• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권1호
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• pp.99-115
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• 2007

In this paper, experimental investigations on the inelastic seismic behavior of tunnel form buildings (i.e., box-type or panel systems) are presented. Two four-story scaled building specimens were tested under quasi-static cyclic lateral loading in longitudinal and transverse directions. The experimental results and supplemental finite element simulations collectively indicate that lightly reinforced structural walls of tunnel form buildings may exhibit brittle flexural failure under seismic action. The global tension/compression couple triggers this failure mechanism by creating pure axial tension in outermost shear-walls. This type of failure takes place due to rupturing of longitudinal reinforcement without crushing of concrete, therefore is of particular interest in emphasizing the mode of failure that is not routinely considered during seismic design of shear-wall dominant structural systems.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권2호
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• pp.153-168
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• 2019

In this paper, energy absorption characteristics of circular windowed tubes with different section shapes (circular, ellipse, square, hexagon, polygon and pentagon) are investigated numerically and experimentally. The tube possesses the same material, thickness, height, volume and average cross sectional area which are subjected under axial and oblique quasi-static loading conditions. Numerical model was constructed with FE code ABAQUS/Explicit, the obtained outcome of simulation is in good matching with the experimental data. The energy absorbed, specific energy absorption, crash force efficiency, peak and mean loads along with the collapse modes with their initiation point of simple and windowed tubes were evaluated. The technique for order of preference by similarity ideal solution (TOPSIS) approach was employed for assessing their overall crushing performances. The obtained results confirm that efficacy of crash force indicators have improved by introducing windows and tubes with pentagonal and circular windows achieves the maximum ranking about 0.528 and 0.517, it clearly reveals the above are best window shapes.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.119-127
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• 2023

In this paper, seismic performance evaluation was carried out for eight circular reinforced concrete columns designed seismically by KRTA[1]and KCI[8]. Primary design parameters for such columns included many longitudinal reinforcements, yield strength of reinforcements, the vertical spacing of spirals, aspect ratio, and axial force ratio. The test results showed that all the columns exhibited stable hysteretic and inelastic responses. Based on the test results, drift ratios corresponding to each damage state, such as initial yielding, initial cover spalling, initial core concrete crushing, buckling, and fracture of longitudinal reinforcement and final spalled region, were evaluated. Then, those ratios were compared with widely accepted damage limit states. The comparison revealed that the existing damage states were considerably conservative. This implies that additional research is required for the damage limit states of such columns designed seismically by current Korean design codes.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권4호
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• pp.427-438
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• 2018

In this paper, the single and multi-objective optimization of thin-walled conical tubes with different types of indentations under axial impact has been investigated using surrogate models called metamodels. The geometry of tapered thin-walled tubes has been studied in order to achieve maximum specific energy absorption (SEA) and minimum peak crushing force (PCF). The height, radius, thickness, tapered angle of the tube, and the radius of indentation have been considered as design variables. Based on the design of experiments (DOE) method, the generated sample points are computed using the explicit finite element code. Different surrogate models including Kriging, Feed Forward Neural Network (FNN), Radial Basis Neural Network (RNN), and Response Surface Modelling (RSM) comprised to evaluate the appropriation of such models. The comparison study between surrogate models and the exploration of indentation shapes have been provided. The obtained results show that the RNN method has the minimum mean squared error (MSE) in training points compared to the other methods. Meanwhile, optimization based on surrogate models with lower values of MSE does not provide optimum results. The RNN method demonstrates a lower crashworthiness performance (with a lower value of 125.7% for SEA and a higher value of 56.8% for PCF) in comparison to RSM with an error order of $10^{-3}$. The SEA values can be increased by 17.6% and PCF values can be decreased by 24.63% by different types of indentation. In a specific geometry, higher SEA and lower PCF require triangular and circular shapes of indentation, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.128-135
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• 2021

박판관은 충돌안전을 위한 에너지 흡수장치 중의 하나로써 가벼우면서도 에너지 흡수 효율이 좋아 널리 이용되어 왔다. 그러나 일반적인 박판관은 충돌 초기 피크하중(IPCF: Initial Peak Crushing Force)이 높게 유발될 뿐 아니라 반복적으로 나타나는 피크하중으로 인하여 충돌에너지 흡수장치로써의 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있다. 충돌 초기 피크하중을 감소시키고 충돌에너지 흡수장치의 안정성을 키우기 위하여 박판 파형관이 도입되었다. 파형관의 성능은 기하 형상에 큰 영향을 받기 때문에 최적설계 기법을 적용하여 파형관의 성능을 최적화할 수 있다. 본 논문에서는 충돌안전도 해석에 기반한 형상 최적설계를 수행하기 위하여 적응 근사모델(adaptive surrogate model)을 활용한 최적설계 기법을 활용하였다. 파형의 진폭 및 파장 뿐 아니라 형상의 곡률 변화를 설계 변수로써 고려하였다. 형상 설계 매개변수화를 수행하기 위하여 몰핑(morphing) 방법을 채택하였다. 수치 예제를 통해서 적응 근사모델에 기반한 최적설계 결과와 기존 근사모델에 기반한 최적설계 결과를 비교하고 적응 근사모델에 기반한 최적설계 방법이 좀 더 효율적인 결과를 도출함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.345-351
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• 2017

이 연구에서는 철근콘크리트 기둥의 휨 연성에 대한 보조 띠철근으로서 ACI 318-14에서 제시하는 크로스타이의 대체로서 V-타이 보조 띠철근의 효율성을 평가하였다. 작용 축하중비를 주요 변수로 일정 축하중과 반복 횡하중을 받는 기둥에서 파괴모드 및 횡하중-횡변위 관계를 측정하였다. 기둥의 최대 휨 내력 이후, 크로스타이의 $90^{\circ}$ 갈고리가 서서히 열리면서 주철근의 조기 좌굴 및 코어 콘크리트의 심각한 손상을 동반한 반면, V-타이의 뽑힘 현상은 기둥의 파괴 시까지 나타나지 않았다. 최대 내력의 80% 시점에서 V-타이 기둥의 일손상 지수 값은 크로스타이 기둥에 비해 축력비가 0.25, 0.4 및 0.55일 때 각각 2.4배, 2.3배 및 5.2배 높았다. 즉, 기둥의 휨 연성에 대한 기존 크로스타이 대비 V-타이의 효율성은 축력비가 높을수록 현저하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.7-14
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• 2003

본 연구에서는 굴패각 혼합토의 전단강도 특성을 파악하고자 해성토에 굴패각 혼합율 0%, 25% 그리고 50%로 달리 한 후 $K_o$ 비배수 삼축압축 실험을 실시하였다. 또한 각 혼합비에 따라 유효 연직압을 200kPa, 300kPa 그리고 400kPa로 적용하였고, 유효 연직압 300kPa에 대해서 전단속도를 세가지로 달리하여 그에 따른 혼합토의 전단강도 특성을 알아보았다. 일련의 실험결과로부터 굴패각 혼합비가 증가할수록 굴패각 입자의 파쇄로 인해 전단강도가 증가함을 볼 수 있었으며, 전단속도는 굴패각 혼합토의 전단강도에 큰 영향을 미치지 못함을 확인하였다. 굴패각 혼합토의 실내실험과 Mayne, Bishop의 경험식을 토대로 비교 분석한 결과 비배수 전단강도는 실험값과 비슷한 경향을 나타내고 있다. 그러나 간극수압계수 예측은 혼합비 0%에서 경험식이 실험값과 보다 과대 평가를 보이고 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권1호
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• pp.13-27
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• 2020

To investigate the stress-strain relation of PVC-FRP Confined Concrete (PFCC) column with RC ring beam joint subjected to eccentric compression, the experiment of 13 joint specimens, which were designed with principle of "strong joint and weak column", were presented. Several variable parameters, such as reinforcement ratio, width and height of ring beam, FRP strips spacing and eccentricity, were considered. The specimens were eventually damaged by the crushing of concrete, the fracture of PVC tube and several FRP strips. With the FRP strips spacing or eccentricity increased, the ultimate carrying capacity of specimens declined. The strain of FRP strips and axial strain of PVC tube decreased as FRP strips spacing decreased. The decrease of eccentricity would slow down the development of strain of FRP strips and axial strain of PVC tube. The slope of stress-strain curve of PFCC column decreased as FRP strips spacing or eccentricity increased. The ultimate strain of PFCC column reduced as FRP strips spacing increased, while the effect of eccentricity on the ultimate strain of PFCC was not distinct. Considering the influence of eccentricity on the stress-strain relation, a modified stress-strain model for conveniently predicting the weak PFCC column and strong RC ring beam joint under eccentric compression was proposed and it was in good agreement with the experimental data.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2010

본 논문에서는 일방향 케블라/에폭시 튜브에 대한 현실적인 트리거 모델링을 개발하기 위해 수치해석 모델이 확립하고 시험결과와 비교를 통해 검증하였다. 이를 위해, 4가지 트리거 모델을 제안하고 각각에 대해 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA을 이용하여 유한요소 해석을 통해 축방향 압괴특성을 규명하였다. 유한요소해석에서는 2D 쉘요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴시험결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지 (SEA)도 5% 미만의 오차에서 잘 일치하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.271-277
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• 2010

본 논문에서는 에너지 흡수부재로 사용될 수 있는 단방향 케블라/에폭시 및 단방향 탄소-케블라/에폭시 튜브의 압괴거동을 예측할 수 있는 해석모델을 확립하고 이를 시험을 통해 검증하였다. 해석모델은 상용 외연적 해석 프로그램인 LS-DYNA의 2D 쉘 요소와 Chang-Chang 파손기준식을 이용하였다. 또한, 해석에 적용된 소재의 기계적 물성치는 시험을 통해 얻었다. 해석모델은 원형 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압괴 시험 결과와 비교를 통해 검증하였다. 그 결과 케블라/에폭시 튜브의 하중-변위 곡선은 거의 일치했으며 무게당 흡수 에너지(SEA)도 6% 미만의 오차에서 잘 일치하였다. 하지만, 탄소-케블라/에폭시 튜브는 시험과 약간의 차이를 보이고 있다.