• Computers and Concrete
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• 제11권6호
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• pp.493-513
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• 2013

Direct displacement-based design (DDBD) represents an innovative philosophy for seismic design of structures. When structural considerations are more critical, DDBD design should be carried on the basis of limiting material strains since structural damage is always strain related. In this case, the outcome of DDBD is strongly influenced by the displacement demand of the structural element for the target limit strains. Experimental studies have shown that anchorage slip may contribute significantly to the total displacement capacity of R/C column elements. However, in the previous studies, anchorage slip effect is either ignored or lumped into flexural deformations by applying the equivalent strain penetration length. In the light of the above, an attempt is made in this paper to include explicitly anchorage slip effect in DDBD of R/C column elements. For this purpose, a new computer program named RCCOLA-DBD is developed for the DDBD of single R/C elements for limiting material strains. By applying this program, more than 300 parametric designs are conducted to investigate the influence of anchorage slip effect as well as of numerous other parameters on the seismic design of R/C members according to this methodology.

• Computers and Concrete
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• 제11권4호
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• pp.351-364
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• 2013

This paper presents results from an analytical investigation of the behavior of steel reinforced concrete circular column sections with additional Glass Fiber Reinforced Polymers (GFRP) bars. The primary application of this composite section is to relocate the plastic hinge region from the column-footing joint where repair is difficult and expensive. Mainly, the study focuses on the development of the full nominal moment-axial load (M-P) interaction diagrams for hybrid concrete sections, reinforced with steel bars as primary reinforcement, and GFRP as auxiliary control bars. A large parametric study of circular steel reinforced concrete members were undertaken using a purpose-built MATLAB(c) code. The parameters considered were amount, location, dimensions and mechanical properties of steel, GFRP and concrete. The results indicate that the plastic hinge was indeed shifted to a less critical and congested region, thus facilitating cost-effective repair. Moreover, the reinforced concrete steel-GFRP section exhibited high strength and good ductility.

• Smart Structures and Systems
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• 제31권2호
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• pp.131-140
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• 2023

As well-known, the extended Kalman filter (EKF) is a powerful tool for parameter identification with limited measurements. However, traditional EKF is not applicable when the external excitation is unknown. By using least-squares estimation (LSE) for force identification, an EKF with unknown input (EKF-UI) approach was recently proposed by the authors. In this approach, to ensure the influence matrix be of full column rank, the sensors have to be deployed at all the degrees-of-freedom (DOFs) corresponding to the unknown excitation, saying collocated measurements are required. However, it is not easy to guarantee that the sensors can be installed at all these locations. To circumvent this limitation, based on the idea of first-order-holder discretization (FOHD), an improved EKF with unknown input (IEKF-UI) approach is proposed in this study for the simultaneous identification of structural parameters and unknown excitation. By using projection matrix, an improved observation equation is obtained. Few displacement measurements are fused into the observation equation to avoid the so-called low-frequency drift. To avoid the ill-conditioning problem for force identification without collocated measurements, the idea of FOHD is employed. The recursive solution of the structural states and unknown loads is then analytically derived. The effectiveness of the proposed approach is validated via several numerical examples. Results show that the proposed approach is capable of satisfactorily identifying the parameters of linear and nonlinear structures and the unknown excitation applied to them.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.109-120
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• 2013

본 논문에서는 반복하중 작용시 연약지반에 설치된 토목섬유 감쌈 쇄석말뚝의 비배수거동특성을 다루었다. 모형실험을 통해 점성토 지반에 적용된 지오그리드 감쌈 쇄석말뚝의 침하량, 과잉간극수압, 응력분담비 그리고 지오그리드 변형률의 변화특성을 기존의 쇄석말뚝과 비교하여 분석하였다. 실험결과를 통하여 연약지반에 설치된 GESC는 단기하중 재하시 쇄석기둥의 변형을 토목섬유의 인장력으로 구속 시켜 변형저항력의 증가와 침하저감 효과가 있음을 알 수 있으며 지오그리드의 최대 변형률은 1.2D와 1.5D에서 발생하는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 반복하중 재하시 지오그리드 감쌈 쇄석말뚝에서의 지오그리드 감쌈 효과와 치환율이 쇄석말뚝에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권5호
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• pp.59-65
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• 2008

최근, 교량교각과 같은 기둥구조물의 사용성능을 향상시킴과 동시에 복잡한 도심지 내 효율적 공간활용을 위해 콘크리트 충전강관(CFT: concrete-filled steel tube)의 적용이 점차 증가하고 있다. 이러한 기둥구조물의 정확한 설계를 위해서는 재료 및 기하학적 특성에 따른 콘크리트 충전강관 기둥의 거동에 관한 실험적 연구가 요구된다. 이에 본 연구에서는 압축강도실험을 통하여 외경-두께비 (D/t) 및 강재-콘크리트 단면적비 (As/Ac)에 따른 콘크리트 충전강관 기둥의 극한강도 분포특성에 대해 명확히 파악하였다. 또한 콘크리트 배합강도에 따른 콘크리트 충전강관 기둥의 극한강도 분포특성을 실험을 통하여 명확히 파악하였다. 실험결과의 고찰을 통하여 압축하중을 받는 콘크리트 충전강관 기둥의 극한강도는 콘크리트 강도보다 강과의 단면특성에 주로 의존함을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제3권2호
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• pp.97-110
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• 2003

An experimental study was conducted to investigate the behavior of eccentric lightweight aggregate concrete-encased composite columns. This study aims at verifying the validity of such type of concrete in composite construction and checking the adequacy of the AISC-LRFD and the British Bridge Code BS 5400 specifications in predicting the column strength. Sixteen full-scale pin ended columns subjected to uniaxial bending about the major axis in symmetrical single curvature were tested.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.949-954
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• 2003

In this paper, simplified modeling approach describing the hysteretic behavior of reinforced concrete columns is discussed. The inelastic response of a reinforced concrete column or pier subjected to cyclic deformation reversals or earthquake ground motion is evaluated by use of lumped hysteretic representation. For this purpose, the hystertic model under axial force variation is developed and implemented into a nonlinear finite element analysis program. The analytical predictions obtained with the new formulation are compared with test results and reveal accuracy and applicability in terms of strength and stiffness. In addition, comparison between results with and without axial force variation stresses the importance of the proposed approach.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진 설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열거동, 하중-변위 이력곡선, 에너지 소산 능력, 등가점성감쇠비, 잔류변형, 유효강성 등 내진성능의 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 실험결과들을 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준(한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.355-363
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• 2004

선행연구에서 개발된 개선된 초기형상해석법을 이용하여 케이블지지교량의 초기장력과 보강거더, 주탑의 축방향 압축력을 구하였으며, 이를 이용하여, 케이블 지지교량의 전체 시스템에 대한 좌굴해석을 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 케이블은 트러스요소, 주탑과 보강거더는 보-기둥요소로 모델링하고 대응하는 탄성 및 기하강성행렬을 제시하였다. 초기평형해석을 통하여 얻은 부재력을 이용하여 좌굴파라미터값을 결정하고 이에 대응하는 각 주요부재의 좌굴하중을 산정하고 유효좌굴길이를 구한다. 사장교 및 자정식 현수교에 대하여 결과를 제시하였으며, 결론적으로 이렇게 구한 유효좌굴길이는 축방향력 및 휨모멘트를 동시에 받는 케이블 지지교량의 부재의 안정성 검토에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.46-55
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• 2016

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열, 철근의 항복, 파단 등 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 교각의 파괴거동, 강도저감거동, 변위연성도에 대해 중점적으로 기술하였다.