• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.1-10
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• 2022

이 연구에서는 강재 스프링을 감쇠 장치로써 사용 가능성을 평가하기 위해서, 강재 스프링의 인장 및 반복하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 강재의 종류(SAE9254 및 SS275), 스프링상수(700 N/mm, 1,000 N/mm 및 1,400 N/mm) 및 SAE9254의 열처리 유·무이다. 인장 실험 결과, SAE9254로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 1.08 ~ 1.13이며, SS275로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 0.86 ~ 0.97로 측정되었다. 항복 이후 열처리 유·무에 따른 SAE9254로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 약 240 ~ 251 kN/mm 및 92 N/mm 이었으며, SS275로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 거의 0이었다. 반복하중 실험 결과에서 모든 실험체는 KDS 41 17 00 (2019)에서 요구하는 변위 의존형 감쇠 장치의 적합 조건인 변위 원점에서의 하중 조건, 최대변위에서 하중 조건 그리고 에너지 소산 능력 조건을 모두 만족하였다. 그리고 열처리 안 된 SAE9254 및 SS275로 제작된 강재 스프링의 등가 감쇠비는 열처리 된 SAE9254로 제작된 스프링에 비해 각각 약 2.8배 및 1.9배 높은 수준이었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.81-92
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• 2013

기존 내진설계의 목적은 구조물의 갑작스런 피해로 인한 인명손실을 방지하는 것이다. 지난 수십년간 구조물의 내진성능을 향상시키기 위해서 효과적인 지진저항시스템을 개발하는 수많은 연구들이 진행되었다. 본 연구의 목적은 내진성능을 향상시킴과 동시에 지진 이후 보수가 편리하도록 하는 새로운 제진시스템을 제안하는데 있다. 제안된 제진시스템은 벽의 하부에 슬릿을 두고 제진장치가 수평으로 작동하도록 하여 지진에너지를 소산하도록 계획되었다. 제안된 시스템의 이력거동과 에너지소산능력을 조사하기 위해서 반복가력실험을 실시하였다. 실험결과는 제안된 시스템이 안정된 이력응답을 나타내며, 에너지의 소산은 제진장치에 집중되는 것을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.39-46
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• 2007

세계적으로 폐기물의 발생량이 급증하여 매립지의 숫자가 급증하고 있으나 사용이 완료된 매립지의 처리에 많은 어려움이 있다. 특히, 도시 폐기물 매립지는 인구밀집 지역과의 근접성, 부지개발에 따른 경제적 가치의 급등 등의 이유로 활용 가능한 새로운 건설부지로서 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나, 폐기물 매립지반 위에 구조물을 축조할 경우, 특별한 안정처리 및 보강처리를 하지 않은 경우, 지반침하, 구조물에 대한 지지력 확보 등에 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물 매립지반위에 구조물을 축조할 경우, 지오그리드 및 지오셀의 보강 효과를 규명하고자 반복평판재하시험을 수행하여 주요 영향인자인 지지력증가비, 지반계수, 스프링상수, 탄성회복율 등을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.37-48
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• 2018

이 연구에서는 원형 개구부가 있는 전단지배 하이브리드 강재 연결보의 내진성능을 평가하기 위해 탑-시트 앵글이 있는 실험체 3개(SCB1, SCB2, SCB3)와 앵글이 없는 실험체 1개 (SCB4) 등 총 4개의 강재 연결보 시스템에 대한 반복가력 실험이 수행되었다. 실험변수는 웨브 개구부의 크기, 즉 전단강도비이다. SCB1, SCB2, SCB3, 그리고 SCB4 실험체의 전단강도비(웨브 개구부 크기)는 0.34(300mm), 0.49(268mm), 0.78(200mm), 그리고 0.34(300mm)이다. 실험결과, 제안된 연결보 시스템은 우수한 변형능력과 강성을 보여주었다. 실험연구를 통해 하이브리드 강재 연결보 시스템에 적용가능한 설계전단강도를 제안하였다. 연결보의 전단강도가 소성전단강도의 50% 이하일 때 핀칭이 완화되는 것으로 나타났으며, 이로 인해 내진 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 핀칭을 최소화하고, 내진성능을 향상시키기 위해서는 연결보 구조설계 시 연결보의 전단강도를 50% 이상 저감시키는 방안도 고려될 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제2권3호
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• pp.233-256
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• 2011

This paper investigates the applicability of newly developed Cu-Al-Mn shape memory alloy (SMA) bars to retrofitting of historical masonry constructions by performing quasi-static tests of half-scale brick walls subjected to cyclic out-of-plane flexure. Problems associated with conventional steel reinforcing bars lie in pinching, or degradation of stiffness and strength under cyclic loading, and in their inability to restrain residual deformations in structures during and after intense earthquakes. This paper attempts to resolve the problems by applying newly developed Cu-Al-Mn SMA bars, characterized by large recovery strain, low material cost, and high machinability, as partial replacements for steel bars. Three types of brick wall specimens, unreinforced, steel reinforced, and SMA reinforced specimens are prepared. The specimens are subjected to quasi-static cyclic loading up to rotation angle enough to cause yielding of reinforcing bars. Corresponding nonlinear finite element models are developed to simulate the experimental observations. It was found from the experimental and numerical results that both the steel reinforced and SMA reinforced specimens showed substantial increment in strength and ductility as compared to the unreinforced specimen. The steel reinforced specimen showed pinching and significant residual elongation in reinforcing bars while the SMA reinforced specimen did not. Both the experimental and numerical observations demonstrate the superiority of Cu-Al-Mn SMA bars to conventional steel reinforcing bars in retrofitting historical masonry constructions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.5-21
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• 2007

보강토 옹벽은 기존 콘크리트 옹벽에 비하여 많은 장점을 지니고 있으나 장기적으로 지속하중 혹은 반복하중 등에 의한 잔류변형의 우려로 영구 구조물로서의 적극적인 적용에 장애가 되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 보강토 구조물의 시간 의존적 잔류변형 메카니즘의 규명과 아울러 잔류변형을 예측하고 제어하는 기술이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 연구의 필요성에 근거하여 보강토 옹벽에 발생할 수 있는 장기변형 특성 고찰에 주안점을 두고 지오그리드와 표준사로 뒤채움된 모형 보강토 옹벽에 대한 지속하중 혹은 반복하중 등 다양한 하중이력에 대한 보강토 구조물의 장기변형 특성 메카니즘을 축소모형실험을 통해 고찰하였다. 그 결과 보강토 옹벽의 시간의존적 변형은 작용하는 하중특성 뿐만 아니라 뒤채움흙 및 보강재의 역학적 특성에도 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 선행하중을 작용함으로써 시간 의존적 잔류변형을 제어할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.22-29
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• 2023

재료 및 부재의 내진성능평가 실험 시 재하속도와 수직하중은 성능에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 반복 가력 및 하이브리드 실험 시 재하속도는 입력 변위와 출력 변위 사이의 시간 지연현상으로 인해 고속으로 제어하기 어려우며 횡방향 변위에 의해 수직하중을 일정하게 유지하는 것이 어려워 일정한 수직하중이 유지되는 고속 및 실시간 실험은 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 면진받침의 속도 의존성과 수직하중의 영향을 조사하기 위해 저속 및 고속 반복 가력 실험과 실시간 하이브리드 실험을 수행하였다. 실험에서 수평 변위와 수직 하중의 실시간 제어를 위해 Adaptive Time Series(ATS) 보정 방법과 State estimator가 포함된 FLB System을 구축하였다. 고속 또는 실시간으로 재하되는 수평 변위 제어 속도와 상부구조물에 의한 수직하중은 면진받침의 강도 및 지진 시 거동에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였으며 내진성능평가를 위한 실험 시 실제와 유사하도록 구현되어야함을 알 수 있었다. 본 연구는 내진성능평가를 위해 구축하고 사용된 시스템의 우수한 성능을 보여주며 정확하고 효율적인 내진성능평가가 가능하도록 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권4호
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• pp.341-358
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• 2024

This paper reports several plane-strain trapdoor tests conducted to investigate the effects of reinforcement on soil arching development under localized surface loading with a loading plate width three times the trapdoor width. An analogical soil composed of aluminum rods with three different diameters was used as the backfill and Kraft paper with two different stiffness values was used as the reinforcement material. Four reinforcement arrangements were investigated: (1) no reinforcement, (2) one low stiffness reinforcement R1, (3) one high stiffness reinforcement R2, and (4) two low stiffness reinforcements R1 with a backfill layer in between. The stiffness of R2 was approximately twice that of R1; therefore, two R1 had approximately the same total stiffness as one R2. Test results indicate that the use of reinforcement minimized soil arching degradation under localized surface loading. Soil arching with reinforcement degraded more at unloading stages as compared to that at loading stages. The use of stiffer reinforcement had the advantages of more effectively minimizing soil arching degradation. As compared to one high stiffness reinforcement layer, two low stiffness reinforcement layers with a backfill layer of certain thickness in between promoted soil arching under localized surface loading. Due to different states of soil arching development with and without reinforcement, an analytical multi-stage soil arching model available in the literature was selected in this study to calculate the average vertical pressures acting on the trapdoor or on the deflected reinforcement section under both the backfill self-weight and localized surface loading.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권1호
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• pp.113-126
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• 1995

점성토의 변형특성을 연구하기 위하여 공진주(RC)시험과 비틀전단(75)시험을 저변형률 및 중간 변형률하에서 실시하여 변형률의 크기,진동주파수,하중반복회수의 영향을 살펴보았다. 소 성지수가 이들의 영향을 평가하는데 중요한 변수임을 알 수 있었다. 실험에 사용된 시료로는 불 교란 실트 및 점토와 실험실에서 다져진 노상토를 사용하였다. 선형한계변형률이하에서 전단탄 성계수는 하중반복회수와 변형률의 크기에 영향을 받지 않았으며, RC시험에서 얻은 최소감소비가 1.1%에서 1.7%영역에서 존재하였다. 점성토의 선형한계변형률은 구속압과 소성지수에 따라 증가하였으며 사질토와 비교하여 넘은 선형영역을 보였다. 반복한계변형률이상의 변형률하에서는 전단탄성계수는 하중반복회수에 따라 감소하였지만 감쇠비는 영향을 받지 않았다. 진동주파수의 영향에 의해 RC시험에서 얻은 점성토의 전단탄성계수와 감쇠비는 RC시험결과보다 컸다. 전단탄성계수는 진동주파수의 대수증가에 따라 선형적으로 증가하였고 감쇠비의 경우 2Hz이하의 저주파수영역에서는 영향을 받지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.17-25
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• 2014

해상풍력발전기의 기초는 바람, 조류, 그리고 파도 하중을 받기 때문에 해상풍력발전기 기초를 설계하는 데 있어 반복하중을 받는 기초지반의 전단거동 평가가 필요하다. 지반의 비배수 동적 전단거동은 반복하중 횟수, 수직 유효응력, 반복 전단변형률, 상대 밀도, 그리고 평균 및 반복전단응력의 조합에 영향을 받는다. 본 연구에서는 해양 실트질 모래의 비배수 동적 거동에 대한 평균 및 반복전단응력의 영향을 평가하기 위하여 반복단순전단시험(CDSS)을 수행하였으며 상대밀도 85%, 수직 유효응력 200kPa과 300kPa의 시험조건에서 15%의 이중진폭 동적전단변형률(${\gamma}_{cyc}$)과 영구전단변형률(${\gamma}_p$)를 파괴 기준으로 적용하였다. 시험결과는 설계 그래프와 등고선도로 나타내었다. 결과에 따르면 해양 실트질 모래의 비배수 동적 거동은 평균 및 반복전단응력과 두가지 전단응력의 조합에 의해 크게 변하는 경향을 보였다. 평균전단응력이 존재하는 경우에는 반복전단변형보다는 영구변형에 의해 파괴가 결정되는 것으로 나타났다.