• Corrosion Science and Technology
• /
• 제7권1호
• /
• pp.6-12
• /
• 2008

Non-metallic composite overwrap repair methods utilize resin based fiber-reinforced composite materials, which have higher specific strength to weight ratio and stiffness, superior corrosion and fatigue resistance, and substantially reduced weight when compared to carbon steel. Non-metallic repair methods/systems can allow desired functional properties to be achieved at a respectable economic advantage. For example, non-metallic composite repair systems have at least a 50 year design stress of 20 ksi and approximately 25% of the short term tensile strength of fiberglass. For these systems, the contribution of the repaired steel to the load carrying capability need not be considered, as the strength of the repair itself is sufficient to carry the internal pressure. Worldwide experience in the Oil & Gas industry confirms the integrity, durability, inherent permanency, and cost-effectiveness of non-metallic composite repair or rehabilitation systems. A case study of a recent application of a composite repair system in Saudi Aramco resulted in savings of 37% for offshore subsea line and 75% for onshore above grade pipeline job. Maintaining a pipeline can be costly but it is very small in comparison to the cost of a failure. Pipeline proponents must balance maintenance costs with pipeline integrity. The purpose is not just to save money but also to attain a level of safety that is acceptable. This technology involves the use of an epoxy polymer resin based, fiber-reinforced composite sleeve system for rehabilitation and /or repair pipelines.

• Composites Research
• /
• 제17권2호
• /
• pp.15-20
• /
• 2004

나사산을 가지는 구조재료는 높은 전단 응력을 한 방향으로 전달해 주는 용도로 많이 사용되며, 이를 응용하여 고속의 충격에너지나 전단하중에 견별 수 있는 기어 모양의 부품 등 항공 및 군수용 재료에 적용되어왔다. 최근에는 재료를 보다 경량화 하려는 노력의 일환으로 기존의 금속재료를 섬유강화 고분자 수지계 복합재료로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유/열경화성 수지계 복합재를 사용하여 나사산(groove)을 가지는 시편을 제작한 뒤 역탄도 기법으로 고속변형 특성 평가를 실시하였고, 이를 통하여 군수용 부품 재료로의 적용 가능성을 타진해 보았다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제6권3호
• /
• pp.203-219
• /
• 2006

One of the most promising ways through which a steel moment frame may attain high energy dissipating capability is to trim off a portion of the beam flanges near the column face. This type of moment connection, known as Reduced Beam Section (RBS) connection, has notable superiority in comparison with other moment connection types. As the result of the advantages of RBS moment connection, it has widely being used in practice. In spite of the good hysteretic behaviour, an RBS beam suffers from an undesirable drawback, which is local and lateral instability of the beam. The instability in the RBS beam reduces beam load-carrying capacity. This paper aims to investigate key issues influencing cyclic behaviour of RBS beams. To this end, a numerical analysis was conducted on a series of steel subassemblies with various geometric properties. The obtained results together with the existing experimental data are used to study the instability of RBS beams. A new slenderness concept is presented to control an RBS beam for combined local and lateral instability. This concept is in good agreement with the numerical and experimental results. Finally, a model is developed for the prediction of the magnitude of moment degradation owing to the instability of an RBS beam.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제82권5호
• /
• pp.611-628
• /
• 2022

Energy-dissipative rocking (EDR) columns are a class of seismic mitigation device capable of dissipating seismic energy and preventing weak-story failure of moment resisting frames (MRFs). An EDR consists of two hinge-supported steel columns interconnected by steel dampers along its height. Under earthquakes, the input seismic energy can be dissipated by plastic energy of the steel dampers in the EDR column. However, the unrecoverable plastic deformation of steel dampers generally results in residual drifts in the structural system. This paper presents a proof-of-concept study on an innovative device, namely self-centring energy-dissipative rocking (SC-EDR) column, aiming at enabling self-centring capability of the EDR column by installing a set of shape memory alloy (SMA) tension braces. The working mechanism of the SC-EDR column is presented in detail, and the feasibility of the new device is carefully examined via experimental and numerical studies considering the parameters of the SMA bar diameter and the steel damper plate thickness. The seismic responses including load carrying capacities, stress distributions, base rocking behaviour, source of residual deformation, and energy dissipation are discussed in detail. A rational combination of the steel damper and the SMA tension braces can achieve excellent energy dissipation and self-centring performance.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제87권5호
• /
• pp.487-498
• /
• 2023

Unreinforced masonry (URM) buildings are extensively adopted in many of the growing nations, particularly in India. Window or door openings are required for architectural or functional reasons, which pose a threat to the building's safety. The past earthquakes have shown that the seismic capability of these structures was very weak. Strengthening these unreinforced masonry walls using welded wire mesh (WWM) is one of the most commonly and economical methods. The present experimental study investigates the impact of openings on the shear behaviour of URM walls and the effectiveness of WWM in enhancing the shear performance of masonry wall. In the experimental program 16 specimens were cast, 8 unstrengthen and 8 strengthened specimens, under 8 unstrengthen and strengthened specimens, every 2 specimens had 0%, 5%, 10%, and 15% openings and all these walls were tested under diagonal compression. The results show that the shear carrying capacity reduces as the opening percentage increases. However, strengthening the URM specimens using WWM significantly improves the peak load, shear strength, ductility, stiffness, and energy dissipation. Furthermore, the strengthening of the URM walls using WWM compensated the loss of wall capacity caused by the presence of the openings.

• 콘크리트학회지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.167-175
• /
• 1999

현재 국내에는 지난 35년간 프리스트레스트 콘크리트보를 이용한 합성형 교량이 매우 널리 건설, 사용되어 왔으나, 교통량의 증가와 차량하중의 증가로 노후화가 점차 가속화되고 있는 형편이다. 본 연구에서는 유리섬유를 이용하여 손상된 프리스트레스트 콘크리트 교량을 보강하는 방법의 효과를 평가하기 위하여 무보강 표준시험체와 선행 하중의 재하로 균열이 발생한 8개의 시험체에 대하여 유리섬유 보강, 외부강선 보강 및 두가지 보강 방법을 병행한 보강을 실시하여 각 보강방법의 효과를 비교, 분석하였다. 실험결과, 최대하중은 외부강선 보강 시험체와 유리섬유 보강 시험체가 모두 거의 유사한 정도의 보강효과를 발휘함으로써 유리섬유 보강공법이 손상된 프리스트레스트 콘크리트 교량의 보강에 적용될 수 있는 것으로 판명되었다. 외부강선 보강공법에서의 가장 큰 문제가 단부의 정착장치인 것과 마찬가지로 유리섬유 보강 공법의 경우에도 최대하중에 도달하기 이전에 보강재의 부착이 파괴되지 않도록 적절한 방법을 선정하는 것이 매우 중요하며, 본 연구에서 검증된 두가지 방법이 단부의 정착기능을 충분히 발휘하는 것으로 판명되어, 이들 방법들이 적절히 사용될 경우에는 설계된 내하력의 증가를 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.47-56
• /
• 2006

본 연구에서는 두 종류의 전단지간 대 유효깊이의 비(a/d)를 가진 전단에 취약한 보 네 개에 대한 반복하중 실험을 수행하였다. 실험군에는 $6d_b$의 정착 길이의 $90^{\circ}$ 절곡된 갈고리를 가진 두 개의 스터럽을 묶은 하나의 다발 스터럽(bundled stirrups)을 배근하였으며 대조군에는 직경 50mm의 원형 헤드를 가진 헤디드 바를 배근하였다. 하나의 헤디드 바의 철근 직경은 하나의 다발 스터럽의 철근 직경과 같기 때문에 효과적인 실험 비교가 가능하였다. 실험 결과는 헤디드 바를 배근한 보가 일반 스터럽을 가진 보보다 연성, 에너지 흡수량, 최대하중 이후의 거동에 있어서 뛰어난 구조 성능을 보여 주었다. 반복하중에 의한 콘크리트 피복과 부분 압축파괴에 의해 스터럽의 갈고리는 바깥 방향으로의 변형과 함께 정착 성능을 상실하였다. 반면에, 헤디드 바는 헤드의 정착손실 방생 없이 변형률경화 시점을 지나서도 변형이 발생하였으며 압축 철근의 좌굴 발생을 지연하는 데에도 기여하는 것으로 나타났다. 반복하중에 의한 감소된 인장경화를 고려한 하중-변위 예측은 뛰어난 정확도를 보여 주었다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.445-454
• /
• 2003

구조건전성 모니터링은 복합재 구조물이 운용되는 단계에서뿐만 아니라 설계 및 제작단계에서도 중요한 관심사가 되고 있다. 과도한 하중이나 저속충격은 모재균열이나 층간분리와 같은 복합재 파손의 원인이 될 수 있으며 이러한 손상은 구조물의 하중지지성능을 저하시키게 된다. 지능형 복합재 구조물에서의 구조건전성 모니터링기술의 개발은 항공기와 길은 복합재 구조물의 안전성 향상에 도움이 될 수 있다 본 연구에서는 압전세라믹 센서 및 광섬유 센서를 복합재 구조물의 건전성 모니터링에 적용하였으며 파손신호의 특징파악 틴 충격위치 검출을 위한 신호처리 방법을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.483-490
• /
• 2007

현재 콘크리트 교량의 보강 공법으로 주로 사용되는 외부 강봉을 이용한 후 인장 공법은 적용 범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨보강 효과가 뛰어나지만, 모재 접합부의 응력집중, 비효율적인 하중 분배, 고정앵커부 설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부 강봉을 이용한 후 인장 공법이 가지는 단점을 보완하고 강판 접합 공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강 공법으로 온도 프리스트레싱 보강 공법을 제안하고자 한다. 온도 프리스트레싱 보강 공법은 프리스트레싱 보강 강판을 다단계로 가열하여 가열 단계별로 콘크리트 교량의 하부에 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강 공법이다. 본 연구에서 제안된 온도 프리스트레싱 보강 공법의 적용을 위한 기초적인 연구로 프리스트레싱 보강 강판을 콘크리트 교량에 설치하기 위한 고정장치의 마찰저항 강도 실험과 온도 프리스트레싱에 의하여 콘크리트 교량에 도입되는 프리스트레싱 효과의 확인을 위한 응력 도입 실험을 실시하여 제안된 공법을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.717-726
• /
• 2006

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다.