• Steel and Composite Structures
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• 제46권2호
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• pp.211-220
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• 2023

Welded hollow spherical joints are commonly used joints in space grid structures. An internal stiffener is generally adopted to strengthen the joints when large hollow spheres are used. To further strengthen it, external stiffeners can be used at the same time. In this study, axial compression tests are conducted on four full-scale 550 mm spherical joints. The failure modes and strengths of the tested joints are investigated. It shows that the external stiffeners are able to increase the strength of the joint up to 25%. A numerical model for large spherical joints with stiffeners is established and verified against the experimental results. Parametric studies are executed considering six main design factors using the verified model. It is found that the strength of the spherical joint increases as the thickness, height and number of the external stiffeners increase, and the hollow sphere's diameter has a neglectable effect on the enhancement caused by the external stiffeners. Based on the experimental and numerical results, a practical formula for the compressive bearing capacity of large welded hollow spherical joints with both internal and external stiffeners is proposed. The proposed formula gives a conservative prediction on the compressive capacity of large welded hollow spherical joints with both internal and external stiffeners.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.176-182
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• 2018

본 연구의 목적은 볼접합부를 갖는 원형강관의 좌굴실험 결과를 토대로 하여 국내외 압축재 설계규준과 비교 평가함으로써 부재의 좌굴내력 및 좌굴길이 계수의 안전성과 합리성을 조사하는 것이다. 좌굴성능 평가를 위해 선정된 원형강관은 Ø$48.6{\times}2.8t$와 Ø$60.5{\times}3.2t$ 및 Ø$76.3{\times}3.2t$이다. 국내외 압축재 설계를 위해 우리나라의 하중저항계수 설계법(LRFD), 일본의 한계상태 설계법(LSD) 및 영국의 BS5950 규준을 적용하였다. 본 연구에서는 선행연구의 실험결과와 국내외 설계규준과의 좌굴성능을 비교 분석하였다. 그 결과를 요약해 보면 다음과 같다. 각국의 압축재 설계규준에서 부재의 전체길이를 좌굴길이로 적용한 결과 실험에 의한 좌굴내력의 64%~89% 정도로 나타났다. 따라서 안전을 위해 현재 설계 규준식에 준하여 부재설계를 수행하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 실험결과 측정된 좌굴내력은 우리나라, 일본 및 영국의 압축재 설계규준에서 좌굴길이를 순수 원형강관만으로 고려한 좌굴내력 값에 비해 1.02배~1.43배 높은 것으로 나타났다. 따라서 스페이스 프레임 구조물 설계에 있어 개별부재 좌굴내력은 절점 간 길이가 아닌 순수 원형강관의 길이로 좌굴계수를 고려할 필요가 있을 것으로 보여 진다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권1호
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• pp.49-58
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• 2018

Open-mode cracks could be commonly observed in layered rocks. A concept model is firstly used to explore the mechanism of the vertical cracks (VCs) in the top layer. Then the crack behaviour of the two-layer model is simulated based on a cohesive zone model (CZM) for layer interfaces and a plastic-damage model for rocks. The model indicates that the tensile stress normal to the VCs changes to compression if the crack spacing to layer thickness ratio is lower than a threshold. The results indicate that there is a threshold for interfacial shear strength that controls the crack patterns of the layered system. If the shear strength is lower than the threshold, the top layer is meshed by the VCs and interfacial cracks (ICs). When the shear strength is higher than the threshold, the top layer is meshed by the VCs and parallel cracks (PCs). If the shear strength is comparative to the threshold, a combining pattern of VCs, PCs and ICs for the top layer can be formed. The evolutions of stress distribution in the crack-bound block indicate that the ICs and PCs can reduce the load transferred for the substrate layer, and thus leads to a crack saturation state.

• 한국안전학회지
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• 제12권4호
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• pp.209-213
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• 1997

Manual lifting techniques are commonly defined in terms of the postures adopted at the start of the lift. Quantitative definition is problematic, however, because the absolute joint angles adopted to lift an object are influenced by task parameters, such as the initial height of the load. The main objective of this study is to investigate the grip strength of the both hands at the initial lifting points. The survey is conducted by measuring the compression force, anthropometric data and grip strength at the lifting postures for the subjects(n=50) who is assigned to their job as usual. The experiment is peformed at the four lifting postures which involving the combination of two horizontal factors(H1 : 35 cm, H2 : 55 cm) and two vertical factors(V1 : 20~80 cm, V2 : 47~102 cm). The analysis result of lifting posture indicated that each H1-V1, H2-V1 combinations are about 60$^{\circ}$ and each H1-V2, H2-V2 combinations are about $30^{\circ}$. There are significant differences on grip strength between $60^{\circ}$ and $30^{\circ}$ stooped posture. The results of this study can be provided a method defining lifting postures at the minimum grip strength. Also, it is eliminated a hazard of the injuries which are cumulative trauma disorders(CTDs) and back pain, increased a productivity and improved a welfare of workers.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권2호
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• pp.43-53
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• 1997

The complete joining method for dissimilar press punch materials and its real-time evaluation method is not available at present. Brazing method has been used for joining them, but it is known that the welded joint by the brazing has the lower bonding efficiency and reliability than the diffusion welding. The friction welding with a diffusion mechanism in bonding was applied in this study. This work was carried out to determine the proper friction welding conditions and to analyze mechanical properties of friction welded joints of sintered carbide tool materials (SKNM50 for the blade part of press punch) to alloy steel (SCM440 for the shank part of press punch) using aluminum (A6061 for the interlayer material) as an insert material between the sintered carbide tool materials and the alloy steel. In addition, acoustic emission test was carried out during friction welding to evaluate the weld quality.

• Computers and Concrete
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• 제15권5호
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• pp.807-831
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• 2015

In the previous analytical studies on 2D reinforced concrete (RC) beam-column joints, the modified compression field theory (MCFT) and the strut-and-tie method (STM) are usually employed. In this paper, the limitations of these analytical models for RC joint applications are reviewed. Essentially for predictions of RC joint shear behaviour, the MCFT is not applicable, while the STM can only predict the ultimate shear strength. To eliminate these limitations, an improved STM is derived and applied to some commonly encountered 2D joints, viz., interior and exterior joints, subjected to monotonic loading. Compared with the other STMs, the most attracting novelty of the proposed improved STM is that all critical stages of the shear stress-strain relationships for RC joints can be predicted, which cover the stages characterized by concrete cracking, transverse reinforcement yielding and concrete strut crushing. For validation and demonstration of superiority, the shear stress-strain relationships of interior and exterior RC beam-column joints from published experimental studies are employed and compared with the predictions by the proposed improved STM and other widely-used analytical models, such as the MCFT and STM.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권2호
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• pp.221-230
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• 2019

In this paper, shear behavior of non-persistent joint surrounded in concrete and gypsum layers has been investigated using experimental test and numerical simulation. Two types of mixture were prepared for this study. The first type consists of water and gypsum that were mixed with a ratio of water/gypsum of 0.6. The second type of mixture, water, sand and cement were mixed with a ratio of 27%, 33% and 40% by weight. Shear behavior of a non-persistent joint embedded in these specimens is studied. Physical models consisting of two edge concrete layers with dimensions of 160 mm by 130 mm by 60 mm and one internal gypsum layer with the dimension of 16 mm by 13 mm by 6 mm were made. Two horizontal edge joints were embedded in concrete beams and one angled joint was created in gypsum layer. Several analyses with joints with angles of $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, and $60^{\circ}$ degree were conducted. The central fault places in 3 different positions. Along the edge joints, 1.5 cm vertically far from the edge joint face and 3 cm vertically far from the edge joint face. All samples were tested in compression using a universal loading machine and the shear load was induced because of the specimen geometry. Concurrent with the experiments, the extended finite element method (XFEM) was employed to analyze the fracture processes occurring in a non-persistent joint embedded in concrete and gypsum layers using Abaqus, a finite element software platform. The failure pattern of non-persistent cracks (faults) was found to be affected mostly by the central crack and its configuration and the shear strength was found to be related to the failure pattern. Comparison between experimental and corresponding numerical results showed a great agreement. XFEM was found as a capable tool for investigating the fracturing mechanism of rock specimens with non-persistent joint.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.63-67
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• 2011

본 연구에서는 interlayer로 Sn을 사용하여 경성 인쇄 회로 기판(Rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인쇄 회로 기판(Flexible printed circuit board, FPCB) 간의 열압착 접합(Thermo-compression bonding) 조건을 최적화하는 연구를 진행하였다. 접합에 앞서 FPCB를 다양한 온도와 시간조건 하에서 Sn이 용융된 솔더 배스 안에서 침지(Dipping) 공정을 수행하였고, 열압착법을 이용하여 FPCB와 RPCB의 접합을 수행하였다. FPCB/RPCB 접합부의 접합 강도를 $90^{\circ}$ 필 테스트(Peel test)를 이용하여 측정하였다. 그 결과 $270^{\circ}C$, 1s의 침지 조건에서 FPCB의 polyimide(PI)와 Cu 전극 계면에서 파단되고, 이때, 최대 박리 강도를 얻었다. FPCB와 RPCB의 열압착 접합시 주요 변수로는 압력, 온도, 시간이 있으며, 특히 온도의 증가에 따라 접합 강도가 크게 증가하였다. 접합부 계면 관찰 결과, 접합 온도와 시간이 증가함에 따라 접합 면적이 증가하였으며, 이로 인해 접합 강도가 증가하는 것으로 사료된다. 필 테스트 과정에서 나타나는 F-x(Forcedisplacement) 곡선을 토대로 산출한 파괴 에너지와 접합 강도는 $280^{\circ}C$, 10s의 접합 조건에서 가장 높게 나타났으며, 이 조건이 최적 접합 조건으로 도출되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.109-119
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• 2010

600MPa급 고강도 강관은 항복강도와 항복비에 대한 제한이 따른다. 현재 여러 기준에는 항복강도 360MPa 이하, 항복비 80% 이하를 사용하도록 권장하고 있다. 한계상태에서 고강도 강재의 압축세장비가 저강도 강재보다 작아져 압축지관의 좌굴발생이 야기되기 때문에 압축좌굴에 대한 거동을 이해하는 것은 필수적이다. 또한 각형강관에 대한 많은 실험데이터는 있지만 고강도 원형강관에 대한 실험은 많지 않다. 그래서 이 논문의 주된 목적은 실험에 앞서 원형강관을 유한요소 해석을 통하여 압축 좌굴과 고강도 강재의 접합부 한계상태식에 대한 검증을 통하여 600MPa와 400MPa 강재의 사용성을 알고자 하는 것이다. 이 해석은 구조물의 거동을 이해하기 위하여 폭두께비, 지관각도, 항복비, 편심을 주된 변수로 하여 범용프로그램인 아바쿠스를 사용하여 해석을 수행하였다. 그 결과 같은 하중에서 고강도 강재의 압축지관은 탄성좌굴이 발생하고 저강도 강재는 비탄성좌굴이 발생하는 것을 확인하였고 항복비가 80%이상인 경우 접합부가 취성파괴 되었다. 그리고 고강도 강재에서 주강관의 폭두께비를 변화시켰을 때 주관과 지관의 상대적인 폭두께비로 인해 해석값이 기준값보다 감소함을 알 수 있었다. 그러나 그 외 변수들로 인한 해석상 고강도 강재의 접합부 하중의 변화는 없는 것으로 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권2호
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• pp.196-210
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• 2000

본 연구는 현재 한국도로공사에서 시행하고 있는 강섬유보강 숏크리트(SFRS)의 휨인성 평가 방법에 대한 타당성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시료는 6종류의 강섬유를 사용하여 33개의 삼등분점굴곡시험용 빔 블록을 현장 타설 후 양생한 후 절단, 제작하였으며, 휨인성시험은 실험실에서 실시하였다. 한국도로공사의 시험지침을 따라 등가휨강도 및 인성계수를 산정하였으며, 이 결과는 ASTM, ITA 및 EFNARC의 평가 기준을 적용한 결과와도 비교하였다. 연구 결과 한국도로공사 평가 방법에서는 인성계수가 휨강도의 영향에 의하여 평가 결과에 모호성이 있는 것으로 판단되었다. 이를 수정하기 위하여 인성계수의 계산에 적용되는 휨강도를 설계 시에 설정된 설계휨강도로 대체, 적용하는 방법이 보다 적절히 SFRS의 휨인성을 평가할 수 있는 것으로 판단된다.