• 한국철도학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.52-58
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• 2014

노반 성토체에서 발생하는 소성 변형은 콘크리트 궤도의 안정성과 유지보수에 영향을 미친다. 철도 노반에서의 장기적인 소성 변형은 주로 반복적인 열차 통과로 발생하는 누적된 비탄성적 변형률에 의해 발생한다. 누적 소성 변형의 예측은 궤도의 유지보수와 열차의 안전한 운영을 위해서 중요하다. 본 연구에서는 서로 다른 강화노반 두께를 가진 철도노반에서 발생하는 연직 변위를 계산하였다. 누적 소성 변형률을 계산하기 위한 멱함수의 상수는 삼축 실험과 실대형 재하 실험의 결과로부터 구하였다. 표준 노반 단면에 대한 3차원 유한요소해석 결과로부터 강화노반의 두께를 선정하는 가이드라인을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.275-285
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• 2015

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 적용된 프리캐스트 바닥판 접합부의 피로성능을 실험적으로 평가하였다. 단순화된 철근 이음상세 및 접합부 형상에 따라 4가지 타입의 대형 실험체가 각각 동일하게 2개씩 제작되었으며 접합부에서의 철근 이음길이는 철근직경의 10배로 배근되었다. 각 실험부재 형식에 대하여 휨하중 재하에 의한 실험체의 파괴 시까지 접합부의 거동을 관찰하였으며, 이후 2백만 회 반복하중 재하를 통하여 접합부의 피로거동을 평가하였다. 휨 실험 시 짧은 이음길이의 적용하였음에도 이음철근은 항복변형률 이상의 인장변형을 나타냈으며 실험부재의 파괴 시까지 철근 이음에 관련된 파괴현상은 발생하지 않았다. 또한, 피로실험 시 하중재하에 의한 초기균열 외에 추가적인 손상의 진행이 없었으며 반복 하중에 의한 철근의 발생응력 변화량은 피로허용범위를 초과하지 않았다. 이러한 실험결과는 본 연구에 사용된 모든 실험부재가 만족할만한 피로성능을 가지고 있음을 의미하며, 프리캐스트 바닥판의 채움재를 UHPFRC로 사용할 경우 초고성능 재료의 우수한 역학성능에 의하여 철근이음 상세의 단순화 및 접합부 폭 감소가 가능하다는 것을 나타내는 것이다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.257-267
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• 2019

This paper presents the results of cyclic loading tests on new high-strength concrete (HC) short columns. The seismic performance and deformation capacity of three reinforced high-strength concrete filled Polyvinyl Chloride tube (RHC-PVCT) short columns and one reinforced high-strength concrete (RHC), under pseudo-static tests (PSTs) with vertical axial force was evaluated. The main design parameters of the columns in the tests were the axial compression ratio, confinement type, concrete strength, height-diameter ratio of PVCT. The failure modes, hysteretic curves, skeleton curves of short columns were presented and analyzed. Placing PVCT in the RHC column could be remarkably improved the ultimate strength and energy dissipation of columns. However, no fiber element models have been formulated for computing the seismic responses of RHC-PVCT columns with PVT tubes filled with high-strength concrete. Nonlinear finite element method (FEM) was conducted to predict seismic behaviors. Finite element models were verified through a comparison of FEM results with experimental results. A parametric study was then performed using validated FEM models to investigate the effect of several parameters on the mechanical properties of RHC-PVCT short columns. The parameters study indicated that the concrete strength and the ratio of diameter to height affected the seismic performance of RHC-PVCT short column significantly.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.613-620
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• 2017

금속이 코팅된 FBG(fiber Bragg grating) 센서는 구조물이 과거에 겪은 최대 변형률을 기억하는 기억효과(memory effect)를 가진다. 본 연구에서는 무전해 도금법과 전해 도금법을 이용하여 약 $43{\mu}m$의 두께를 가지는 니켈(nickel)이 코팅된 FBG 센서를 제작하였다. 니켈 코팅된 FBG 센서의 잔류 변형률 생성 성능, 즉, 기억효과를 검증하기 위해 반복하중 실험(잔류 변형률 생성실험)을 수행하였다. 인가한 최대 변형률의 크기가 증가함에 따라 잔류 변형률이 증가함을 확인함으로써 기억효과를 검증하였다. 본 연구에서 수행한 니켈이 코팅된 FBG 센서의 제작 기법과 센서에 대한 반복하중 실험결과는 향후 광섬유 센서를 이용한 구조물 건전성 감시(SHM, structural health monitoring)기법 개발에 기본 데이터로서 활용될 것이다.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권6호
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• pp.617-627
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• 2018

After earthquakes FRP sheets are often used for the rehabilitation of damaged Reinforced Concrete (RC) beamcolumn connections. Connections with minor to moderate damage are often dealt with by applying FRP sheets after a superficial repair of the cracks using resin paste or high strength mortar but without infusion of thin resin solution under pressure into the cracking system. This technique is usually adopted in these cases due to the fast and easy-to-apply procedure. The experimental investigation reported herein aims at evaluating the effectiveness of repairing the damaged beam-column connections using FRP sheets after a meticulous but superficial repair of their cracking system using resin paste. The investigation comprises experimental results of 10 full scale beam-column joint specimens; five original joints and the corresponding retrofitted ones. The repair technique has been applied to RC joints with different joint reinforcement arrangements with minor to severe damage brought about by cyclic loading for the purposes of this work. Aiming at quantitative concluding remarks about the effectiveness of the repair technique, data concerning response loads, loading stiffness and energy absorption values have been acquired and commented upon. Furthermore, comparisons of damage index values and values of equivalent viscous damping, as obtained during the test of the original specimens, with the corresponding ones observed in the loading of the repaired ones have also been evaluated and commented. Based on these comparisons, it is deduced that the technique under investigation can be considered to be a rather satisfactory repair technique for joints with minor to moderate damage taking into account the rapid, convenient and easy-to-apply character of its application.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권6호
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• pp.615-631
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• 2023

To investigate the seismic behavior of steel slag self-stressing concrete-filled circular steel tubular (SSSCFCST) columns, 14 specimens were designed, namely, 10 SSSCFCST columns and four ordinary steel slag (SS) concrete (SSC)-filled circular steel tubular (SSCFCST) columns. Comparative tests were conducted under low reversed cyclic loading considering various parameters, such as the axial compression ratio, diameter-thickness ratio, shear-span ratio, and expansion ratio of SSC. The failure process of the specimens was observed, and hysteretic and skeleton curves were obtained. Next, the influence of these parameters on the hysteretic behavior of the SSSCFCST columns was analyzed. The self stress of SS considerably increased the bearing capacity and ductility of the specimens. Results indicated that specimens with a shear-span ratio of 1.83 exhibited compression bending failure, whereas those with shear-span ratios of 0.91 or 1.37 exhibited drum-shaped cracking failure. However, shear-bond failure occurred in the nonloading direction. The stiffness of the falling section of the specimens decreased with increasing shear-span ratio. The hysteretic curves exhibited a weak pinch phenomenon, and their shapes evolved from a full shuttle shape to a bow shape during loading. The skeleton curves of the specimens were nearly complete, progressing through elastic, elastoplastic, and plastic stages. Based on the experimental study and considering the effects of the SSC expansion rate, shear-span ratio, diameter-thickness ratio, and axial compression ratio on the seismic behavior, a peak displacement coefficient of 0.91 was introduced through regression analysis. A simplified method for calculating load-displacement skeleton curves was proposed and loading and unloading rules for SSSCFCST columns were provided. The load-displacement restorative force model of the specimens was established. These findings can serve as a guide for further research and practical application of SSSCFCST columns.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.325-333
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• 2010

이 연구에서는 시공성과 경제성이 향상되고 중진 지역에서 사용할 수 있는 새로운 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 개발하고 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(engineered cementitious composite)를 사용하였다. 개발된 접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 접합부 실험체를 계획하여 이에 대한 내진성능 실험을 실시하였다. 내부 접합부에 있어서는 접합부 횡보강근 유무와 현장타성 범위를 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 액츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험에서 얻은 자료를 접합부 내력, 강성, 에너지 소산능력 등에 대하여 분석하였으며, 그 결과 이 연구에서 제시한 새로운 보-기둥 접합부 상세는 강재와 콘크리트 그리고 ECC 사이에서의 다른 부착 특성 때문에 구조거동에서 차이점이 관찰되었으며, 기준 실험체를 제외한 두 실험체의 경우 ECC 및 철골연결재에 의해 소성힌지를 유도할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 프리캐스트 접합부는 높은 일체성과 모멘트 저항 능력을 보이며 중진 지역에서 사용가능함을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.125-134
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• 2006

기존의 액상화 평가방법은 대부분 미국, 일본 등 지진 발생빈도가 높고 그로 인한 액상화 피해가 빈번한 국가에서 주도적으로 연구가 진행되었으며, 개발된 액상화 평가방법들은 큰 지진규모(M=7.5)에 기초하고 있다. 국내에서도 1997년 실제적인 내진연구가 시작된 이래 액상화 평가의 구체적 규정이 제정되었으나, 내진설계기준에서는 실지진하중을 등가의 전단응력으로 간편화한 경험적인 방법과 실내진동실험에 의한 액상화 상세평가 방법을 통해 액상화 평가를 수행하도록 되어있다. 그러나 이러한 경우 실제 지진하중의 특성을 평가과정에서 반영하지 못하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 실제 지진파 고유의 특성을 적용한 진동삼축실험을 통하여 상대밀도와 실트질함유량의 변화에 따른 액상화 저항강도를 산정하였다. 실험결과를 토대로 국내의 대표적인 항만지역의 지진응답해석 결과와 비교 분석하여 중진지역에 적합한 액상화 평가 생략기준을 제시하였다. 또한 액상화 평가시 정현하중 사용의 문제점을 개선하기 위하여 쐐기하중 및 선형증가쐐기하중 실험을 수행하여 하중 변화에 따른 액상화 저항강도 특성을 분석하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.164-173
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• 2009

연구 목적: 심미적 장점을 지닌 지르코니아 지대주와 금속 지대주 사이에 반복 하중 전, 후의 풀림 회전력을 비교하여 지대주 재질에 따른 나사 안정성에 차이가 있는지를 비교 분석해 보고자 하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 실험군은 크게 외측 연결 구조(US II, Osstem Implant, Korea)와 내측 연결 구조(GS II, Osstem Implant, Korea)의 임플란트 시스템을 두 군으로 나누었다. 각각의 군에서 지르코니아 지대주군와 금속 지대주군으로 나누어 실험하였다. 각군당5개씩의 시편을 제작하였다. 임플란트 고정체를 별도 제작된 지그에 고정시킨다. 디지털 토크게이지를 이용하여 30 Ncm의 조임 회전력을 가하고 10분 후 동일 조임 회전력을 한번 더 적용하였다. 다음 각 지대주 나사의 초기 풀림 회전력을 디지털 토크게이지로 측정하였다. 동일 시편을 다시 30 Ncm의 조임 회전력을 가하여 체결한 후, 유압식 동적 재료시험기(Instron, USA)에 임플란트 매식체를 치과용 임플란트 피로시험에 관한 ISO/FPIS 14801:2003(E)규정을 참고하여 고정시켰다. 최소 하중은 10 N, 최대 하중은 250 N의 sine형 반복 하중을 $30^{\circ}$의 경사각도로, 하중 주기는 14 Hz로, 100만 회의 반복 하중을 적용한 후 풀림 회전력을 측정하였다. 결과: 1. 모든 시스템에서 지대주 나사의 풀림 회전력이 조임 회전력 보다 감소하였으나, 나사 풀림 현상은 나타나지 않았다. 2. 반복 하중 전과 후의 나사 풀림 회전력은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주보다 더 컸다(P<.05). 3. 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 모두에서 지르코니아 지대주와 금속 지대주가 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 4. 금속 지대주에서 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 내측 연결 형태의 GS II 시스템이 외측 연결형태의 US II 시스템보다 작았다(P<.05). 5. 지르코니아 지대주에서는 반복 하중에 따른 풀림 회전력 상실률은 두 임플란트 시스템 간에 차이가 없는 것으로 나타났다(P>.05). 결론: 본 실험을 통해 100만회 반복 하중 하에서 지르코니아 지대주가 금속 지대주에 비해 나사 결합부 안정성이 더 크다는 결론을 내릴 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권5호
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• pp.1067-1085
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• 2016

Recent research on steel moment-resisting connection between steel beams and concrete filled steel tubes has shown that there are considerable advantages to be obtained by anchoring the connection to the concrete infill within the tube using anchors in blind bolts. In the research reported here, extensive experimental tests and numerical analyses have been performed to study the anchorage behaviour of cogged deformed reinforcing bars within concrete filled circular steel tubes. This data in essential knowledge for the design of the steel connections that use anchored blind bolts, both for strength and stiffness. A series of pull-out tests were conducted using steel tubes with different diameter to thickness ratios under monotonic and cyclic loading. Both hoop strains and longitudinal strains in the tubes were measured together with applied load and slip. Various lead-in lengths before the bend and length of tailed extension after the bend were examined. These dimensions were limited by the dimensions of the steel tube and did not meet the requirements for "standard" cogs as specified in concrete standards such as AS 3600 and ACI 318. Nevertheless, all of the tested specimens failed by bar fracture outside the steel tubes. A comprehensive 3D Finite Element model was developed to simulate the pull-out tests. The FE model took into account material nonlinearities, deformations in reinforcing bars and interactions between different surfaces. The FE results were found to be in good agreement with experimental results. This model was then used to conduct parametric studies to investigate the influence of the confinement provided by the steel tube on the infilled concrete.