 적용할 수 있는 주철근과 보조 V-타이를 포함한 폐쇄형 횡보강근의 선조립 공법을 개발하였다. 제안 기술의 구조적 ...

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    The present study developed a new prefabricated bar arrangement for straightforward application to seismic section enlargement strengthening technique of existing reinforced concrete columns. The prefabricated bar units consisting of longitudinal bars, linear ties with 135-deg hooks at both ends, and supplementary V-ties were installed at each column face and connected using U-shape ties at each corner to form closed peripheral hoops. To examine the fundamental validity of the developed method, full-scale columns were tested under axial concentric loads. Test results revealed that the V-ties and U-shape ties were not extracted from the core concrete until failure of the columns. The axial capacity of the strengthened columns was 1.16∼1.23 times higher than nominal predictions obtained using design equation of ACI 318-14. The strengthened columns had an axial ductility more than 1.4 times higher than that of existing column, despite the increase in brittle fracture potential of concrete due to the size effect. Overall, the proposed strengthening technique based on the prefabrication bar method is a good alternative for enhancing the stiffness, strength, and ductility of existing columns under axial loads.


    이 연구에서는 기존 기둥의 내진 단면확대 보강에서 적용할 수 있는 주철근과 보조 V-타이를 포함한 폐쇄형 횡보강근의 선조립 공법을 개발하였다. 제안 기술의 구조적 타당성 평가를 위한 기초연구로서 실제 단면크기를 갖는 기둥의 압축실험을 수행하였다. 실험결과, 보강기둥의 파괴 시까지 철근 선조립 유닛을 구성하는 V-타이와 U형 타이의 뽑힘현상은 나타나지 않았다. 보강 기둥의 압축내력은 ACI 318-14의 공칭내력 식보다 약 1.16~1.23배 높았다. 보강 기둥의 압축 연성비는 대형단면의 크기효과에 의한 연성저하 가능성이 있음에도 불구하고 무보강 기둥에 비해 최소 1.4배 이상 높았다. 결과적으로 철근 선조립 공법에 기반하여 제시된 보강기술은 압축력을 받는 기존 RC 기둥의 강성, 내력 및 연성향상을 위해 적용될 수 있다.

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    December 2018
  • Research Article

    Water Vapor Pressure and Spalling Properties of High Strength Concrete Restrained by Steel-Ring

    링형 강관으로 구속된 고강도콘크리트의 수증기 압력과 폭렬 특성

    Jae-Wook Baek, Gyu-Yong Kim, Jeong-Soo Nam, Eui-Chul Hwang, Gyeong-Cheol Choe, Min-Ho Yoon

    백재욱, 김규용, 남정수, 황의철, 최경철, 윤민호

    In this study, spalling properties, internal temperature, water vapor pressure, and restrained stress of 40, 60, 80, and 100 MPa concrete were ...

    본 연구에서는 링형 강관 구속 콘크리트를 이용하여 40, 60, 80, 100 MPa의 콘크리트를 대상으로 폭렬 성상, 내부 온도, 수증기 압력, 구속 응력을 ...

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    In this study, spalling properties, internal temperature, water vapor pressure, and restrained stress of 40, 60, 80, and 100 MPa concrete were evaluated using ring-type restrained concrete specimen. Also, the effect of water vapor pressure and thermal stress on the spalling of concrete according to compressive strength was investigated. As a result, spalling was found to occur in concrete of 80 MPa or higher. This is because the higher the compressive strength of the concrete was, the greater the water vapor pressure that was generated in the independent pores during the heating. Similarly, the higher the compressive strength was, the greater was the thermal stress. As a result, it was confirmed that the restrained stress became larger in proportion to the expansion stresses, such as water vapor pressure and thermal stress. Therefore, it is considered that these results are valid for evaluation of the spalling properties of concrete according to the compressive strength using ring-type restrained concrete specimens.


    본 연구에서는 링형 강관 구속 콘크리트를 이용하여 40, 60, 80, 100 MPa의 콘크리트를 대상으로 폭렬 성상, 내부 온도, 수증기 압력, 구속 응력을 평가하였으며, 압축강도에 따른 콘크리트의 수증기 압력 및 열응력이 폭렬에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 실험 결과, 40, 60 MPa의 콘크리트는 폭렬이 발생하지 않았으나 80, 100 MPa의 콘크리트에서 폭렬이 발생하였다. 이는 콘크리트의 압축강도가 높을수록 내부구조가 치밀하기 때문에 수분의 이동이 억제되어 독립된 공극 내의 수증기 팽창 압력이 커지고, 그 중 일부가 열 팽창력으로 작용하여 구속응력이 크게 발생하였기 때문이다. 또한 100 MPa 콘크리트의 가열 표면부에 집중된 수분 응집층은 80 MPa 콘크리트에 비해 깊고 넓은 범위의 폭렬을 유발시키는 것으로 나타났다. 따라서 링형 강관 구속 시험체를 통해 압축강도에 따른 콘크리트의 폭렬 특성을 평가하는 것이 유효한 것으로 판단된다.

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    December 2018
  • Research Article

    Application of Meso-scale Finite Element Analysis Method to Tensile Strength of Concrete

    콘크리트 인장강도에 메소스케일 유한요소해석법의 적용

    Seong-Tae Yi

    이성태

    In this study, an analysis of the tensile strength and size effect of concrete was carried out using meso-scale finite element method. ...

    본 연구에서는 중규모크기 유한요소법을 이용하여 콘크리트의 인장강도 및 크기효과에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석에 앞서 콘크리트를 중규모크기의 다상의 복합체로 정의하는 방법에 대하여 ...

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    In this study, an analysis of the tensile strength and size effect of concrete was carried out using meso-scale finite element method. Prior to the analysis, a method of defining concrete as a meso-scale composite with multi-phase was described. The concrete was assumed to be a composite with three phases of aggregates, cement matrix, and ITZ, and the material properties of each phase were applied. The split and direct tensile failure behaviors of concrete were analyzed using the constructed analytical model, and the size effect was confirmed through this analysis. In addition, the performance of the analytical model was evaluated by comparing the experimental results with the analytical results. It is confirmed that the application of the meso-scale size analysis model is effective to study the occurrence and progress of tensile cracks.


    본 연구에서는 중규모크기 유한요소법을 이용하여 콘크리트의 인장강도 및 크기효과에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석에 앞서 콘크리트를 중규모크기의 다상의 복합체로 정의하는 방법에 대하여 기술하였다. 즉, 콘크리트를 골재, 시멘트 매트릭스, 그리고 ITZ 3가지 상태를 가지는 복합체로 가정하였고, 각각의 상에 대한 재료 특성을 적용하였다. 구축된 해석모형으로 콘크리트의 쪼갬인장 및 직접인장 파괴거동에 대한 해석을 수행하였고, 이를 통하여 크기효과를 확인하였다. 또한 선행 실내에서 수행된 실험결과와 해석결과를 비교하여 해석모형의 성능을 평가하였으며 인장균열의 발생 및 진전에 관한 연구에 중규모크기 해석모형의 적용 및 활용이 충분히 가능함을 확인하였다.

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    December 2018
  • Research Article

    Influence of Inter-story Strength and Stiffness Ratios on the Seismic Performance of RC Pilotis Type Building

    RC 필로티 건축물의 내진성능에 관한 층간 강도비 및 강성비의 영향

    Eun-Cheol Moon, Eun-Rim Baek, Sang-Ho Lee

    문은철, 백은림, 이상호

    Pilotis type buildings in Korea are usually composed of lower frames and upper shear wall structures. Pilotis buildings have been seriously damaged ...

    필로티는 상부벽식, 하부골조로 이루어져있어, 필로티층이 연약층을 형성하게 되어 지진 발생시 심각한 피해를 입게된다. KBC2016에서는 필로티에 특별지진하중을 적용하도록 하고 있으며, 수직 불연속에 대하여 ...

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    Pilotis type buildings in Korea are usually composed of lower frames and upper shear wall structures. Pilotis buildings have been seriously damaged during earthquakes because of the formation of soft and weak stories. The KBC2016 code requires special seismic load to apply to pilotis buildings, and the strength ratio is limited for vertical discontinuity. However, the code does not consider the seismic performance of pilotis according to ground type, stiffness, and strength ratio. The purpose of this study is to evaluate the response characteristics of a 1span, 5story RC pilotis type building according to ground type, stiffness, and strength ratio, in order to identify the effects of variables for ensuring elastic behavior of pilotis type building. Analytical models consist of 1span 5story RC pilotis partial structure by ground type. For the analytical models, nonlinear dynamic analysis is performed with parameters of ground type, stiffness, and strength ratios. The maximum response of artificial seismic waves, El-Centro NS(1940) and Taft EW(1952) is used to examine the behavior and the ductility ratio. The results of the study showed that 1) There was a difference in ductility ratio depending on ground type. 2) Lateral displacement response decreased with increasing strength and stiffness ratios. 3) Ductility ratio decreased with increasing strength ratio and increased with increasing stiffness ratio. 4) Strength ratio for elastic behavior differs by ground type.


    필로티는 상부벽식, 하부골조로 이루어져있어, 필로티층이 연약층을 형성하게 되어 지진 발생시 심각한 피해를 입게된다. KBC2016에서는 필로티에 특별지진하중을 적용하도록 하고 있으며, 수직 불연속에 대하여 강도비 제한을 두고 있다. 하지만 현재의 기준은 지반조건, 강성비, 강도비에 따른 필로티의 내진성능을 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 지반조건, 강성비, 강도비에 따른 저층 RC 필로티 건축물의 내진성능 및 지진응답특성을 조사한다. 해석 모델은 지반별 1경간 5층 RC 필로티 부분구조로 하며, 비선형 동적해석을 수행한다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 지반조건에 따라 소성률에 차이가 있다. 2) 강도비와 강성비가 증가할수록 응답변위가 감소하였다. 3) 강도비가 증가할수록 소성률은 감소하였으며, 강성비가 증가할수록 소성률은 감소하였다. 4) 탄성거동을 위한 강도비가 지반별로 차이가 있다.

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    December 2018
  • Research Article

    Improvement in Strength of 3D Printed Alkali-activated Slag/Fly Ash Paste

    3D 프린팅으로 출력한 알칼리 활성화 페이스트의 강도 증진을 위한 후처리 방법

    Kwang-Min Park, Jun Lee, Bong-Chun Lee

    박광민, 이 준, 이봉춘

    The purpose of this study is to replace powder with alkali-activated ground granulated blast furnace/Fly ash, apply Binder Jetting 3D printing to ...

    본 연구의 목적은 Powder Printing 기반의 Binder Jetting 3D 프린팅 방식을 건설 분야에 적용하기 위하여 파우더를 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 등의 알칼리 ...

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    The purpose of this study is to replace powder with alkali-activated ground granulated blast furnace/Fly ash, apply Binder Jetting 3D printing to the construction field, and improve the compressive strength of 3D Printed output using post-processing. Binder Jetting 3D printing requires strength improvement through post-processing because powder-powder combinations depend on an adhesive. Therefore, in this study, alkali activators such as liquid sodium silicate, powder type sodium silicate, and sodium hydroxide were used as post-processing to increase the compressive strength of Binder Jetting Alkali-activated Slag/Fly Ash Paste As a result, bulk density was improved from 1.10 g/cm3 to 1.48 g/cm3 and water-absorption ratio from 44.9 % to 15.1 %. The compressive strength was significantly increased by 486 % from 1.46 MPa to 7.10 MPa due to the production of C-S-H; Calcite was formed due to the reaction between alkali-activated powder and alkali activators during post-processing.


    본 연구의 목적은 Powder Printing 기반의 Binder Jetting 3D 프린팅 방식을 건설 분야에 적용하기 위하여 파우더를 플라이애시 및 고로슬래그 미분말 등의 알칼리 활성화 결합재로 대체하고, 후처리를 통하여 출력물의 압축강도를 개선하는 것이다. Binder Jetting 방식은 파우더 소재 사이의 결합이 접착제에 의존하기 때문에 후처리를 통한 강도 증진이 반드시 필요하다. 따라서 본 논문에서는 알칼리 활성화 결합재 파우더 기반 Binder Jetting 3D 프린팅 출력물의 강도 증진을 위하여, 액상형 규산나트륨, 분말형 규산나트륨 및 수산화나트륨 등의 알칼리 활성화 자극제를 후처리 재료로 사용하였다. 그 결과, 부피밀도는 1.10 g/cm3에서 1.48 g/cm3, 흡수율은 44.9 %에서 15.1 %로 개선할 수 있었다. 그리고 압축강도는 1.46 MPa에서 7.10 MPa로 486%로 증진되었다. 이는 후처리 과정에서 알칼리 활성화 결합재 파우더 및 알칼리 활성화제가 반응하여 C-S-H 및 Calcite가 생성되는 것에 기인하고 있다.

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    December 2018
  • Research Article

    Verification on Effect of External Injection of Activation Agent for Lubrication Layer through Full-Scale Concrete Pumping Test

    실규모 콘크리트 펌프 압송 실험을 통한 윤활층 활성화제 외부 주입 방법의 효과 검증

    Jung-Soo Lee, Kyong-Pil Jang, Chan-Kyu Park, Seung-Hee Kwon

    이정수, 장경필, 박찬규, 권승희

    In this study, in order to investigate the field application of the activation agent injection method, full-scale concrete pumping tests were performed. ...

    이 연구에서는 윤활층 활성화제 주입 방법의 현장적용성을 검토하기 위해 콘크리트를 사용한 실규모 펌프 압송 실험을 수행하였다. 펌프 압송 실험에 사용한 배관의 길이는 ...

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    In this study, in order to investigate the field application of the activation agent injection method, full-scale concrete pumping tests were performed. The length of pipeline used in the pumping tests was 114 m, and the inside diameter of pipe was 127 mm. The specified strengths of concrete used in pumping tests were 60, 35, and 24 MPa. The flow rates of concrete were 38.3, 43.0, and 46.6 m3/h, respectively, in order of specified strength. The injection rate of activation agent was also fixed at 1 L/min. When the activation agent was injected during concrete pumping, the pressure was reduced up to 60 %. As an additional effect, it was confirmed that the decrease of workability of concrete after pumping can be alleviated by using the activation agent injection method.


    이 연구에서는 윤활층 활성화제 주입 방법의 현장적용성을 검토하기 위해 콘크리트를 사용한 실규모 펌프 압송 실험을 수행하였다. 펌프 압송 실험에 사용한 배관의 길이는 총 114 m이며, 배관의 내경은 127 mm이다. 실험에 사용한 콘크리트의 설계 강도는 60, 35, 24 MPa이다. 콘크리트 토출량은 설계 강도가 높은 순으로 각각 38.3, 43.0, 46.6 m3/h이다. 윤활층 활성화제의 주입 속도는 1 L/min으로 고정하였다. 콘크리트 펌프 압송 중 윤활층 활성화제를 주입하였을 때, 콘크리트 배합과 상관없이 약 60 %의 압력 감소 효과가 있음을 확인하였다. 또한 펌프 압송 후 콘크리트의 작업성 저하를 윤활층 활성화제 주입 방법으로 완화시킬 수 있음을 확인하였다.

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    December 2018
  • Research Article

    Reversed Cyclic Behavior of Post-Tensioned Precast Concrete Beam-Column Connections with Unbonded Tendons

    비부착 포스트텐션 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부의 반복하중 거동

    Jin-Ha Hwang, Seung-Ho Choi, Jae-Hyun Kim, Kang Su Kim, Woon-Taek Woo

    황진하, 최승호, 김재현, 김강수, 우운택

    Precast concrete (PC) beam-column connections using unbonded tendons can improve the seismic performance via self-centering effect of PC structures. In this study, ...

    비부착 긴장재가 적용된 프리캐스트콘크리트(precast concrete, PC) 보-기둥 접합부는 PC 구조의 내진성능 및 셀프센터링 효과를 증진시킬 수 있다. 이 연구에서는 프리스트레스 크기를 변수로 ...

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    Precast concrete (PC) beam-column connections using unbonded tendons can improve the seismic performance via self-centering effect of PC structures. In this study, PC beam-column specimens were manufactured and tested under reversed cyclic loading, in which the test variable was the magnitude of prestress. The test results showed that, compared to the RC specimen, pinching behavior was hardly observed in the PC specimens with unbonded tendons, and all acceptance criteria for the seismic performance of connections suggested by the ACI 374 report were satisfied except for the strength degradation due to concrete crushing failure at ends of beams. In addition, finite element analysis was conducted using two modeling methods, and it was found that the modeling method using beam-column elements for concrete and truss elements for tendons was appropriate for PC specimens with unbonded tendons.


    비부착 긴장재가 적용된 프리캐스트콘크리트(precast concrete, PC) 보-기둥 접합부는 PC 구조의 내진성능 및 셀프센터링 효과를 증진시킬 수 있다. 이 연구에서는 프리스트레스 크기를 변수로 한 PC 보-기둥 접합부 실험체를 제작하여 반복하중실험을 수행하였다. 비부착긴장재가 적용된 PC 보-기둥 접합부는 RC(reinforced concrete) 접합부에 비하여 핀칭효과가 적게 나타났으며, 보 단부의 압괴에 의해 다소 이른 시점에서 하중이 저하된 것을 제외하고는 ACI 374 Report에서 제시하는 접합부 내진성능 허용기준을 모두 만족하였다. 또한, 이 연구에서는 두 가지 모델링 방법을 이용하여 실험체의 유한요소해석을 수행하였으며, 해석결과로부터 보-기둥요소 및 트러스요소를 이용한 모델링 방법이 보다 적합한 것으로 나타났다.

    - COLLAPSE
    December 2018