Up to now, many constitutive models for clay have been proposed and studied based on the elasto-plastic or elasto-viscoplastic theory and it has been recognized that the effect of time on the loading process is a salient feature. In the present study, cyclic behavior characteristics of clay was studied with a viscoelastic-viscoplastic constitutive model for clay based on the non-linear kinematic hardening rule. In order to examine the behavior of clay several cyclic untrained triaxial tests and also their numerical simulations were performed. As results of that, it was found that the proposed model can well describe cyclic behaviors of clay such as frequency dependent characteristics, and have the high feasibility of numerical simulation for dynamic analysis.
This paper presents push-out tests of stud shear connectors to examine their fatigue behavior for developing a new composite bridge deck system. The fifteen push-out specimens of D16 mm stud welded on 9 mm steel plate were fabricated according to Eurocode-4, and a series of fatigue endurance test and residual strength test were performed. Additionally, the stiffness and strength variations by cyclic loading were compared. The push-out test, when the stiffness reduction ratio of the specimens was 0.95 under cyclic load, resulted in the failure of the studs. The stiffness variation of the push-out specimens additionally showed that the application of cyclic loads reduced the residual strength. The fatigue strength of the shear connectors were compared with the design values specified in the Eurocode-4, ASSHTO LRFD and JSSC codes. The comparison result showed that the fatigue endurance of the specimens satisfies the design values of these codes.
본 연구는 일반철근과 FRPH Bar를 주철근으로 한 철근 콘크리트 보부재를 대상으로 정적실험 및 반복하중 재하실험을 수행하여 에너지 소산성능 및 반복하중 저항성능을 분석하였다. 실험을 위하여 24MPa의 설계강도를 가진 콘크리트 보부재($200{\times}200{\times}2175mm$)를 제작하였으며, 4점 휨 시험을 수행하여 초기균열하중, 항복하중, 파괴하중을 측정하였다. 정적하중 재하실험을 통해 각 시험체에 대한 항복하중과 파괴강도를 측정하였는데, 항복하중은 RC보에서는 48.9kN, FRPH 보에서는 36kN으로 평가되었으며, 파괴하중은 두 시험체 모두 50kN의 강도를 보였다. 정적하중-처짐 결과에서는 FRPH 보는 RC보에 비하여 인장경화특성을 나타내는데, 이는 FRPH bar의 인장경화 특성에 기인한다. 반복하중하에서 FRPH bar를 가진 보에서는 일반 RC보와는 다르게 작은 폭의 균열이 넓게 발생하였으며, 우수한 처짐 복원력을 나타내었다. 정적 동적 에너지 비율을 이용한 에너지 소산능력에서는 RC보에서는 0.62, FRPH 보에서는 0.83으로 평가되었으며, 이를 통해 FRPH를 가진 보부재에서 효과적으로 반복하중에 대하여 저항함을 알 수 있다.
치아용 대체재료로 사용되고 있는 세 가지의 세라믹스, 장석질 자기, 운모를 함유한 유리-세라믹 및 유리침윤 알루미나에 대한 접촉피로을 실제 치아의 접촉상황과 유사한 구형입자를 이용한 헤르지안 압입시험법으로 물에서 수행하였으며, 각 재료에서의 접촉손상이 강도에 미치는 영향을 고찰하였다. 초기의 손상형태는 각 재료가 갖는 미세구조에 의존하여 나타났으며, 장석질 자기는 취성거동을 나타내는 cone 형태의 균열이, 운모를 함유한 유리-세라믹은 준-소성 변형 거동을 나타내는 변형이, 그리고 유리침윤 알루미나는 두 재료의 중간거동을 나타내었다. 그러나 반복하중의 수(n=1~n=$10^6$)가 증가됨에 따라 모든 재료에서 급격한 강도저하를 나타내었으며, 파괴는 접촉피로에 의해 형성된 손상에서 일어났다. 일정하중(200N, 500N 및 1000N)에서 반복하중의 수가 증가됨에 따라 두 번의 강도저하가 일어났으며, 첫 번째의 강도저하는 cone 형태의 균열이 주 요인으로 작용되었으며, 두 번째 강도저하는 반복하중에 따른 radial 형태의 균열에 의해 일어났다. 이러한 radial 형태의 균열발생은 각 재료에서 급격한 강도저하를 가져왔으며, 계속적인 반복하중으로 재료의 파괴를 유발시켰다. 반복하중의 수를 고정시킨 수 압입하중의 변화에 따른 강도저하에 대한 고찰을 통해 장석질 자기가 접촉피로에 대한 손상내구성을 갖음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 국내 소규모 철골조 건축물에서 실제 시공된 보-기둥 약축 접합부에 대한 현황조사를 바탕으로 시공성을 향상시킨 약축접합부 상세를 제안하였으며, 제안된 약축접합부에 대한 반복가력 실험을 통해 접합부 내진성능을 평가하였다. 실험변수는 보-기둥 접합부에 사용된 볼트의 개수이다. 실험결과, 본 연구에서 제안하고 있는 보-기둥 약축 접합부의 거동은 수평 스티프너에 연결되는 고력볼트의 개수의 의해 결정되는 것으로 나타났다. 접합부에 4개 이상의 볼트접합이 사용될 경우 현행 기준에서 요구하는 부분 강접합 요구조건을 만족시키는 것으로 나타났다. 모든 실험체는 플랜지 연결플레이트의 연단쪽 보 플랜지 볼트 구멍 주위에서 국부적인 지압파괴와 파단 등이 발생하였다. 하지만, 웨브 높이와 플랜지 폭이 작은 기둥을 사용할 경우, 접합부에 사용되는 고력볼트의 개수가 제한적으로 사용되어야 할 것으로 판단되므로 향후 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
최근 강구조물의 고층화 및 장경간화로 인하여 SM570강재와 같은 고강도 강재의 적용을 필요로 하고 있다. 강구조물의 정확한 내진설계를 위한 내진구조해석시 비선형 반복하중을 받는 강재의 특성을 명확히 포현할 수 있는 구성식이 필요하다. SM570는 최근 그 사용이 증가하고 있으나 아직 반복소성거동의 구현 및 정식화에 관한 연구는 아직 미진하다. 본 연구에서는 인장 및 저싸이클 피로 실험을 통하여 SM570 강재의 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 반복소성모델을 3차원 유한요소에 적용하여 SM570이 사용된 원형 강교각의 내진해석을 수행하였다. 실험결과와 내진해석을 통하여 본 연구에서 제안한 구성식은 SM570이 사용된 강구조물의 복잡한 소성거동을 정도 높게 구현함을 알 수 있었다.
In this study, a restoring viscous damper is introduced for X-type damper system which is designed for the seismic response control of large spatial structures. A nonlinear numerical model for its behavior is developed using the result of dynamic loading tests. The X-type damper system is composed of restoring viscous dampers and connecting devices such as adjustable wire bracing, where the damping capacity of the system is controllable by changing the number of the dampers. The restoring viscous damper is devised to exert main damping force in tension direction, which is effective to prevent the buckling of bracing subjected to compressive axial force. To evaluate the performance of the proposed damper, dynamic cyclic loading tests are performed by using manufactured dampers at full scale. In order to construct the numerical model of the damper system, its model parameters are first identified using a nonlinear curve fitting method with the test data. The numerical simulations are then performed to validate the accuracy of the numerical model in comparison with the experimental test results. It is expected that the proposed system is effectively applicable to various building structures for seismic performance enhancement.
스톤칼럼으로 개량된 연약점토지반의 내진성능을 평가하기 위해 1g 진동대 실험을 수행하였다. 실험결과 스톤칼럼으로 보강된 모형지반의 거동은 지반과 스톤칼럼의 상호작용에 관한 Baez의 가정을 기초로 구성된 1차원 수치모델과 유사한 결과를 보였다. 실험결과와 수치해석 결과에 따르면 스톤칼럼으로 보강된 연약점토지반은 반복 연화현상(Cyclic softening)등으로 발생하는 과다한 전단변형이 감소하는 경향을 보이지만 단주기 특성을 가지는 지진파가 스톤칼럼으로 개량된 지반에 가해지는 경우에는 개량지반의 증가된 강성으로 인해 개량되지 않은 지반에 비해 가속도가 크게 증가하는 현상이 발생할 수도 있는 것으로 나타났다.
The paper deals with the results of the laboratory cyclic plate load tests performed on the reinforced soft clay beds. The performances of the clay bed reinforced with geocells and geocells with additional basal geogrid cases are compared with the performance of the unreinforced clay beds. From the cyclic plate load test results, the coefficient of elastic uniform compression ($C_u$) was calculated for the different cases. The $C_u$ value was found to increase in the presence of geocell reinforcement. The maximum increase in the $C_u$ value was observed in the case of the clay bed reinforced with the combination of geocell and geogrid. In addition, 3 times increase in the strain modulus, 10 times increase in the bearing capacity, 8 times increase in the stiffness and 90% reduction in the settlement was observed in the presence of the geocell and geogrid. Based on the laboratory test results, a hypothetical case of a prototype foundation subjected to cyclic load was analyzed. The results revealed that the natural frequency of the foundation-soil system increases by 4 times and the amplitude of the vibration reduces by 92% in the presence of the geocells and the geogrids.
It has been generally much fine contents in West Coast of Korea. When cyclic shear stress causing liquefaction was estimated as using cyclic triaxial tests in these grounds, it didn't appear linear relations between deviator stress and confining stress where σ'₃ was more than 150 kpa. Namely, due to no normalization of cyclic shear stress ratio, the errors of this is increased. Therefore, more confining stress is increased, more increment of deviator stress is decreased. So, using linear relations between tanø'/sub d/ of dynamic internal friction angle and CSR where σ'₃ was less than 150 kpa, liquefaction of these grounds was evaluated. Also, as doing detail evaluation which had carried response analysis of earthquake, this appeared good results which was well compatible with empirical methods using N-value of SPT. It was thought that these result evaluated vulnerable liquefaction area more correct than existing methods. Also, characteristics of liquefaction in West Coast grounds was compared with clean sands, with analysis of behavior of pore pressure ratio and axial strain affected by fine contents, as cyclic loading was applied.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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