• Steel and Composite Structures
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• 제30권3호
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• pp.217-230
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• 2019

One of the most important design criteria in underground structure is to design lightweight protective layers to resist significant blast loads. Sandwich blast resistant panels are commonly used to protect underground structures. The front face of the sandwich panel is designed to resist the blast load and the core is designed to mitigate the blast energy from reaching the back panel. The design is to allow the sandwich panel to be repaired efficiently. Hence, the underground structure can be used under repeated blast loads. In this study, a novel sandwich panel, named RC panel - Helical springs- RC panel (RHR) sandwich panel, which consists of normal strength reinforced concrete (RC) panels at the front and the back and steel compression helical springs in the middle, is proposed. In this study, a detailed 3D nonlinear numerical analysis is proposed using the nonlinear finite element software, AUTODYN. The accuracy of the blast load and RHR Sandwich panel modelling are validated using available experimental results. The results show that the proposed finite element model can be used efficiently and effectively to simulate the nonlinear dynamic behaviour of the newly proposed RHR sandwich panels under different ranges of free air blast loads. Detailed parameter study is then conducted using the validated finite element model. The results show that the newly proposed RHR sandwich panel can be used as a reliable and effective lightweight protective layer for underground structures.

• Computers and Concrete
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• 제23권2호
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• pp.97-106
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• 2019

This paper describes the design of a new interlocking masonry system, the production of designed interlocking units and mechanical properties of interlocked masonry assemblages with mortar. In this proposed system, units have horizontal and vertical locks to integrate the units to the wall and have a channel to enable the use of horizontal reinforcements in the wall. Using these units, unfilled, filled or reinforced walls can be constructed with or without mortar. In the production of the interlocking units, it was decided to use foamed concrete. 12 trial productions have been carried out at different mix proportions to obtain the optimum concrete mix. At the end of the mentioned productions, the units were produced with foam concrete which is selected as the most suitable in terms of compressive strength and specific gravity. Then, axial compression, diagonal tension and bed joint shear tests were carried out to determine the mechanical properties of the interlocked masonry assemblages with mortar. Results from the tests showed that interlocks designed to strengthen the system against shear stresses by creating discontinuity throughout the joints have been successful to achieve their aim. Obtained data will enable structural analysis of walls to be constructed with these new units.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.23-36
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• 2013

PURPOSES: The problem under this circumstance is that the erosion not only drops strength of the steel dowel bar but also comes with volume expansion of the steel dowel bar which can reduce load transferring efficiency of the steel dowel bar. To avoid this erosion problem, alternative dowers bars are developed. METHODS: In this study, the bearing stresses between the FRP tube dowel bar and concrete slab are calculated and compared with its allowable bearing stress to check its structural stability in the concrete pavement. These comparisons are conducted with several cross-sections of FRP tube dowel bars. Comprehensive laboratory tests including the shear load-deflection test on a full-scale specimen and the full-scale accelerated joint concrete pavement test are conducted and the results were compared with those from the steel dowel bar. RESULTS: In all cross-sections of FRP tube dowel bars, computed bearing stresses between the FRP tube dowel bar and concrete slab are less than their allowable stress levels. The pultrusion FRP-tube dowel bar show better performance on direct shear tests on full-scale specimen and static compression tests at full-scale concrete pavement joints than prepreg and filament-winding FRP-tube dowel bar. CONCLUSIONS: The FRP tube dowel bars as alternative dowel bar are invulnerable to erosion that may be caused by moisture from masonry joint or bottom of the pavement system. Also, the pultrusion FRP-tube dowel bar performed very well on the laboratory evaluation.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.33-41
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• 2021

장석은 석영과 더불어 국내에서 산출빈도가 가장 높은 광물이나 유리, 도료 등의 제조에 제한적인 이용을 제외하면 물질적 특성과 용도 개발에 대한 연구는 거의 이루어지지 않아 잠재적 가치가 매우 낮게 평가되고 있다. 본 논문에서는 다공성 구조를 특징으로 하는 장석의 재료특성과 열적, 기계적, 화학적, 경량화 활성기법을 적용하여 반응성 개선 특성을 분석하였다. 풍화된 장석의 표면에서 관찰되는 공동의 구조적 특징을 살펴보면 공동들의 배열이 불규칙하게 분포하고 있으며, 공동끼리는 서로 연결되어 있다. 이러한 풍화된 장석의 표면에서 관찰되는 비정형의 연결된 공동으로 인하여 풍화된 장석은 반응면적이 확대되며 시멘트와의 결합재료로서 반응성이 높은 포졸란 재료 역할을 하는 것으로 판단된다. 다공성 장석의 기능성을 향상시키기 위하여 열적, 기계적, 화학적 활성기법을 적용한 결과 양이온교환능력, 밀도, 일축압축강도 특성이 개선되었다. 이러한 다공성 특성에 의하여 풍화된 장석은 물리·화학적 특성이 우수한 친환경 건설재료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1125-1146
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• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• Computers and Concrete
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• 제10권1호
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• pp.1-18
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• 2012

This paper presents the details of studies conducted on hollow concrete block masonry (HCBM) units and wall panels. This study includes, compressive strength of unit block, ungrouted and grouted HCB prisms, flexural strength evaluation, testing of HCBM panels with and without opening. Non-linear finite element (FE) analysis of HCBM panels with and without opening has been carried out by simulating the actual test conditions. Constant vertical load is applied on the top of the wall panel and then lateral load is applied in incremental manner. The in-plane deformation is recorded under each incremental lateral load. Displacement ductility factors and response reduction factors have been evaluated based on experimental results. From the study, it is observed that fully grouted and partially reinforced HCBM panel without opening performed well compared to other types of wall panels in lateral load resistance and displacement ductility. In all the wall panels, shear cracks originated at loading point and moved towards the compression toe of the wall. The force reduction factor of a wall panel with opening is much less when compared with fully reinforced wall panel with no opening. The displacement values obtained by non-linear FE analysis are found to be in good agreement with the corresponding experimental values. The influence of mortar joint has been included in the stress-strain behaviour as a monolith with HCBM and not considered separately. The derived response reduction factors will be useful for the design of reinforced HCBM wall panels subjected to lateral forces generated due to earthquakes.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1505-1516
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• 2014

본 연구에서는 시멘트 고결토 내에 실린더를 내장시킨 다음 유압으로 공시체 내부에서 인장력을 가하여 공시체를 직접 파괴시키는 직접인장시험 방법에 대한 연구를 수행하였다. 또한 기존 아령모양의 공시체를 이용한 직접인장시험과 대표적인 간접인장시험인 쪼갬인장시험을 실시하여 인장시험 방법에 따른 차이를 비교하였다. 인장시험용 공시체는 모래/시멘트비를 3:1 또는 1:1로 제작한 다음 7일 및 28일 동안 대기중 양생하였으며, 동일한 경우에 대해 10개의 공시체를 실험하여 평균값을 비교하였다. 한편 일축압축시험도 실시하여 일축압축강도와 인장강도의 비를 분석하였다. 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 인장강도는 아령모양 공시체를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 값보다 다소 높은 인장강도를 보였지만, 아령모양 공시체를 이용한 시험방법은 공시체 제작이 불편하고 시험 중 변곡부에서 파괴되는 경우가 자주 발생하였다. 탄성파괴를 일으키는 콘크리트나 암석에 적용하는 쪼갬인장시험방법으로 부터 얻은 인장강도는 표준편차가 가장 컸을 뿐 아니라, 시멘트 고결토와 같이 강도가 상대적으로 약해 탄소성파괴를 일으키는 재료에는 적용하기 어려웠다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.683-692
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• 2011

필로티형 저층 RC 집합주택에서는 지진 발생 시 필로티층에 손상이 집중된다. 따라서, 이 연구에서는 필로티층의 비틀림과 X, Y방향의 강도와 강성을 증가시키기 위해 좌굴방지가새를 설치함과 동시에, 과도한 변형과 축력의 변동이 발생하는 외부기둥의 연성과 축성능, 전단 성능을 증가시키기 위해 외부기둥을 FRP로 보강하였다. 이와 같은 보강 효과를 실험적으로 검증하기 위해 순수 골조와 FRP와 좌굴방지가새로 보강된 골조에 대한 반복 횡하중 실험을 수행하였다. 실험 결과 항복강도(43.2 kN)는 설계항복강도(30 kN)와 압축부의 강도 증가 때문에 차이가 나타났고, 강성(11.6 kN/mm)은 설계강성(24.2 kN/mm)에 비하여 절반의 값을 가졌다. 이러한 강성의 차이는 골조와 가새의 접합부 사이의 미끄러짐과 기초의 회전 및 횡변위가 원인으로 나타났다. 보강된 골조의 에너지 흡수 능력은 순수 골조에 비해 7.5배 향상되었다. 기초당 설치된 로드셀의 개수를 2개에서 1개로 변화시키면, 횡강성이 11.6 kN/mm에서 6 kN/mm로 줄어 들었고, 이것은 단지 순수 골조의 강성에 3배에 지나지 않는다(2.1 kN/mm).

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.1-10
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• 2018

쏘일네일링 공법은 일반적으로 중력식 그라우팅 방법으로 사용되고 있으나, 그라우팅으로 인한 공동발생 및 충진 불량 문제를 해결하고자 최근에는 가압식 쏘일네일링 공법의 개발과 적용사례가 증가하고 있다. 가압식 그라우팅은 일반적으로 포틀랜트 시멘트와 물을 혼합하여 사용하나 소요강도 발현까지 10일 이상 걸리기 때문에 초속경 시멘트를 혼합하여 사용하고 있다. 이에 이 논문에서는 가압식 그라우팅 주입시간을 고려하여 적정 겔타임이 확보되는 초속경 시멘트 혼합비 30%가 가압식 쏘일네일링을 하기에 적합하다고 판단하였다. 화강풍화토 지반을 대상으로 모형토조를 제작하여 네일체의 인발실험을 한 결과, 주입시간 10초에서는 변형률 15% 일 때의 인발력이 5.7kN으로 중력식과 비교하였을 때 약 1.5배의 보강효과가 나타났다. 압력시간을 10초, 20초, 30초, 40초의 조건으로 달리할 경우에는 주입시간 증가에 따른 마찰저항력이 선형적으로 증가하나, 한계주입압력을 넘는 수준의 주입시간에서는 수압파쇄 효과로 인해 마찰저항력이 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 수치해석을 통하여 무보강 사면과 중력식, 가압식 쏘일네일링으로 보강된 사면의 안정을 비교분석 하였다.

• 대한정형외과학회지
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• 제55권2호
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• pp.117-126
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• 2020

슬관절의 퇴행성 관절염에서 슬관절 전치환술은 널리 시행되고 있고 그 빈도도 점점 증가되고 있다. 수술 후 일상생활로의 복귀, 근력 및 운동범위의 회복 등 기능 회복을 위한 노력이 이루어져야 하고 이는 환자 요인, 수술 술기 및 재활 등 다양한 관점에서 접근해야 한다. 환자의 연령이나 비만의 정도, 성별, 대퇴사두근의 근력 등이 수술 후 기능 회복에 영향을 줄 수 있고 환자의 기대치나 만족도 같은 정신적인 상태도 영향을 준다. 기능 회복을 위하여 수술 전부터 환자교육 및 통증 조절, 대퇴사두근 근력의 강화 같은 치료를 시행할 수 있다. 수술 후 냉찜질 및 압박, 경피적 전기 신경 자극 치료, 신경근육 전기 자극 치료, 저주파 저강도 자기장 치료, 대퇴사두근의 근력운동, 관절범위 운동과 같은 물리치료도 적용할 수 있다. 최근에는 수중에서 근력과 균형감각을 회복시키는 수 치료도 점점 시행되는 추세이다. 이런 기능 회복을 위한 치료들은 수술 후 단기적으로만 시행될게 아니라 장기적으로 꾸준히 시행되는 것이 중요하며 술자는 환자의 상태나, 순응도, 사회적, 심리적 상황 등을 고려하여 적절히 적용하여야 한다.