• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.277-280
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• 2006

This paper deals with the shear deformation charateristics of concrete beams strengthened with steel/FRP Bar. Applying the shear behavioral model based on shear deformation compatibility to RC beams tested by Ahmed K. El-Sayed et al.(2006), their transverse deformation in the web are calculated at ultimated loads after decoupling the shear carried by arch action in each beams. The calculated transverse deformation at ultimated loads are nearly same for the different reinforcement ratio. From these results, the temporary transverse deformation limit criterion is deduced. Using the proposed temporary limit criterion, the shear strength of concrete beams strengthen with FRP Bar tested by Ahmed K. El-Sayed et al.(2006) is predicted. These predicted values are compared with the measured values and the results are also compared with the current ACI and JSCE equation. The proposed method predicts the ultimate shear capacities more accurately than the equation of ACI and JSCE code. The predictions by the ACI and JSCE code are founded to be very conservative.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권6호
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• pp.615-621
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• 2014

본 연구는 수치해석과 폭발 실증시험을 통해 조립식 PC 아치 탄약고의 설계 및 시공도면을 제시하였다. 제안된 탄약고의 방호성능은 미군의 UFC 3-340-02와 한국군의 국방 군사시설 설계기준(탄약고 설계지침)에서 제시된 최대 회전각도로 판별하였다. 아치형 탄약고의 기초설계를 위해 곡면형태인 반원형과 오발형에 대하여 폭발하중에 대한 방호성능을 수치해석을 통해 살펴본 결과 오발형이 타원형에 비하여 지점회전각이 적어 전반적으로 방호성능이 뛰어남을 확일 할 수 있었다. 이를 통해 아치형 조립식 PC 탄약고의 설계안 및 시공도를 제안하였으며, TNT 133.75kg을 구조체 벽체로부터 00m 이격하여 폭발시켜 실제 시공된 탄약고에 대한 방호성능을 검증하였다. 결론적으로, 본 연구에서 제안된 탄약고는 충분한 방호 여유력을 확보하고 있는 것으로 확인할 수 있었다. 향후 이러한 방호 여유력을 고려하여 재료의 절감을 통한 보다 경제적인 탄약고 설계도 가능할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.55-63
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• 2022

모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.113-123
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• 2006

콘크리트 부재의 내진설계에 있어 강도와 더불어 변형 능력은 중요한 요소이다. 연결보는 전단 지배 부재임에도 항복 이후 소성 변형을 요구하는 부재인데 본 연구에서는 연결보의 변형 능력에 대한 실험을 통해 변형 모형을 제시하였다. 일반적인 배근 형태를 가진 철근 콘크리트 연결보를 대상으로 단조하중실험을 수행하였다. 경간-깊이비, 휨 철근비, 전단 철근비를 변수로 하여 연결보의 거동을 평가하였다. 전단 지배 부재인 연결보는 아치작용과 트러스 작용으로 전단력에 대해 저항하는데 실험 결과를 통해 전단력을 두 작용의 구분과 항복 강도 발현 이후 소성 변형에 따른 두 작용의 구성비 변화에 대해 분석하였다. 실험결과에 기초한 전단 철근과 휨 철근의 변형률 분포 모형을 이용하여 휨 철근의 응력 상태를 산정하였다. 휨 철근의 부착-미끄러짐에 의해 결정되는 균열폭을 고려하는 연결보의 변형 모형을 제시하였다. 항복 상태는 휨 철근의 항복 시점으로 정의하였고, 극한 상태는 변형 증가에 따른 스트럿의 압축 강도 저하에 의해 결정되었다. 이 변형 모형은 변위기초설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권5호
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• pp.423-434
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• 2011

Tongwamen Bridge is a critical link between Dongmen Island and the land in Shipu town, Zhejiang province, China. It is a 238 m span, half-through, concrete-filled steel tubular (CFST) X-type arch bridge. The width of the deck is only 10 m, yielding a width-to-span ratio of 1/23.8. The plane truss type section rib was adopted, which made of two CFST chords and web member system. The lateral stability is the key issue to this bridge. However, the existing researches on Tongwamen Bridge's lateral stability are all the deterministic structural analysis. In this paper, a new strategy for positioning sampling points of the response surface method (RSM), based on the composite method combining RSM with geometric method for structural reliability analysis, is employed to obtain the reliability index of lateral stability. In addition the correlated parameters were discussed in detail to find the major factors. According to the analysis results, increasing the stiff of lateral braces between the arch ribs and setting the proper inward-incline degree of the arch rib can enhance obviously the reliability of lateral stability. Moreover, the deck action of non-orienting force is less than the two factors above. The calculated results indicate that the arch ribs are safe enough to keep excellent stability, and it provides the foundation that the plane truss rib would be a competitive solution for a long-span, narrow, CFST arch bridge.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.310-320
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• 2012

본 연구에서는 2-아치 터널의 장점을 활용하면서 병렬터널의 경제성도 확보할 수 있도록 고안된 2-아치변단면 터널의 설계와 시공사례를 소개하고 경제성 분석을 수행하였다. 변단면부의 안정성 확보를 위해 근접병렬터널구간은 tie-bolt와 RRS로 보강하였으며, 2-아치구간은 EPS블록과 콘크리트벽체로 보강하여 설계하였다. 중앙 필라부는 이론적 방법과 수치해석적 방법을 이용하여 안정성 평가를 수행하였으며, 다양한 필라폭에 대한 안정성평가도 수행하였다. 또한, 터널의 3차원 수치해석을 통한 안정성평가를 수행하여 시공중 계측자료와 비교 분석하였다. 본 설계시공사례를 통해 경제성분석을 수행한 바, 10개월의 공사기간 단축과 11%의 공사비 절감효과를 확인하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권1호
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• pp.85-110
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• 2013

Generally, mass concrete structural behavior is governed by the strain components. However, relevant guidelines in dam engineering evaluate the structural behavior of concrete dams using stress-based criteria. In the present study, strain-based criteria are proposed for the first time in a professional manner and their applicability in seismic failure evaluation of an arch dam are investigated. Numerical model of the dam is provided using NSAD-DRI finite element code and the foundation is modeled to be massed using infinite elements at its far-end boundaries. The coupled dam-reservoir-foundation system is solved in Lagrangian-Eulerian domain using Newmark-${\beta}$ time integration method. Seismic performance of the dam is investigated using parameters such as the demand-capacity ratio, the cumulative inelastic duration and the extension of the overstressed/overstrained areas. Real crack profile of the dam based on the damage mechanics approach is compared with those obtained from stress-based and strain-based approaches. It is found that using stress-based criteria leads to conservative results for arch action while seismic safety evaluation using the proposed strain-based criteria leads to conservative cantilever action.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.109-116
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• 2012

새로운 형태의 교량 거더인 CFTA(Concrete filled and tied tubular steel arch) 거더의 비선형 거동에 대해 고찰한 후, CFTA 거더의 대량 공장 생산시 콘크리트 충진 불량으로 발생할 수 있는 결함인 거더 안의 빈 공간을 탐지하는 새로운 방법을 제안하였다. CFTA 거더 안의 비대칭성 콘크리트 충진 불량 결함을 구조물의 대칭 거동을 이용하여 탐색하였으며, 수치해석과 실험을 통해 제안된 방법을 검증하였다. 제안된 방법을 수치적으로 검증하기 위해 3차원 유한요소모델을 사용하였으며, 실험적으로 검증하기 위해 CFTA거더의 정적 실험자료를 사용하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권3호
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• pp.319-329
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• 2020

Structural damage to an arch dam is often of major concern and must be evaluated for probable rehabilitation to ensure safe, regular, normal operation. This evaluation is crucial to prevent any catastrophic or failure consequences for the life time of the dam. If specific major damage such as a large crack occurs to the dam body, the assessments will be necessary to determine the current level of safety and predict the resistance of the structure to various future loading such as earthquakes, etc. This study investigates the behavior of an arch dam cracked due to water pressure. Safety factors (SFs), of shear and compressive tractions were calculated at the surfaces of the contraction joints and the cracks. The results indicated that for cracking with an extension depth of half the thickness of the dam body, for both cases of penetration and non-penetration of water load into the cracks, SFs only slightly reduces. However, in case of increasing the depth of crack extension into the entire thickness of the dam body, the friction angle of the cracked surface is crucial; however, if it reduces, the normal loading SFs of stresses and joints tractions reduce significantly.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권2호
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• pp.379-397
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• 2016

Due to creep and shrinkage of the concrete core, concrete-filled steel tubular (CFST) arches continue to deform in the long-term under sustained loads. This paper presents analytical investigations of the effects of geometric nonlinearity on the long-term in-plane structural performance and stability of three-pinned CFST circular arches under a sustained uniform radial load. Non-linear long-term analysis is conducted and compared with its linear counterpart. It is found that the linear analysis predicts long-term increases of deformations of the CFST arches, but does not predict any long-term changes of the internal actions. However, non-linear analysis predicts not only more significant long-term increases of deformations, but also significant long-term increases of internal actions under the same sustained load. As a result, a three-pinned CFST arch satisfying the serviceability limit state predicted by the linear analysis may violate the serviceability requirement when its geometric nonlinearity is considered. It is also shown that the geometric nonlinearity greatly reduces the long-term in-plane stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. A three-pinned CFST arch satisfying the stability limit state predicted by linear analysis in the long-term may lose its stability because of its geometric nonlinearity. Hence, non-linear analysis is needed for correctly predicting the long-term structural behaviour and stability of three-pinned CFST arches under the sustained load. The non-linear long-term behaviour and stability of three-pinned CFST arches are compared with those of two-pinned counterparts. The linear and non-linear analyses for the long-term behaviour and stability are validated by the finite element method.