• Steel and Composite Structures
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• 제48권4호
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• pp.367-383
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• 2023

A coupled wall consists of two or more reinforced concrete (RC) shear walls (SWs) connected by RC coupling beams (CBs) or steel CBs (hybrid-coupled walls). To fill the gap in the literature on the plastic hinge length of coupled walls, including coupled and hybrid-coupled shear walls, a parametric study using experimentally validated numerical models was conducted considering the axial stress ratio (ASR) and coupling ratio (CR) as the study variables. A total of sixty numerical models, including both coupled and hybrid-coupled SWs, have been developed by varying the ASR and CR within the ranges of 0.027-0.25 and 0.2-0.5, respectively. A detailed analysis was conducted in order to estimate the ultimate drift, ultimate capacity, curvature profile, yielding height, and plastic hinge length of the models. Compared to hybrid-coupled SWs, coupled SWs possess a relatively higher capacity and curvature. Moreover, increasing the ASR changes the walls' behavior to a column-like member which decreases the walls' ultimate drift, ductility, curvature, and plastic hinge length. Increasing the CR of the coupled SWs increases the walls' capacity and the risk of abrupt shear failure but decreases the walls' ductility, ultimate drift and plastic hinge length. However, CR has a negligible effect on hybrid-coupled walls' ultimate drift and moment, curvature profile, yielding height and plastic hinge length. Lastly, using the obtained results two equations were derived as a function of CR and ASR for calculating the plastic hinge length of coupled and hybrid-coupled SWs.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권4호
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• pp.457-471
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• 2023

To make up for the performance weaknesses of recycled aggregate concrete (RAC), expand the application range of RAC, and alleviate the environmental problems caused by excessive exploitation of natural coarse aggregates (NCA), this study proposes a basalt fiber-reinforced recycled aggregate concrete (BFRRAC)-filled square steel tubular columns that combines two modification methods of steel tube and fiber, which may greatly enhance the mechanical properties of RAC. The axial compression performance for BFRRAC-filled square steel tubular columns was reported during this study. Seven specimens with different replacement ratios of recycled coarse aggregate (RCA), length-diameter ratios, along with basalt fiber (BF) contents were designed as well as fabricated for performing axial compression test. For each specimen, the whole failure process as well as mode of specimen were discovered, subsequently the load-axial displacement curve has obtained, after which the mechanical properties was explained. A finite element analysis model for specimens under axial compression was then established. Subsequently, based on this model, the factors affecting axial compression performance for BFRRAC-filled square steel tubes were extended and analyzed, after which the corresponding design suggestion was proposed. The results show that in the columns with length-diameter ratios of 5 and 8, bulging failure was presented, and the RAC was severely crushed at the bulging area of the specimen. The replacement ratio of RCA as well as BF content little affected specimen's peak load (less than 5%). As the content of BF enhanced from 0 kg/m³ to 4 kg/m³, the dissipation factor and ductility coefficients increased by 10.2% and 5.6%, respectively, with a wide range.

• 한국해양학회지:바다
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• 제15권3호
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• pp.124-132
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• 2010

해양 식물플랑크톤 일차생산력의 전 지구적 중요성에도 불구하고 자료 처리상의 어려움 때문에 국내에서는 신뢰할만한 자료가 많지 않다. 식물플랑크톤 일차생산력은 시간-수심 적분 과정을 거쳐 최종적으로 단위 면적당 하루 일차생산력을 구하지만, 시간 적분에 대한 연구결과는 많지 않은 편이다. 본 연구에서는 단위 시간당 일차생산력을 시간 적분하여 하루 일차생산력을 계산하는 수학적 모델을 제시하고 새만금호를 대상으로 모델의 실효성을 검정해 보았다. 검정 결과, 시간 적분 모델이 일사량 실측치를 대입하여 합산한 결과와 잘 일치하였다. 일차생산력 계산을 위한 기초 광량 자료는 변화가 심한 일 자료보다 한 달 또는 한 주간 평균 자료를 대입하는 것이 더 신뢰성 있는 결과에 도움이 되는 것으로 판단되었다. 일차생산력 수직적분은 수직적으로 불균일한 식물플랑크톤 분포 때문에 어려움이 있으나, 엽록소 분포를 몇 가지 유형으로 분류하여 수식화한 다음, 각 수식을 시간 적분한 일차생산력 모델과 합성하여 적분하면 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권3호
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• pp.249-263
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• 2024

This article presents a comparative analysis of seismic behavior in steel-beam reinforced concrete column (RCS) frames versus steel and reinforced concrete frames. The study evaluates the seismic response and collapse behavior of RCS frames of varying heights through nonlinear modeling. RCS, steel, and reinforced concrete special moment frames are considered in three height categories: 5, 10, and 20 stories. Two-dimensional frames are extracted from the three-dimensional structures, and nonlinear static analyses are conducted in the OpenSEES software to evaluate seismic response in post-yield regions. Incremental dynamic analysis is then performed on models, and collapse conditions are compared using fragility curves. Research findings indicate that the seismic intensity index in steel frames is 1.35 times greater than in RCS frames and 1.14 times greater than in reinforced concrete frames. As the number of stories increases, RCS frames exhibit more favorable collapse behavior compared to reinforced concrete frames. RCS frames demonstrate stable behavior and maintain capacity at high displacement levels, with uniform drift curves and lower damage levels compared to steel and reinforced concrete frames. Steel frames show superior strength and ductility, particularly in taller structures. RCS frames outperform reinforced concrete frames, displaying improved collapse behavior and higher capacity. Incremental Dynamic Analysis results confirm satisfactory collapse capacity for RCS frames. Steel frames collapse at higher intensity levels but perform better overall. RCS frames have a higher collapse capacity than reinforced concrete frames. Fragility curves show a lower likelihood of collapse for steel structures, while RCS frames perform better with an increase in the number of stories.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권3호
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• pp.243-260
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• 2024

Thirteen self-compacting recycled concrete filled aluminium tubular (SCRCFAT) columns were tested under concentric compression loads. The effects of the replacement ratio of the recycled concrete aggregate (RCA) and steel fibre (SF) reinforcement on the structural performance of the SCRCFAT columns were studied. A control specimen (C000) was cast with normal concrete without SF to be reference for comparison. Twelve columns were cast using RCA, six columns were cast using concrete incorporating 2% SF while the rest of columns were cast without SF. Failure mode, ductility, ultimate load capacity, axial deformation, ultimate strains, stress-strain response, and stiffness of the SCRCFAT columns were studied. The results showed that, the peak load of tested SCRCFAT columns incorporating 5-100 % RCA without SF reduced by 2.33-11.28 % compared to that of C000. Conversely, the peak load of tested SCRCFAT columns incorporating 5-100% RCA in addition to 2% SF increased by 21.1-40.25%, compared to C000. Consequently, the ultimate axial deformation (Δ) of column C100 (RCA=100% and SF 0%) increased by about 118.9 % compared to C000. The addition of 2% SF to the concrete mix decreased the axial deformation of SCRCFAT columns compared to those cast with 0% SF. Moreover, the stiffness of the columns cast without SF decreased as the RCA % increased. In contrast, the columns stiffness cast with 2% SF increased by 26.28-89.7 % over that of C000. Finally, a theoretical model was proposed to predict the ultimate loads tested SCRCFAT columns and the obtained theoretical results agreed well with the experimental results.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.327-335
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• 2009

지진이 빈번하게 발생하는 지역에서는 비내진상세구조물은 지진 발생시 연약층을 형성하고 취성적 붕괴를 일으키게 된다. 그러나, 기존 구조물을 해체하고 내진상세 구조물을 신축하는 방법은 건설폐기물, 환경오염 및 민원 등 여러가지 문제들을 가지는 등 비경제적 방법이라 할 수 있다. 따라서 기존 구조물이 내진성능을 만족하도록 내진보강에 관한 많은 연구가 이루어졌으며, 이러한 내진보강방법에는 끼움벽, 철골브레이스, 연속벽, 부벽, 날개벽, 기둥/보의 자켓팅 등이 있다. 이 중 끼움벽 골조는 큰 변형과 접합부에서의 회전이 발생하는 골조와, 비교적 작은 변형에서도 전단파괴를 야기하는 끼움전단벽 등 복합적인 거동특성을 나타낸다. 따라서, 이러한 시스템의 거동특성은 개개의 골조나 벽에서 나타나는 거동특성과 매우 다르게 된다. 본 연구에서는 끼움벽의 내진성능을 평가하고자 하였으며, 손상에너지의 효과적 흡수를 위해 변형경화형 시멘트 복합체 (SHCC)를 사용하였다. 실험은 1/3 축소모형의 끼움벽을 반복가력하는 것으로 계획하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽에서는 섬유의 가교작용을 통해 시멘트 복합체 내 응력을 재분배함으로써 미세균열이 발생하였으며, 강도 및 에너지소산능력이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.213-220
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• 2015

본 논문에서는 CFT 구조의 강관과 내부 충전 콘크리트 간 복합거동을 유한요소해석 시 적절하게 반영하기 위해 강관과 콘크리트 간 부착 슬립관계 묘사를 위한 알고리즘을 제시하였다. 내부 충전 콘크리트에 축방향 하중 발생 시, 강관과 콘크리트 간 마찰로 인해 강관으로 하중이 전달되며, 이에 따른 강관 슬립량과 힘의 평형관계를 통해 등가강성을 통해 부착관계를 파악할 수 있다. 실제 원형 CFT 부재의 부착응력 실험을 통해 측정된 수직 및 수평 방향 응력 분포 결과와 제안된 해석 기법을 통해 산정된 응력 분포의 비교를 통해 제안된 해석 기법의 타당성을 검증하였다. 또한 비선형 유한요소해석 시 강관과 콘크리트의 부착 거동 묘사에 따라 CFT 기둥의 거동 특성에 영향을 미치게 되므로 축방향 하중이 작용하는 CFT 부재 실험 결과와 제안된 부착-슬립 모델을 반영한 유한요소해석 결과의 하중-변위 곡선 관계 비교를 통해 제안된 기법의 적합성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.10-21
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• 2015

합성구조의 안전성의 보장을 위해 대부분의 설계기준은 경험적 사실을 기반으로 강재의 설계기준항복강도의 상한선을 제시하고 있다. 그러나 세장비가 큰 콘크리트충전강관기둥과 같이 탄성 좌굴하중에 영향을 받는 부재의 경우 설계강도를 크게 낮게 평가함에 따라 비경제적 설계가 수행될 경우가 발생한다. 따라서 세장한 기둥의 경제적 설계를 위해 현행 설계기준에서 제시하고 있는 강재의 설계기준항복강도 이상의 항복강도를 보유한 강재가 사용될 경우 설계기준의 안전성에 대한 평가를 수행하였다. 다양한 경우에서의 높은 설계기준항복강도의 적용성 평가를 위하여 유한요소해석을 사용한 변수분석을 계획하였으며, 680MPa 급의 항복강도를 보유한 강재가 적용된 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥의 실험을 수행하여 유한요소해석 모델의 적합성 평가와 고강도 강재의 적용성 평가를 수행하였다. 변수분석에 적용된 변수는 강재의 항복강도, 콘크리트의 설계기준압축강도, 강재의 두께와 세장비로 구성되었다. 각 변수들은 KBC 2009에 의한 강도와 비교되었다. 54개의 모델에 대한 변수분석 결과와 기 수행 연구결과들을 통해 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥은 KBC에서 제안하고 있는 강재항복강도의 제한을 초과할 경우에도 안전하게 설계될 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제12권3호
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• pp.25-34
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• 1984

This experiment was carried out to investigate the effects of monosaccharides extracted by saturated portland cement solution on the cement setting in comparision with the inhibitory index (I) of each lignocellulosic-cement system. The wood species which have been widely reforested in Korea, Populus alba-grandulosa, Larix leptolepis, Abies holophylla, Pinus koraiensis, Pinus rigida, Pinus densiflora and agricultural wastes of rice husk and rice stalk were used at this study. The wood meal, 0.50g on dry weight basis, through 0.83 mm(20 mesh) and retained on 0.35mm (40 mesh) screen was extracted by 25 ml saturated portland cement solution and the pH of saturated portland cement solution Was 12.7. To eliminate cation exsisting in the extracted solution, the cation exchange column was used (Fig. 4). Afterwards the extracted monosaccharides were reduced into alditols with sodium borohydride and analyzed by the gas-liquid chromatography for xylan, mannan, arabinan, galactan, gluean. The heat of cement hydration for lignocellulosic-cement system was measured in Dewar flask (Fig. 2). And then the inhibitory indices were calculated from maximum hydration temperature, time and maximum slops of hydration curve of ligno cellulosic-cement systems. The results obtained were as follows; (1) The inhibitory index of pines-Pinus rigida (I=29.33) and Pinus densiflora (I=35.76), were lower than that of poplar-Populus alba-glandulosa (I=41.48), and the index of Larix ieptoiepis (I=73.00) was the highest among eight lignocellulosic-cement systems, and accordingly both Pinus rigida and Pinus des(flora were seemed to be good wood species for wood-cement composite manufacture. (2) In case of Pinus rigida, the inhibitory index was 29.33 and the ratio of the hexoses to the pemoses was 6.04 and in case of Larix leptolepis, the index and the ratio were 73.00 and 35.19, respectively. Therefore the inhibitory index increased with increasing the ratios of the hexoses to the pentoses. (3) The richer amount of xylose and mannose in species caused decreasing the slops of the hydration curve of the lignocellulosic-cement system, prohahly due to the chemical adsorption of the acetyl groups in the hemicellulose on the surface of cement grains. (4) The amoun of xylose and mannose were significant to the inhibitory index of each lignocellulosic-cement system but any specific relation between the amount of glucose and inhibitory index was not found.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.747-754
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• 2017

본 논문은 강관과 콘크리트가 함께 축력에 저항하는 합리적인 콘크리트 강관구조형식에 대해 무피복상태에서 내화성능을 높이는 연구이다. 콘크리트 강관구조는 내부 콘크리트로 인한 열저항 성능이 매우 우수하지만, 국내에서는 일정시간 동안 내화성능을 확보하도록 규정하고 있는 내화구조시스템으로 피복처리가 되지 않는 상태에서는 활발하게 적용되지 못하고 있다. 따라서 콘크리트충전 강관구조 기둥의 구조성능을 향상시키기 위하여 강관 내측면에 부착하는 리브요소를 개발하고 그것의 효과적인 형상을 개발하는 연구로서 콘크리트 강관기둥 내측면에 Corrugated Rib를 부착하여 구조적압축 및 좌굴 저항능력을 향상시키는 CFT 시스템을 개발하고자 한다. 이에 대한 연구 결과, 강관 내면 부착 리브의 적용으로 내화시 CFT 기둥의 내력상승에 의한 좌굴방지를 확인하였고, 내화성능기준 또한 만족하였다. 따라서 본 연구를 통해 개발된 강재리브(Corrugate rib)구조 보강재를 활용한 CFT의 공법은 내화피복 없이 구조 및 내화성능을 만족시키는 것으로 판단된다. 향후 rib의 다양한 형태를 변수로 하는 연구와 공장생산에서 공정을 효율화 시키고, 경제성 있는 시스템으로 활용할 수 있도록 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.