• 대한기계학회논문집A
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• 제22권4호
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• pp.868-878
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• 1998

There are recently increasing needs for precision XYZ-stage in the fields of nanotechnology, specially in AFMs(Atomic Force Microscope) and STMs(Scanning Tunneling Microscope). Force measurements are made in the AFM by monitoring the deflection of a flexible element (usually a cantilever) in response to the interaction force between the probe tip and the sample and controlling the force neasyred constant topography can be obtained. The power of the STM is based on the strong distance dependence of the tunneling current in the vacuum chamber and the current is a feedback for the tip to trace the surface topography. Therefore, it is required for XYZ-stage to position samples with nanometer resolution, without any crosscouples and any parasitic motion and with fast response. Nanometer resolution is essential to investigate topography with reasonable shape. No crosscouples and parasitic motion is essential to investigate topography without any shape distortion. Fast response is essential to investigate topography without any undesirable interaction between the probe tip and sample surface ; sample scratch. To satisfy these requirements, this paper presents a novel XYZ-stage concept, it is actuated by PZT and has a monolithic flexible body that is made symmetric as possible to guide the motion of the moving body linearly. PZT actuators have a very fast response and infinite resolution. Due to the monolithic structure, this XYZ-stage has no crosscouples and by symmetry it has no parasitic motion. Analytical modeling of this XYZ-stage and its verification by FEM modeling are performed and optimal design that is to maximize 1st natural frequencies of the stage is also presented and with that design values stage is manufactured.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권3호
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• pp.537-551
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• 2016

A new type of composite beam which consists of a wide flange steel shape beam and an innovative type of composite slab was introduced. The composite slab is composed of concrete slab and normal flat steel plates, which are connected by perfobond shear connectors (PBL shear connectors). This paper describes experiments of two large-scale specimens of that composite beam. Both specimens were loaded at two symmetric points for 4-point loading status, and mechanical behaviors under hogging and sagging bending moments were investigated respectively. During the experiments, the crack patterns, failure modes, failure mechanism and ultimate bending capacity of composite beam specimens were investigated, and the strains of concrete and flat steel plate as well as steel shapes were measured and recorded. As shown from the experimental results, composite actions were fully developed between the steel shape and the composite slab, this new type of composite beams was found to have good mechanical performance both under hogging and sagging bending moment with high bending capacity, substantial flexure rigidity and good ductility. It was further shown that the plane-section assumption was verified. Moreover, a design procedure including calculation methods of bending capacity of this new type of composite beam was studied and proposed based on the experimental results, and the calculation methods based on the plane-section assumption and plastic theories were also verified by comparisons of the calculated results and experimental results, which were agreed with each other.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구의 목적은 경계요소를 갖는 철근콘크리트 전단벽의 잠재소성힌지길이를 합리적으로 평가할 수 있는 단순모델의 제시이다. 전단벽의 높이에 따른 이상화된 곡률분포로부터, 기본방정식은 항복모멘트와 최대모멘트 그리고 사인장균열에 의한 부가모멘트의 함수로 일반화되었다. 전단벽의 항복모멘트와 최대모멘트는 변형률 적합조건과 힘의 평형조건을 기반하여 산정하였다. 사인장균열 발생의 여부는 ACI 318-11에서 제시된 콘크리트의 전단력으로부터 검토되었으며, 부가모멘트는 Park and Paulay에 의해 제시된 트러스기구를 이용하여 산정하였다. 이들 모멘트식들은 다양한 변수범위에서 변수연구를 수행하였다. 결과적으로 등가소성힌지길이는 주철근 및 수직철근지수와 축력지수의 함수로 제시될 수 있었다. 제시된 등가소성힌지길이의 모델은 실험결과의 비교에서 평균 및 표준편차가 각각 1.019와 0.102로 실험 결과를 정확하게 예측하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권6호
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• pp.534-543
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• 2012

본 연구는 호주 남동부 지역 Otway 산맥 일대에서 확인되는 신기 지체구조 운동의 성격과 매커니즘을 규명하기 위해 현상적 융기 패턴과 중력이상 및 현생 응력 체계 등의 지구물리 자료간의 상관관계를 분석하였다. Otway 산맥의 융기축은 높은 중력값을 보이는 지역과 일치하는 반면 주변의 두꺼운 제3기 퇴적층 지역은 낮은 중력값을 보이는 지역과 일치하고 있어 높은 중력값의 이상 구간은 제3기 퇴적층 지역에 의해 구분되는 형태를 보여주고 있다. 한편 단층, 습곡 활동으로 특징되는 연구 지역 일대의 지질 구조 및 분포 패턴은 호주 남동부 지역의 현생 응력 체계와 잘 일치한다. 지형 고도와 중력 간의 양의 상관관계는 가설적으로 연구 지역 일대의 융기 운동이 대규모($10^2$ km 대)의 암석권 휨 현상에 의해 발생하고 있음을 보여주고 있으며, 판 경계 응력에 의한 암석권 내 기존 약대들의 재활성화는 이러한 대규모 변형 양식에 있어 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.138-147
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• 2011

본 연구의 목적은 직접전단응력 및 휨 전단응력의 비교분석을 통하여 Perfobond Rib 전단연결재를 사용한 구조물의 하중방향에 따른 전단응력 분석이다. 직접전단응력 분석을 위해서 5개의 변수로 Perfobond Rib 전단연결재 실험체 5개를 제작하고 Push-out Test를 실시하였다. 실험 후 Perfobond Rib 전단연결재의 전단저항 메커니즘을 규명하고, 직접전단응력에 영향을 미치는 주요 인자를 바탕으로 직접전단력을 산출할 수 있는 제안식을 제시하였다. 또한 휨 전단응력의 분석을 위해 강-콘크리트 합성 바닥판 실험체를 제작하고 정적 휨실험을 실시하였다. 정적 휨실험을 바탕으로 휨 거동특성을 분석하고 휨 전단응력을 계산하였다. 직접전단응력과 EN 1994-1-1을 통해 계산된 휨 전단응력을 비교하여 하중방향에 따른 전단저항응력에 대해서 분석을 하였다.

• Computers and Concrete
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• 제23권1호
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• pp.61-68
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• 2019

This paper presents a computational rational model to predict the ultimate and optimized load capacity of reinforced concrete (RC) beams strengthened by a combination of longitudinal and transverse fiber reinforced polymer (FRP) composite plates/sheets (flexure and shear strengthening system). Several experimental and analytical studies on the confinement effect and failure mechanisms of fiber reinforced polymer (FRP) wrapped columns have been conducted over recent years. Although typical axial members are large-scale square/rectangular reinforced concrete (RC) columns in practice, the majority of such studies have concentrated on the behavior of small-scale circular concrete specimens. A high performance concrete, known as polymer concrete, made up of natural aggregates and an orthophthalic polyester binder, reinforced with non-metallic bars (glass reinforced polymer) has been studied. The material is described at micro and macro level, presenting the key physical and mechanical properties using different experimental techniques. Furthermore, a full description of non-metallic bars is presented to evaluate its structural expectancies, embedded in the polymer concrete matrix. In this paper, the mechanism of mechanical interaction of smooth and lugged FRP rods with concrete is presented. A general modeling and application of various elements are demonstrated. The contact parameters are defined and the procedures of calculation and evaluation of contact parameters are introduced. The method of calibration of the calculated parameters is presented. Finally, the numerical results are obtained for different bond parameters which show a good agreement with experimental results reported in literature.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권2호
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• pp.277-288
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• 2022

A novel flat steel plate-concrete-corrugated steel plate (FS-C-CS) sandwich panel was proposed for resisting impact load. The failure mode, impact force and displacement response of the FS-C-CS panel under impact loading were studied via drop-weight impact tests. The combined global flexure and local indentation deformation mode of the FS-C-CS panel was observed, and three stages of impact process were identified. Moreover, the effects of corrugated plate height and steel plate thickness on the impact responses of the FS-C-CS panels were quantitatively analysed, and the impact resistant performance of the FS-C-CS panel was found to be generally improved on increasing corrugated plate height and thickness in terms of smaller deformation as well as larger impact force and post-peak mean force. The Finite Element (FE) model of the FS-C-CS panel under impact loading was established to predict its dynamic response and further reveal its failure mode and impact energy dissipation mechanism. The numerical results indicated that the concrete core and corrugated steel plate dissipated the majority of impact energy. In addition, employing end plates and high strength bolts as shear connectors could prevent the slip between steel plates and concrete core and assure the full composite action of the FS-C-CS panel.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권2호
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• pp.153-172
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• 2024

Due to the fast development of constructions in recent years, there has been a rapid consumption of fresh water and river sand. In the production of concrete, alternatives such as sea water and sea sand are available. The near surface mounted (NSM) technique is one of the most important methods of strengthening. Aluminum alloy (AA) bars are non-rusting and suitable for usage with sea water and sand concrete (SSC). The goal of this study was to enhance the shear behaviour of SSC-beams strengthened with NSM AA bars. Twenty-four RC beams were cast from fresh water river sand concrete (FRC) and SSC before being tested in four-point flexure. All beams are the same size and have the same internal reinforcement. The major factors are the concrete type (FRC or SSC), the concrete degree (C25 or C50 with compressive strength = 25 and 50 MPa, respectively), the presence of AA bars for strengthening, the direction of AA bar reinforcement (vertical or diagonal), and the AA bar ratio (0, 0.5, 1, 1.25 and 2 %). The beams' failure mechanism, load-displacement response, ultimate capacity, and ductility were investigated. Maximum load and ductility of C25-FRC-specimens with vertical and diagonal AA bar ratios (1%) were 100,174 % and 140, 205.5 % greater, respectively, than a matching control specimen. The ultimate load and ductility of all SSC-beams were 16-28 % and 11.3-87 % greater, respectively, for different AA bar methods than that of FRC-beams. The ultimate load and ductility of C25-SSC-beams vertically strengthened with AA bar ratios were 66.7-172.7 % and 89.6-267.9 % higher than the unstrengthened beam, respectively. When compared to unstrengthened beams, the ultimate load and ductility of C50-SSC-beams vertically reinforced with AA bar ratios rose by 50-120 % and 45.4-336.1 %, respectively. National code proposed formulae were utilized to determine the theoretical load of tested beams and compared to matching experimental results. The predicted theoretical loads were found to be close to the experimental values.

• 대한지리학회지
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• 제49권2호
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• pp.200-220
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• 2014

본 연구는 불분명하게 이해되는 경동성 요곡운동의 개념적 정의를 재검토하고, 현재까지 학계에서 통용되는 일반적 수준의 진술들을 비판적으로 검토하고 있다. 경동성 요곡운동의 재정의, 시간설정, 운동의 속성 그리고 발생요인과 과정에 대한 새로운 모델 제시가 주요 내용이다. '신생대 제3기 경동성 요곡운동'으로 흔히 일컬어지는 한반도 신기지반운동은 최소한 신제3기(23 Ma) 이후 진행된 동해안 지역의 융기-서해안 지역의 침강 패턴의 조륙운동으로 구체화시킬 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 융기-침강의 지역적 경계는 한반도에 국한된 것이 아니라 중국 동북부 지역과 러시아 남부 지역에 걸쳐 광역적으로 분포한다. 이러한 융기-침강운동의 발생동력은 가설적으로 서태평양 섭입대의 활동과 관련한 맨틀 대류의 결과물로 설명하는 것이 가장 합리적이며, 판 경계 응력에 대응한 단층활동은 제4기 이후 한반도의 지역적 융기를 가속화시킨 것으로 볼 수 있다. 한반도 서해안의 현생 융기운동과 같이 여전히 남아있는 논쟁적인 부분들에 대한 보다 정교한 논의들은 현장에서부터 그 실체를 확인하는 작업이 선결되어야 할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.303-312
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• 2007

경간 40m~100m 정도 경간에 대해 일반적으로 강 박스 거더교에 대한 설계가 이루어지고 있다. 상부구조의 자중을 줄이기 위해서 복합트러스 교량에서 복부의 콘크리트 웹 대신에 강 사재가 사용되고 있다. 이러한 복합트러스 교량의 설계 시 가장 중요한 부분 중의 하나가 콘크리트 상 하부를 연결하는 연결부의 형태이다. 이러한 접합부는 외부에서 작용하는 조합하중을 분담해야하는데, 아직 이러한 접합구조에 대한 명확한 설계기준이 없는 실정이다. 한계상태에서 격점부의 하중전달에 대한 명확한 연구와 설계방법에 대한 조사가 필요하다. 콘크리트 상 하부를 연결하는 격점부 사재는 다양한 연결형태가 있다. 이번 논문에서는 거셋 플레이트에 용접되어진 그룹 스터드 연결재에 관한 연구가 수행되었다. 25mm 절곡 스터드를 사용하여 수행된 전단실험을 통하여 현재의 스터드 간 최소기준 간격을 만족하는 상태에서는 현재의 설계 규정을 사용할 수 있음을 밝혔다. 휨-전단 실험을 통해서는 조합하중이 작용하는 격점부의 상세를 개선하였다. 격점부의 인발강도를 증진시키기 위해서 절곡 스터드가 제안되었고 그룹 스터드의 최 외측 스터드에 적용되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 복합 트러스 교량의 개선된 격점부 상세가 개선되고 설계 방안이 제안되었다.