• 제목/요약/키워드: Crack pattern

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FRP 보강근을 주근으로 사용한 일방향 콘크리트 슬래브의 거동 (Behaviour of One-Way Concrete Slabs Reinforced with Fiber Reinforced Polymer (FRP) Bars)

  • 서대원;한범석;신성우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.763-771
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    • 2007
  • 철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

휨인장강도 평가 방법에 따른 콘크리트 원형패널의 휨거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flexural Behavior of the Round Concrete Panels according to the Evaluation Method of Biaxial Flexural Tensile Strengths)

  • 김지환;지광습
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.479-486
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    • 2011
  • 이 연구에서는 휨인장강도 평가 방법에 따른 무근 콘크리트 원형패널의 휨거동을 비교하기 위해 유한요소해석과 실험을 수행하였다. 이를 위해 ASTM C 1550 round panel test(RPT) 시험법과 biaxial flexure test(BFT) 시험법을 적용하여 콘크리트 원형패널의 휨인장강도를 측정하였으며, 두 원형패널에 작용하는 응력 분포를 알아보기 위하여 패널의 아랫면 중앙에 두 개의 변형률 게이지가 직교하도록 부착하여 하중-변형률 관계를 측정하였다. 실험 결과 RPT 시험체와 BFT 시험체의 파괴 형상은 유사하게 관찰되었으며, 두 시험체 모두 중앙 아랫면의 하중-변형률 관계 또한 모든 방향에 일정한 것으로 나타나, 시험 시 등방성 휨인장응력 상태에 놓이는 것을 확인할 수 있었다. RPT 시험에 의한 평균 휨인장강도가 BFT의 경우보다 29% 더 큰 것으로 나타났다. 두 시험체의 휨인장강도 분포 모두 정규분포를 보이는 것으로 나타났으며, RPT 휨인장강도의 변동계수(coefficient of variation)와 BFT의 변동계수는 각각 8%와 6%로 측정되었다. 이는 BFT 시험을 통하여 신뢰할 수 있는 이방향 휨인장강도 측정이 가능한 것으로 판단된다.

Ceromer crown의 교합면 두께에 따른 압축 파절 강도의 비교 (The compressive fracture strength of ceromer crown by the difference of occlusal thickness)

  • 김지연;박하옥;양홍서
    • 구강회복응용과학지
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    • 제18권3호
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    • pp.205-215
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    • 2002
  • This study investigated the compressive fracture strength of Targis ceromer crown by the difference of occlusal thickness on a maxillary first premolar. Control group was a castable IPS-Empress all-ceramic crown with occlusal thickness of 1.5 mm constructed by layered technique. Experimental groups were Targis crowns having different occlusal thicknesses of 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 2.5 mm, respectively. The classification of Targis group is T10, T15, T20, T25 and T15N (for no-thermocycling and occlusal thickness of 1.5mm). Ten samples were tested per each group. Except occlusal thickness, all dimension of metal die is same with axial inclination of $10^{\circ}$and marginal width 0.8mm chamfer. All crowns were cemented with Panavia F and thermocycled 1,000 times between $5^{\circ}$ and $55^{\circ}$ water bath with 10 sec dwelling time and 10 sec resting time. The compressive fracture strength was measured by universal testing machine. The results were as follows : 1. Fracture strength was increased as the occlusal thickness increased : compressive fracture strength of Group T10, T15, T20, T25 was $66.65{\pm}4.88kgf$, $75.04{\pm}3.01kgf$, $87.07{\pm}7.06kgf$ and $105.03{\pm}10.56kgf$, respectively. 2. When comparing material, Targis crown had higher fracture strength than IPS-Empress crown : the mean compressive strength of group T15 was $75.04{\pm}3.01kgf$ and the value of group Control was $37.66{\pm}4.28kgf$. 3. Fracture strength was decreased by thermocycling : the compressive fracture strength of T15 was $75.04{\pm}3.01kgf$, which is lower than $90.69{\pm}6.88kgf$ of group T15N. 4. The fracture line of crowns began at the loading point and extended along long axis of tooth. IPS-Empress showed adhesive failure pattern whereas Targis had adhesive and cohesive failure. In the SEM view, stress was distributed radially from loading point and the crack line was more prominent on Targis crown.

생탈곡(生脱糓)벼의 깔아말림 특성(特性)과 건조조건(乾燥條件)이 동할미(胴割米) 발생(發生)에 미치는 영향(影響) (Mat Drying Characteristics of the Wet-thresheds Rough-rice and Effect of Drying Environment on the Cracks Formation)

  • 전재근;최부돌;이정철
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제6권2호
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    • pp.58-64
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    • 1982
  • 1. 생탈곡(生脫穀)벼의 관행(慣行) 평건(平乾)의 건조특성(乾燥特性)과 각종건조(各種乾燥) 환경이 건조속도(乾燥速度)와 동할미(胴割米)의 발생(發生)에 미치는 영향을 수원 264와 미네히까리 2개(個)의 품종(品種)에 대(對)하여 조사(調査)하였다. 2. 생탈곡(生脫穀)벼 야외(野外) 건조시(乾操時) 벼의 水分含量(수분함량)은 주(主)로 조사(照射)된 누계일사량(累計日射量)에 따라 결정되었으며 건조(乾燥) 시기(初期) 벼의 수분함량(水分含量)과 일사량(日射量)과의 관계를 수식화(數式化)하였다. 3. 생탈곡(生脫較)벼 건조특성(乾燥特性)은 대체적으로 항율건조특성(恒率乾燥特性)을 따랐으며 벼층(層)의 두께가 클수록 항율건조(恒率乾燥)에 따르는 경향이 더욱 뚜렷하였다. 4. 벼층(層)의 두께와 건조속도(乾操速度)와의 관계는 지수적(指數的)인 수식(數式)으로 나타낼 수 있었다. 5. 건조기간중(乾燥期癎中) 환적효과(換積效果)는 건조속도(乾操速度)의 면(面)에서는 벼층(層)두께의 감소(減少)에 상당하는 효과(效果)를 보였으며 동할미(胴割米) 발생율(發生率)을 현격히 줄이는 효과(效果)를 나타냈으며 수원(水原) 264와 같은 장위종(長粒種)에서 그 효과(效果)는 더욱 뚜렷하였다. 6. 생탈곡(生脫穀)벼의 건조장소(乾燥場所) 간(間)에는 뚜렷한 차이(差異)는 없었으며 일사량(日射量) 기준(基準) 벼의 건조효율(乾燥效率), 건조속도(乾燥速度) 및 동할미(胴割米)등을 고려(考慮)할 때 최적(最適) 벼층(層)의 두께는 6cm정도(程度)이었다.

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3차원 유한요소 해석을 통한 압전에너지 도로의 장기 공용성 예측 (Long-term Performance Prediction of Piezoelectric Energy Harvesting Road Using a 3-Dimensional Finite Element Method)

  • 김현욱;남정희;최지영
    • 한국도로학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.107-115
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    • 2017
  • PURPOSES : The piezoelectric energy road analysis technology using a three-dimensional finite element method was developed to investigate pavement behaviors when piezoelectric energy harvesters and a new polyurethane surface layer were installed in field conditions. The main purpose of this study is to predict the long-term performance of the piezoelectric energy road through the proposed analytical steps. METHODS : To predict the stresses and strains of the piezoelectric energy road, the developed energy harvesters were embedded into the polyurethane surface layer (50 mm from the top surface). The typical type of triaxial dump truck loading was applied to the top of each energy harvester. In this paper, a general purpose finite element analysis program called ABAQUS was used and it was assumed that a harvester is installed in the cross section of a typical asphalt pavement structure. RESULTS : The maximum tensile stress of the polyurethane surface layer in the initial fatigue model occurred up to 0.035 MPa in the transverse direction when the truck tire load was loaded on the top of each harvester. The maximum tensile stresses were 0.025 MPa in the intermediate fatigue model and 0.013 MPa in the final fatigue model, which were 72% and 37% lower than that of the initial stage model, respectively. CONCLUSIONS : The main critical damage locations can be estimated between the base layer and the surface layer. If the crack propagates, bottom-up cracking from the base layer is the main cracking pattern where the tensile stress is higher than in other locations. It is also considered that the possibility of cracking in the top-down direction at the edge of energy harvester is more likely to occur because the material strength of the energy harvester is much higher and plays a role in the supporting points. In terms of long-term performance, all tensile stresses in the energy harvester and polyurethane layer are less than 1% of the maximum tensile strength and the possibility of fatigue damage was very low. Since the harvester is embedded in the surface layer of the polyurethane, which has higher tensile strength and toughness, it can assure a good, long-term performance.

한국 서해안 곰소만 조간대의 제 4기 층서와 해수면 변화 (Late Quaternary stratigraphy and sea-level change in the tidal flat of Gomso Bay, West Coast of Korea)

  • 장진호;박용안
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제1권2호
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    • pp.59-72
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    • 1996
  • 한반도 서해안 곰소만 조간대의 제 4기 층서는 최소한 2개의 부정합면을 경계로 하여 하부로부터 기반암, 선현세 산화대층(혹은 풍화토), 현세 조간대층의 순서로 배열된다. 선현세의 산화대층은 황갈색의 반고화된 이질 퇴적층으로서 식물 뿌리와 식물 조각들이 산재하고, 수평 및 수직 방향의 미세한 틈(crack)들이 존재하며, 해양성 패각과 미고생물 화석은 전혀 존재하지 않는다. 이 산화대층은 12,000년 B.P.이전의 아빙기(stadial) 시기에 해안 육지의 지형적 저지(소분지)에서 퇴적된 것으로 추정된다. 현세의 조간대층은 하부의 이질 퇴적상(상부 조간대층) 과 상부의 사질 퇴적상(중부 및 하부 조간대층)으로 구성된 상향조립의 해침층 (transgressive succession)으로서 현세의 해수면 상승을 반영한다. 해수면 지시에 적합한 물질의 $^{14}$ C-연령과 심도(depth)의 상관관계에 기초하여 현세의 해수 면 변화를 추적한 결과, 한반도 서해의 해수면(relative sea-level 혹은 local sea- level)은 현재의 평균 해수면을 기준으로 7,000년 B.P.에 6.5 m 아래, 4,000년 B.P. 에 3 m 아래, 그리고 2,000년 B.P.에는 2.5 m 아래에 위치하였고, 현세 동안 큰 범위의 상승 및 하강 변화를 보인 증거는 찾을 수 없었다.

반복 하중을 받는 비내진 저층 RC 구조물의 외부 기둥-보 접합부의 거동 (Behavior of Non-seismic Detailed Low-Rise R/C Exterior Beam-to-Column Joints Subjected to Cyclic Loading)

  • 서만식;장준호;김영문
    • 콘크리트학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.109-118
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    • 1999
  • 국내에서는 1988년부터 내진 규준이 시행되었으며, 따라서 그 이전에 지어진 저층 철근콘크리트 건물들은 내진 규준이 적용되지 않고 단지 축하중만을 고려하여 설계되었다. 그러므로 약한 지진이 발생하여도 이러한 건물들은 심한 피해를 입을 수 있다. 본 논문에서는, 내진 규준이 시행되기 이전에 지어진 비내진 저층 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 지진 발생시 거동과 피해를 알아보기 위하여, 실제 존재하는 비내진 건물 중 3층 철근콘크리트 라멘조 공공청사 건물의 외부 적합부를 교차보가 있는 것과 없는 것의 2종류를 1/2의 실물크기로 제작하고, 횡방향 변위 제어로 반복하중을 가하여 실험을 수행하였다. 비내진 접합부의 가장 큰 특징은 적합부내의 횡보강근이 없다는 것이다. 실험을 통하여 균열의 형태, 강도${\cdot}$강성의 저하, 에너지 소산 그리고 기둥과 보 부재의 철근 미끄러짐을 조사하였다. 국내에서 규정하고 있는 최대지반가속도인 0.12g크기의 횡방향 하중을 가력하였을 경우에는 균열이 발생하지 않았으나, 횡방향 하중을 0.12g이상으로 증가할수록 교차보가 없는 외부접합부에서 전단균열이 발생하였다.

Pt 금속마스크를 이용하여 제작한 나노패턴 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막 특성 (Characterization of GaN epitaxial layer grown on nano-patterned Si(111) substrate using Pt metal-mask)

  • 김종옥;임기영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.67-71
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    • 2014
  • 본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

AE기법에 의한 압축력을 받는 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 손상 평가 (Assessment of the Damage in High Performance Fiber-Reinforced Cement Composite under Compressive Loading Using Acoustic Emission)

  • 김선우;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.589-597
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    • 2009
  • 고인성 섬유보강 시멘트 복합체는 시멘트 매트릭스 내 보강된 섬유의 계면부착응력에 의해 다수의 미세균 열분산 및 손상저항성능을 갖게 되나, 이를 구조물에 적용하기 위해서는, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴거동을 규명함과 동시에 보강섬유에 따른 시멘트 매트릭스의 마이크로 파괴메커니즘에 대한 이해가 요구된다. 이 연구에서는 단조 및 반복가력시 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 파괴특성 및 음향방출신호특성을 규명하기 위하여 총 4 시리즈의 시험체가 사용되었으며, 주요 실험변수는 섬유의 종류(PE, PVA, SC), 혼입률, 하이브리드 타입, 가력방법(단조, 반복)이다. 실험결과, 고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 압축거동에 따른 손상진전은 섬유의 혼입률 및 하이브리드에 따라 상이하게 나타났다. 또한 음향방출신호로부터, 각 하중단계의 2, 3번째 사이클에서의 진폭 감소 특성이 나타났으며, 이는 각 사이클별 변형률 증가와의 관련성을 보여 이를 이용한 강도 예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 최대강도의 80%까지 펠리시티 효과 및 카이저 효과가 나타났으며, 하이브리드 섬유 혼입시 매크로 균열 제어로 인해 손상의 복원 및 분산능력이 뛰어난 것으로 나타났다.

하중재하 패턴을 고려한 강바닥판의 정적거동 평가 (Evaluation of Static Behaviour of Orthotropic Steel Deck Considering the Loading Patterns)

  • 김석태;허영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.98-106
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    • 2011
  • 강박스거더의 바닥틀은 바닥강판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 강바닥판 교량은 용접 접합부의 개소가 많고 중차량 접지하중과 반복응력의 증가에 의해 피로손상의 발생 가능성이 매우 높다. 일반적으로 강바닥판의 피로균열은 중차량 트럭하중의 반복적인 재하하중으로 인한 국부응력에 의하여 발생한다. 또한 중차량 통행량의 증가 및 통행차량의 대형화는 피로균열 발생 가능성을 촉진한다. 따라서 교량에 영향을 미치는 실제 통행 차량하중의 하중재하 패턴을 고려한 하중 접지면적에 따른 교량의 거동을 정확히 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 강바닥판 교량에서 통행 차량의 접지면적과 하중재하 효과를 고려하여 설계하중에 의한 접지면적과 실제 통행 차량의 접지면적을 유한요소해석을 통하여 비교 평가하였다. 유한요소해석은 강바닥판 교량의 4가지 하중 재하패턴에 대하여 수행하였다, 또한 해석은 다이아프램의 설치 유무에 따른 통행트럭의 접지면적 영향을 비교 평가하였다. 유한요소해석 결과, 실제 싱글타이어의 하중재하면적이 설계하중의 접지면적보다 보다 큰 국부응력을 보였고, 바닥강판은 전륜하중인 싱글타이어 재하에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 다이아프램의 설치 유무는 탄성영역에서 다이아프램 설치가 강바닥판 가로리브와 세로리브 교차부의 피로저항에 대한 구조성능 개선에는 효과가 없는 것으로 나타났다.