지진다발 지역에서는 철근콘크리트 기둥의 단면을 합리적으로 구속함과 동시에 횡보강 띠철근의 세심한 배근등이 요구된다. 이러한 요구조건을 만족시키기 위한 보편적인 횡보강근 사용의 문제점으로는 높은 체적비(high volumetric ratio), 조밀한 간격(close spacings), 겹침(overlapping of hoops), 구부림(bends), 구부림 연장 (bend extensions), 시공상의 어려움과 콘크리트 타설상의 문제 등이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 한 방법으로는 요구되는 횡보강근의 체적비, 배역, 크기 등에 따라 이를 기조립, 용접하여 사용하는 것이다. 용접된 횡보강근의 사용은 겹침과 구부림, 구부림의 연장 등이 필요하지 않기 때문에 조립이 간편하고, 축방향 철근의 지지에 적합한 치수의 정확성과 재료를 절감시킬 수 있다. 더우기, 단면 내 횡보강 철근의 간격이 조밀해짐으로써, 코아 콘크리트 주변의 구속력을 균등히 분배시키게 되고, 이에 따라 코아 콘크리트의 거동을 향상시키는 결과를 얻을 수가 있다. 이에 본 연구에서는 이러한 용접 띠철근으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 역학적 거동을 실험적으로 규명함과 동시에 철근콘크리트 기둥의 내진성능 향상을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 그 결과 횡보강근의 강도와 연성에 영향을 미치지 않도록 용접됨과 동시에 충분한 신률을 가진다면, 용접된 격자형 횡보강근은 기둥의 띠철근으로써 사용가능한 것으로 판단된다. 특히, 용접된 격자형 횡보강근이 유효하게 거동하기 위하여는 1) 용접된 접합부위의 강도가 보강근의 모재강도 이상 2) 신률이 4% 이상이어야 할 필요가 있다.
본 연구는 철근콘크리트 연성 모멘트골조의 선형.비선형 정적해석을 통한 반응수정계수와 비선형 변위량을 평가하여 합리적인 내진설계의 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 먼저 국내 내진설계 규준에 따라 각 모델을 설계한 후, 철근콘크리트 연성 모멘트골조의 반응수정계수와 비선형 변위량을 평가하였으며, 해석에 사용된 모델은 층수(10, 20, 30), 평면비(1:1, 1:2), 해석방법(2D, 3D)을 변수로 한 27개의 모델이다. 반응수정계수와 비선형 변위량의 평가는 각 모델별 선형.비선형 정적해석을 수행하여 그 결과를 비교 분석하여 산정하였다. 반응수정계수는 강도계수, 연성계수, 잉여도계수, 감쇠계수의 곱으로 산정하였고, 그 결과 해석방향의 저항골조의 수에 따라 2 스팬인 경우 3.5, 3 스팬인 경우 4.3, 4 스팬 이상인 경우에는 평면비나 층수와 상관없이 5.0에 근접한 결과를 나타내었다. 비선형 변위량은 층간변위각비(비선형 변위각/선형 변위각)에 의해 평가되었으며, 층간변위각비는 5.85에서 9.34로 나타났다.
The past Korean Bridge Design Specifications have no limitation on the amount of lap splices of longitudinal bars in the plastic hinge zone of piers. A majority of bridge piers which have been non-seismically designed might have some lap splices in plastic hinge zone. Also a number of those piers in Korea have a low aspect ratio(height/section area). So, some problems such as low ductility behavior may happen. In this study, the real pier which was non-seismically designed and has a low aspect ratio was selected for the quasi-static tests. Two groups of full scaled RC pier models of which aspect ratios are about 2.26 and about 2.67 were fabricated. And then, quasi-static tests according to the drift level history method were implemented. From the test results, the failure of these test specimens have been shown in the complex shear-flexural or shear modes. The low aspect ratio and the lap splice have largely influenced on the seismic performance of bridge piers.
This paper tested 11 concrete-encased concrete-filled steel tube (CFST) composite columns and one reinforced concrete column under combined axial compression and lateral loads. The primary parameters, including the loading system, axial compression ratio, volume stirrup ratio, diameter-to-thickness ratio of the steel tube, and stirrup form, were varied. The influence of the parameters on the failure mode, strength, ductility, energy dissipation, strength degradation, and damage evolution of the composite columns were revealed. Moreover, a two-parameter nonlinear seismic damage model for composite columns was established, which can reflect the degree and development process of the seismic damage. In addition, the relationships among the inter-story drift ratio, damage index and seismic performance level of composite columns were established to provide a theoretical basis for seismic performance design and damage assessments.
A barrel is a high length-to-diameter ratio cylinder that is influenced by environmental factors such as sunlight, precipitation, wind and clouds. Cross-barrel temperature differences caused by uneven heating or cooling lead to thermal deformation that degrades accuracy. Therefore, a barrel is covered by thermal shrouds to minimize the type of thermal deformation, "fall-of-shot". In this paper, an analytical and experimental study is presented to design the thermal shrouds for a gun barrel and to evaluate the thermal shroud effect. First, an analytical study on the thermal shroud effect to minimize thermal deformation of a gun barrel by sunlight and wind is performed. The coupled analysis of thermal fluid dynamics of the air flow between a barrel and thermal shrouds and thermal stresses of a barrel Is performed to clarify both the thermal shroud effect and the drift in gun muzzle orientation by thermal deformation. Second, experiments are carried out to test and evaluate the thermal shroud effect on the performance of a gun barrel. The drift in gun muzzle orientation against the solar radiation is confirmed by the experiments, and the results well agree with the analytical estimation. Third, three principal design factors that are presumed to have an effect on the performance of the thermal shrouds are also analyzed; sorts of shroud materials, wall-thickness of thermal shrouds, and distance of the gap between a barrel and thermal shrouds.
A building structural system of moment resisting frame (MRF) with concrete filled steel tubular (CFST) columns and wide flange H beams, is one of the most conveniently constructed structural systems. However, there were few studies on evaluating seismic performance of full-scale CFST columns under high axial compression. In addition, some existing famous design codes propose various limits of width-to-thickness ratio (B/t) for steel tubes of the ductile CFST composite members. This study was intended to investigate the seismic behavior of CFST columns under high axial load compression. Four full-scale square CFST column specimens with a B/t of 42 were carried out that were subjected to horizontal cyclic-reversal loads combined with constantly light, medium and high axial loads and with a linearly varied axial load, respectively. Test results revealed that shear strength and deformation capacity of the columns significantly decreased when the axial compression exceeded 0.35 times the nominal compression strength of a CFST column, P0. It was obvious that the higher the axial compression, the lower both the shear strength and deformation capacities were, and the earlier and faster the shear strength degradation occurred. It was found as well that higher axial compressions resulted in larger initial lateral stiffness and faster degradation of post-yield lateral stiffness. Meanwhile, the lower axial compressions led to better energy dissipation capacities with larger cumulative energy. Moreover, the study implied that under axial compressions greater than 0.35P0, the CFST column specimens with B/t limits recommended by AISC 360 (2016), ACI 318 (2014), AIJ (2008) and EC4 (2004) codes do not provide ultimate interstory drift ratio of more than 3% radian, and only the limit in ACI 318 (2014) code satisfies this requirement when axial compression does not exceed 0.35P0.
본 연구는 횡력저항시스템별로 프로토타입 모델을 선정하고 지진지역과 비정형성에 따른 내진성능 영향력을 검토하였다. 프로토타입 모델은 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템을 선정하였다. 또한 각 횡력저항시스템별 평면 비틀림 각도를 $0^{\circ}$, $1^{\circ}$($1.5^{\circ}$), $2^{\circ}$($3^{\circ}$) 씩 변화하여 내진성능을 검토하였다. 지진지역은 강진지역(LA), 약진지역(Boston)을 선정하였다. 선형응답해석은 프로토타입 모델의 풍변위, 고유주기를 검토하였다. Non-Linear Response History(NLRH) 해석에서는 밑면전단력, 층간변위비를 검토하였다. 검토결과 다이아그리드 시스템과 브레이스튜브 시스템 그리고 아웃리거 시스템 모두 평면 비틀림 각도가 증가할수록 건물 전체의 강성이 줄어들었다. 또한 평면 비틀림 각도가 증가할수록 풍변위와 고유주기 결과가 증가하고 건물 전체의 강성이 줄어들어 밑면전단력이 감소하였다. 끝으로, NLRH 해석 결과 강진과 약진지역 모두 Tall Building Initiative(TBI)의 Maximum Considered Earthquake(MCE)수준의 층간변위비 제한값 0.045를 만족하여 허용범위내의 내진성능을 만족하고 있는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 편심코아를 가지는 저층 필로티 건물의 내진거동을 해석하고 결과를 분석하였다. 본 논문에서는 저층 필로티 건물의 시공사례 중 KBC2005기준에 준하여 설계된 편심코어를 가지는 건물들의 설계자료를 수집하여, 대표적인 편심 필로티 건물을 프로토타입으로 선정하여 KDS41기준에 준하여 내진거동을 해석하고 결과를 분석하였다. 연구결과 편심코어를 가지는 필로티 건물의 경우 X방향은 소성거동, Y방향은 탄성거동을 하는 것으로 평가 되었다. 연구대상 건물의 층간 변위를 확인한 결과 최대변위 δ=67.51mm로 코어가 평면 중심에 위치하는 경우보다 층간 변위량이 더 큰 것으로 평가 되었다. 해석결과에서 층간 변위 비율은 법적 규준 이내인 것으로 평가되었다. 또한 변위 비율은 1층 필로티 구간이 2~4층 부분보다 확연히 높은 걸로 평가 되었으며, 저층 필로티 구조물의 경우 1층 라멘조 부분이 횡력에 취약한 것으로 평가되었다. 편심코어로 인하여 구조물 전체의 강성중심이 질량중심과 이격되어 있어 코어 반대쪽의 필로티 기둥에서 항복과 소성힌지 발생이 시작되므로 내진설계와 내진보강시 이에 대한 고려가 필요하다. 따라서, 편심코어를 가지는 저층 필로티 건물의 내진설계 및 내진보강시 필로티 구조의 횡변위 감소와 횡력저항능력을 보강할 필요가 있다.
한국지진공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring 1998
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pp.28-35
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1998
The seismic overstrength factor $\Omega$ is evaluated for 4-story reinforced concrete buildings in Korea(of which seismic intensity is low). The study model is designed according to aseismic guideline research - phase II in Korea. The effect of variation of span length and bay number, dead load is considered, especially including the variation of hardening ration after yielding. And push-over analysis is performed, in which the external and internal frame is connected by rigid-link and the $\Omega$ is calculated using the roof drift ratio at 2%. For Zone I, the mean value of $\Omega$ is ranged form 2.3 to 2.5, For Zone II, from 3.1 to 3.4. For low hardening ratio(3%) after yielding, $\Omega$ has little relations with the number of bay, like as the results of other research. But for 5% hardening ratio, $\Omega$ is increased as the number of bay is increased. Within general gravity-load bound, the variation of D.L. has variation of D. L. has no effect on $\Omega$. And, $\Omega$ is increased as the span length is increased.
An investigation was conducted to determine whether the ratio of the fluid to the charged particles affects the panel reflexibility rate and the drifting current flowing in the panel, in electrophoretic-based electronic paper. In this regard, three panels were produced in this study with the ratio of the charged particles to the fluid set as 1:5, 1:1, and 5:1. Each sample was driven using an identical input pulse, for which the current flowing in the panel and the output voltage of the photodiode were measured for the panel reflexibility rate. Consequently, the drifting current initially exhibited a peak value and a saturated value at a later point. This value was proportional to the ratio of the charged particles, and it was similar to this ratio when it is higher than 1:1. The output voltage of the photodiode due to the panel reflexibility rate was proportional to the ratio of the charged particles. However, the response speed decreased if the ratio was higher than 1:1. It is expected that the results of this study will contribute to the analysis of the charging of charged particles in electrophoretic-based electronic paper, and the selection of an appropriate concentration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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