• Advances in concrete construction
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• 제9권2호
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• pp.195-205
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• 2020

In this study, effect of recycled aggregates and polypropylene fibers on the response of conventionally reinforced concrete element subjected to tensile loading in terms of tension stiffening and strain development was experimentally investigated. For this purpose, concrete prisms of 100 × 100 mm cross section and 500 mm length having one central deformed steel re-bar were cast using fibrous and non-fibrous Recycled Aggregate Concrete (RAC) with varying percentages of recycled aggregates (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) and tested under uniaxial tensile load. For all fibrous RAC mixes, polypropylene fibers were used at constant dosage of 3.15 kg/㎥. Effect of recycled aggregates and fibers on the compressive strength of concrete was also explored in this study. Through studying tensile load versus global axial deformation of composite and strain development in concrete and steel, it was found that replacement of natural aggregates with recycled aggregates in concrete negatively affected the cracking load, tension stiffening and strain development, and this negative effect was observed to be increased with increasing contents of recycled aggregates in concrete. The results of this study showed that it was possible to minimize the negative effect of recycled aggregates in concrete by the addition of polypropylene fibers. Reinforced concrete element constructed using concrete containing 50% recycled aggregates and polypropylene fibers exhibited cracking behavior, tension stiffening and strain development response almost similar to that of concrete element constructed using natural aggregate concrete without fiber.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권3호
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• pp.375-386
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• 2018

Existing design codes for steel-concrete composite structures give only general information about the shear connection provided by headed studs in group arrangement. Grouting of the openings in prefabricated concrete slabs, where the grouped headed studs are placed in the deck pockets is alternative to cast-in-place decks to accomplish fast execution of composite structures. This paper considers the possibility to reduce the distance between the studs within the group, bellow the Eurocode limitations. This may lead to increased competitiveness of the prefabricated construction because more studs are placed in the group if negative effectives of smaller distances between studs are limited. The main purpose of this work is to investigate these limits and propose an analytical calculation model for prediction of the shear resistance of grouped stud arrangements in the deck pockets. An advanced FEA model, validated by results of push-out experiments, is used to analyze the shear behavior of the grouped stud with smaller distance between them than recommended by EN 1994-1. Calculation model for shear resistance, which is consistent with the existing Eurocode rules, is proposed based on a newly introduced equivalent diameter of the stud group, $d_G$. The new calculation model is validated by comparison to the results of FE parametric study. The distance between the studs in the longitudinal direction and the number of stud rows and columns in the group are considered as the main variables.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권9호
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• pp.2183-2190
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• 2000

A thermal aging is observed in a primary reactor cooling system(RCS) made of a casting stainless steel when the RCS is exposed for long period at the reactor operating temperature, 290~3300C An investigation of effects of thermal aging on a low cycle fatigue characteristics included a stress variations caused by a reactor operation and trip, is required. The purpose of the present investigation is to find an effect of a thermal aging of the CF8M on a low cycle fatigue life. The specimen of CF8M are prepared by an artificially accelerated aging technique holding 300 and 1800hr at 4300C respectively. The low cycle fatigue tests for the virgin and two aged specimens are performed at the room temperature for various strain amplitudes($\varepsilon$ta), 0.3, 0.5, 0.8, 1.0, 1.2 and 1.5% strain. Through the experiment, it is found that the fatigue life is rapidly reduced with an creasing of the aging time. The experimental fatigue life estimation formulas between the virgin and two aged specimen are obtained and are proposed to a analysis purpose.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.11-16
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• 2014

CF8M (11% ferrite) 주조 스테인리스강의 $310^{\circ}C$ 순수환경에서의 저주기피로 수명에 미치는 수소 및 미세구조의 영향을 분석하였다. CF8M 의 경우, 공기환경 대비 $310^{\circ}C$ 순수환경에서의 피로수명의 감소는 단조재인 316LN 에 비해 다소 작았다. 미세구조 및 파면 분석을 통해, CF8M 의 저주기피로 수명의 감소는 316LN 의 경우와 마찬가지로 수소유기균열에 의한 것으로 판단되었다. 그러나, CF8M 의 경우, 페라이트상 경계에 수소유기균열에 의한 2 차 균열이 빈번히 발생함에 따라 균열 선단에서의 응력집중이 저하되는 효과가 있었다. 이러한 응력집중의 완화로 인해 수소유기균열에 의한 피로균열진전이 둔화되어 결과적으로 저주기피로 수명의 저하가 완화되는 것으로 판단되었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.147-162
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• 2020

This paper presents a novel precast energy dissipation shear wall (PEDSW) structure system that using mild steel dampers as dry connectors at the vertical joints to connect adjacent wall panels. Analytical studies are systematically conducted to investigate the seismic performance of the proposed PEDSW under sequence-type ground motions. During earthquake events, earthquake sequences have the potential to cause severe damage to structures and threaten life safety. To date, the damage probability of engineering structures under earthquake sequence has not been included in structural design codes. In this study, numerical simulations on single-story PEDSW are carried out to validate the feasibility and reliability of using mild steel dampers to connect the precast shear walls. The seismic responses of the PEDSW and cast-in-place shear wall (CIPSW) are comparatively studied based on nonlinear time-history analyses, and the effectiveness of the proposed high-rise PEDSW is demonstrated. Next, the foreshock-mainshock-aftershock type earthquake sequences are constructed, and the seismic response and fragility curves of the PEDSW under single mainshock and earthquake sequences are analyzed and compared. Finally, the fragility analysis of PEDSW structure under earthquake sequences is performed. The influences of scaling factor of the aftershocks (foreshocks) to the mainshocks on the fragility of the PEDSW structure under different damage states are investigated. The numerical results reveal that neglecting the effect of earthquake sequence can lead to underestimated seismic responses and fragilities, which may result in unsafe design schemes of PEDSW structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.11-20
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• 2014

2001년 이후 앵커의 설계는 Concrete Capacity Design(CCD) 방법이 적용되고 있는데, 국내 기준에서는 지진하중에 대한 콘크리트의 파열파괴강도를 정적 파괴강도의 75%로 제한하고 있다. 본 연구에서는 무근콘크리트에 매입된 선설치앵커의 동적 전단하중에 대한 콘크리트 파열파괴강도 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 직경 20 mm의 앵커에 대해 정적 하중과 동적 편진하중에 대한 실험을 각각 3개의 시험체에 대해 수행하였으며, 앵커의 연단거리는 120 mm를 적용하였다. 동적 실험은 15 cycle의 편진하중을 1 Hz의 속도로 재하하였으며 반복하중단계의 크기를 키워가면서 최종 파괴 시까지 가력하였다. 실험으로부터 동적 전단하중에 의한 콘크리트 파열파괴강도는 정적하중에 의한 것과 거의 같은 파괴강도를 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.95-102
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• 2012

본 연구에서는 기존 C.I.P 공법의 개선사항을 보완하여 벽체 강성 및 차수성을 증진시킨 개량형 C.I.P 공법을 개발하고 이에 대한 현장 적용성을 검토하였다. 개량형 C.I.P 공법의 특징은 원형케이싱의 내부 양쪽에 삼각형 형태의 조인트를 설치하여 연직연속천공을 위한 가이드로 이용하고 연속천공 이후에는 조인트와 조인트를 소형 H형강으로 연결하여 개별말뚝들이 연결된 벽체를 형성함과 동시에 H형강 외의 내부는 그라우팅으로 충진되어 벽체 전체가 차수성을 확보하도록 고안된 점이다. 이러한 특성에 대한 현장 적용성을 검토하기 위해 모형 토조실험을 수행하여 차수성을 검토하였으며 벽체 강성의 증진에 대한 사항은 케이싱의 두께를 2mm와 3mm로 변화를 둔 실물크기의 시험체를 대상으로 강도실험과 수치해석이 병행되었다. 수치해석의 경우, 강도실험에 대한 시뮬레이션을 통해 사용프로그램의 타당성을 우선 검토한 후, 케이싱의 두께 변화에 따른 영향을 비교분석하였다. 연구결과, 차수성 시험은 정수압 300KPa의 가압상태에서도 이음부의 누수가 발생하지 않았다. 휨강도 실험결과, 개량형 흙막이 벽체의 강성이 기존 C.I.P 벽체의 강성보다 4배 정도 큰 것으로 나타났으며 압축강도 또한 콘크리트의 압축강도보다 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 제안된 개량형 C.I.P 공법은 기존의 C.I.P 공법의 차수공정의 생략뿐만 아니라, 연결부 차수성 확보, 연직연속천공, 그리고 상대적으로 우수한 강성등의 장점을 보유한 것으로 나타나 향후 주열식 흙막이 시공에 일조할 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권6호
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• pp.603-617
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• 2017

This paper presents investigation into the behavior of beam-column joints, with the joint region concrete being replaced by steel fiber reinforced concrete (SFRC) and by ultra-high performance concrete (UHPC). A total of ten beam-column joint specimens (BCJ) were tested experimentally to failure under monotonic and cyclic loading, with the beam section being subjected to flexural loading and the column to combined flexural and axial loading. The joint region essentially transferred shear and axial stresses as received from the column. Steel fiber reinforced concrete (SFRC) and ultra-high performance concrete (UHPC) were used as an innovative construction and/or strengthening scheme for some of the BCJ specimens. The reinforced concrete specimens were reinforced with longitudinal steel rebar, 18 mm, and some specimens were reinforced with an additional two ties in the joint region. The results showed that using SFRC and UHPC as a replacement concrete for the BCJ improved the joint shear strength and the load carrying capacity of the hybrid specimens. The mode of failure was also converted from a non-desirable joint shear failure to a preferred beam flexural failure. The effect of the ties in the SFRC and UHPC joint regions could not be observed due to the beam flexural failure. Several models were used in estimating the joint shear strength for different BCJ specimens. The results showed that the existing models yielded wide-ranging values. A new concept to take into account the influence of column axial load on the shear strength of beam-column joints is also presented, which demonstrates that the recommended values for concrete tensile strength for determination of joint shear strength need to be amended for joints subject to moderate to high axial loads. Furthermore, finite element model (FEM) simulation to predict the behaviour of the hybrid BCJ specimens was also carried out in an ABAQUS environment. The result of the FEM modelling showed good agreement with experimental results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.227-236
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• 2008

강합성 교량에서 일반적으로 사용되는 콘크리트는 단위질량이 ${2,300kg/m^{3}}$인 일반콘크리트이다. 그러나 강합성 교량에서 경량콘크리트를 사용한다면 바닥판 자중에 의한 단면력을 감소시킬 수 있어 더욱 경제적인 교량설계가 가능할 것이다. 경량콘크리트를 사용한 강합성 거더 교량에서 적용될 수 있는 바닥판 형식은 크게 현장타설 콘크리트 바닥판과 프리캐스트 바닥판으로 구분할 수 있다. 이 두형식의 바닥판은 시공측면이나 구조적 거동 측면에서 다소 차이가 있어, 바닥판과 강거더를 연결하는 전단연결부도 사용되는 바닥판의 형식에 따라 구조적 거동 특성이 위하여 Push-out 실험을 수행하였다. 또한 베딩층이 있는 프리캐스트 부재에 대해서는 강도감소의 주요한 원인이 되는 베딩층의 균열을 방지하기 위하여 프리캐스트 바닥판과 베딩층 사이에 전단키를 설치하고 베딩층을 횡방향으로 구속시킨 실험체에 대해 실험을 수행하여 그 영향을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.447-455
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• 2019

극한지에서 LNG 저장구조물을 건설할 때 현장 타설 방식으로 제작 및 시공되는 경우, 열악한 작업 환경 및 조건으로 의해 공사금액 및 공사기간이 증가되는 문제점이 발생할 수 있어 모듈형 에너지 저장탱크에 대한 요구가 높아지고 있다. 이에 본 연구에서는 LNG 연료 저장탱크의 경량화를 위해 SCP 모듈의 사용을 대안으로 제시하고자 하였다. 이에 SCP 모듈을 두께별로 제작하고 그에 따른 휨성능을 평가함으로써 SCP 구조의 LNG 연료 저장탱크에 대한 현장적용 가능성을 평가하고자 하였다. 실험 결과 두께 100mm 실험체는 설계상 극한하중인 413 kN까지는 선형을 유지하면서 증가하다가 기울기가 급격하게 변하면서 파괴되었다. 두께 200mm 실험체 또한 설계상 극한하중인 약 822 kN까지 선형을 유지하다가 파괴양상을 보였다. 두 조건 모두 SCP의 휨 시험에서 INCA guidance의 기준대로 철판이 항복에 도달할 때까지 선형 거동을 나타내었다가 극한하중이후에는 급격한 철판 항복을 동반하는 거동을 하였다. 또한, 목표로 제시한 설계 휨강도를 만족하여 SCP 모듈을 활용하여 LNG 저장탱크 외조구조물에 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 추후 압축, 전단 시험 등을 추가로 진행하여 SCP의 구조성능에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다.