• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.119-129
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• 2015

강재량을 줄이면서도 풍하중의 영향을 완화시킬 수 있는 장점으로, 수평재로 서로 연결된 다수의 수직 원형강관으로 구성된 멀티기둥 풍력타워 시스템은 기존의 단일 실린더형 타워구조에 대한 대안으로 고려될 수 있다. 멀티기둥 타워를 하나의 타워구조로 거동하게 하기 위해서는 수직 강관과 수평 강관의 연결부인 강관조인트의 강도 확보가 중요하다. 본 연구에서는 멀티기둥에 적용될 수 있는 T 조인트의 강도평가를 수행하였다. AISC, Eurocode3, ISO 19902, CIDECT의 4가지 강관조인트 설계기준을 검토하고, 조인트에서 주강관과 지강관의 세장비에 대한 매개변수해석을 통하여 설계기준에서 제공되는 강도산정식의 타당성을 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.139-148
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• 2012

원형 콘크리트 충전 강관 (CFT)은 강관과 콘크리트 내부채움재로 이루어진 합성구조로 급속 시공이 가능하고 치수 대비 강도의 효율성이 좋아 교량의 교각이나 건축물의 기둥으로 사용되고 있다. CFT에 대한 실험적 연구는 지난 수년간 꾸준히 연구되어 왔지만 이러한 실험 연구만으로 CFT의 거동을 파악하기는 충분하지 않다. 따라서, CFT의 실험 연구를 보완하고 보다 다양한 제원 및 하중 조건을 고려하여 CFT의 구조 거동을 파악하기 위해서는 수치해석 모델이 필요하다. 본 연구는 CFT의 비선형 유한 요소 해석 기법을 개발하는데 목표가 있다. 개발된 CFT의 유한 요소 해석 모델 기법은 다양한 하중이 작용하는 실험 결과들과 비교하여 그 타당성을 입증하였으며, 제안된 유한 요소 해석 모델은 CFT의 구속 효과 및 CFT의 구조 거동을 잘 모사할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.24-30
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• 2008

건설분야에서 사용하고 있는 건설재료인 콘크리트는 대부분 외기에 직접 노출되어 있기 때문에 유해환경으로부터 열화되어 내구성이 저하될 수 있다. 특히, 교량의 교각 및 말뚝과 같은 부재들은 수분의 침투, 동결융해 등의 영향으로 내구성의 감소정도가 심각할 수 있다. 최근 이러한 문제점을 보완하고 효율적인 부재를 제작하기 위해 토목분야에서는 CFFT(Concrete Filled FRP Tube)가 제안되어 연구되고 있다. CFFT는 효율적으로 콘크리트를 구속하여 압축성능을 향상시키고, 화학적 저항성이 우수한 FRP가 외부에 노출되어 반영구적으로 사용될 수 있으며, 연성, 에너지 흡수능력 등을 향상시키는 것으로 평가되고 있다. 그러나 CFFT에 대한 설계규준이 마련되어 있지 않고, FRP-콘크리트 합성부재에 대한 구조거동이 불확실하여 현장에 적용하기 위해서는 다양한 연구가 선행되어야 한다. 이 연구에서는 CFFT에 대한 압축실험을 통해 구조적 거동을 조사하였으며, 실험결과와 기존 연구결과를 비교 분석하여 극한압축강도 및 변형률을 예측할 수 있는 식을 제안하였다. 또한, CFFT의 압축실험에서 고려되어야 할 사항들에 대해 간략히 설명하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권4호
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• pp.463-478
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• 2006

The design of structural frameworks for buildings is constantly evolving and is dependent on regional issues such as loading and constructability. One of the most promising recent developments for low to medium rise construction in terms of efficiency of construction, robustness and aesthetic appearance utilises concrete-filled steel tubular sections as the columns in a moment-resisting frame. These are coupled to rigid or semi-rigid connections to composite steel-concrete beams. This paper includes the results of a pilot experimental programme leading towards the development of economical, reliable connections that are easily constructed for this type of frame. The connections must provide the requisite strength, stiffness and ductility to suit gravity loading conditions as well as gravity combined with the governing lateral wind or earthquake loading. The aim is to develop connections that are stiffer, less expensive and easier to construct than those in current use. A proposed fabricated T-stub connection is to be used to connect the beam flanges and the column. These T-stubs are connected to the column using "blind bolts" with extensions, allowing installation from the outside of the tube. In general, the use of the extensions results in a dramatic increase in the strength and stiffness of the T-stub to column connection in tension, since the load is shared between membrane action in the tube wall and the anchorage of the bolts through the extensions into the concrete.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권5호
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• pp.517-527
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• 2017

In this paper, the effect of active confinement on the compressive behaviour of circular steel tube-confined concrete (STCC) and concrete-filled steel tube (CFST) columns is investigated. In STCC columns the axial load is only applied to the concrete core, while in CFST columns the load is carried by the whole composite section. A new method is introduced to apply confining pressure on fresh concrete by laterally prestressing steel tubes. In order to achieve different prestressing levels, short-term and long-term pressures are applied to the fresh concrete. Three groups of STCC and CFST specimens (passive, S-active and L-active groups) are tested under axial loads. The results including stress-strain relationships of composite column components, secant modulus of elasticity, and volumetric strain are presented and discussed. Based on the elastic-plastic theory, the behaviour of the steel tube is also analyzed during elastic, yielding, and strain hardening stages. The results show that using the proposed prestressing method can considerably improve the compressive behaviour of both STCC and CFST specimens, while increasing the prestressing level has insignificant effects. By applying prestressing, the linear range in the stress-strain curve of STCC specimens increases by almost twice as much, while the improvement is negligible in CFST specimens.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.105-109
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• 1987

본 연구는 열교환기의 설치 및 사용목적에 따라 전열관내유동이 경사류가 될 때 특히 자연순환(2*$10^{6}$＜Gr＜15*$10^{6}$)의 경우와 강제순환(3,000＜Re＜ 40,000)의 경우에 대해서 열전달특성과 유동마찰에 의한 손질을 규명하는데 있다. 사용되는 관은 평골관과 ribbed관이며 관경사각을 수평면에 대하여 0˚,22.5˚,45˚, 90˚로 변화시켰다.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권5호
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• pp.541-557
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• 2018

This paper presents the influence of carbon nanotubes (CNTs) waviness and aspect ratio on the vibrational behavior of functionally graded nanocomposite sandwich annular sector plates resting on two-parameter elastic foundations. The carbon nanotube-reinforced (CNTR) sandwich plate has smooth variation of CNT fraction along the thickness direction. The distributions of CNTs are considered functionally graded (FG) or uniform along the thickness and their mechanical properties are estimated by an extended rule of mixture. In this study, the classical theory concerning the mechanical efficiency of a matrix embedding finite length fibers has been modified by introducing the tube-to-tube random contact, which explicitly accounts for the progressive reduction of the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. Effects of CNT distribution, volume fraction, aspect ratio and waviness, and also effects of Pasternak's elastic foundation coefficients, sandwich plate thickness, face sheets thickness and plate aspect ratio are investigated on the free vibration of the sandwich plates with wavy CNT-reinforced face sheets. The study is carried out based on three-dimensional theory of elasticity and in contrary to two-dimensional theories, such as classical, the first- and the higher-order shear deformation plate theories, this approach does not neglect transverse normal deformations. The sandwich annular sector plate is assumed to be simply supported in the radial edges while any arbitrary boundary conditions are applied to the other two circular edges including simply supported, clamped and free.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권3호
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• pp.179-200
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• 2008

This paper reports the results of a recent experimental study into the behavior of welded fin-plate connections to both hollow and concrete filled tubular (CFT) columns under shear. Experiments have been performed at both ambient and elevated temperatures with the aid of an electric kiln. The observed failure modes include fracture of the fin plate and tearing out of the tube around the welds. By considering the results of previously published research, the current design method for similar connections under purely tensile load, in CIDECT Guide 9, based on a deformation limit of 3% of the tube width is shown to be inadequate when evaluating the ultimate strength of such connections. By comparing the results from the current test program which failed in the fin-plate with Eurocode guidance for failure of a fin-plate alone under shear and bending load it is shown that the column face influences the overall connection strength regardless of failure mode. Concrete in-fill is observed to significantly increase the strength of connections over empty specimens, and circular column specimens were observed to exhibit greater strength than similarly proportioned square columns. A finite element (F.E.) model, developed using ABAQUS, is presented and validated against the experimental results in order that extensive parametric tests may be subsequently performed. When validating the model against elevated temperature tests it was found that using reduction factors suggested in published research for the specific steel grades improved results over applying the generic Eurocode elevated temperature steel strength reduction factors.

• Steel and Composite Structures
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• 제2권5호
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• pp.379-396
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• 2002

The paper describes the mechanical behavior of short concrete-filled steel tube (CFT) columns with circular section. The efficiency of the steel tube in confining the concrete core depending on concrete strength and the steel tube thickness was examined. Fifteen columns were tested to failure under concentric axial loading. Furthermore, a mechanical model based on the interaction between the concrete core and the steel tube was developed. The model employs a volumetric strain history for the concrete, characterized by the level of applied confining stress. The situation of passive confinement is accounted for by an incremental procedure, which continuously updates the confining stress. The post-yield behavior of the columns is greatly influenced by the confinement level and is related to the efficiency of the steel tube in confining the concrete core. It is possible to classify the post-yield behavior into three categories: strain softening, perfectly plastic and strain hardening behavior. The softening behavior, which is due to a shear plane failure in the concrete core, was found for some of the CFT columns with high-strength concrete. Nevertheless, with a CFT column, it is possible to use high-strength concrete to obtain higher load resistance and still achieve a good ductile behavior.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.205-208
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• 2008

강재매입형 합성교각은 강재의 구속효과에 의하여 심부콘크리트의 내력상승을 유발하고, 또한 심부 콘크리트로 인한 강재의 좌굴 보강효과로 단면과 자중을 증가시키지 않고도 부재의 내력이 증가하게 만들 수 있어 내진 설계시 필요한 여러 조건들을 충족시키는 구조물이라 할 수 있다. 조립식 강재매입형 합성교각에서는 일체형으로 하는 경우에는 프리스트레스를 도입하지 않아도 되지만 세그먼트를 나눌 경우에는 이음부 균열제어를 위해 일정 수준의 프리스트레스를 도입해야 한다. 도입되는 프리스트레스에 의해 합성단면에 발생하는 초기 응력과 변형은 콘크리트의 장기거동에 의해서 변화하게 되고 설계시 이를 검토해야 한다. 이 논문에서는 세그먼트로 나누어진 프리캐스트 합성교각에 프리스트레스를 도입한 후 강연선에 부착된 로드셀과 철근, 콘크리트, 강관의 변형률 변화를 통해 프리스트레스 손실량을 검토하여 분석하였다.