• 제목/요약/키워드: Mode of failure

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유연도법 섬유요소모델에 의한 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성능력 평가 (Evaluation of Ductility Capacity of Reinforced Concrete Bridge Columns Subject to Cyclic Loading Using Flexibility-Based Fiber Element Method)

  • 고현무;조근희;조호현
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.11-21
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    • 2002
  • 유연도법 섬유요소모델을 통하여 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 이력 거동을 추적하고 직접적인 방법에 의해 변위연성도 평가를 수행하였다. 철근 콘크리트 교각의 극한상태까지의 비탄성 거동을 합리적으로 추적하기 위해 인장강성거동, 기둥-기초면의 불연속 변위 등을 고려하여 철근과 콘크리트의 평균응력-평균변형률 관계, 접촉면요소 등을 실험과 잘 일치하는 기존의 해석 모델을 수정, 적용하였다. 또한 수치해석시 간편하게 적용할 수 있는 직접적인 방법에 의하여 교각의 연성능력을 평가하였으며, 항복변위 및 극한변위의 산출에 영향을 미치는 적분점의 위치, 콘크리트 압쇄 후 강루 철근의 low-cycle fatigue에 의한 파단 시점 등에 대하여 유연도법 섬유요소모델에 적용할 수 있는 값들을 제시하였다. 해석에 의한 변위연성도는 10%이내의 오차를 보이므로, 적용한 해석기법 및 모델에 의한 항복변위 및 극한변위의 평가는 타당하다고 할 수 있다.

850℃에서의 Alloy 617 용접재의 저사이클 피로 특성 (Low Cycle Fatigue Behavior of Alloy617 Weldment at 850℃)

  • 황정준;김선진;김우곤;김응선
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권3호
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    • pp.193-198
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    • 2017
  • Alloy 617은 초고온가스로(VHTR)의 중간열교환기(IHX)의 유력한 후보 재료 중의 하나이다. $850^{\circ}C$의 고온에서 Alloy 617 용접재의 저사이클 피로 거동을 고찰하기 위하여, 완전 양진 변형률제어 피로시험이 0.6에서 1.5%의 전변형률범위에서 수행되었다. 용접재 시험편은 V-그루브 형상의 가스텅그스텐아크 용접한 용접 패드로부터 가공되었다. 피로수명은 전변형률범위가 증가할수록 감소하였다. 모든 실험조건에서 Alloy 617 용접재 시험편의 반복 응력 반응 거동은 초기 수 사이클에서 반복 변형률 경화현상을 나타내었다. 또한 모든 피로 균열의 발생과 전파는 입내파괴의 파손 모드를 보였다.

유한요소법을 이용한 냉각홴의 진동 및 간섭에 관한 연구 (A Study on Resonance and Interference of a Cooling Fan Assembly by Using FEM)

  • 서종휘;송하종;박태원;김주용;정일호
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권9호
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    • pp.903-909
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    • 2004
  • A CFA(cooling fan assembly) is composed of a fan, motor and shroud, which is at the back of the automotive radiator. By forcing the wind to pass, the CFA controls the cooling performance of the radiator. The noise and vibration of the CFA may be primarily due to the resonance between the CFA and engine. The Interference among the fan, shroud and radiator by deformation is considered when the CFA is designed. In this paper, in order to analyze the structural vibration of the CFA for automobiles, a finite element model of the CFA is established by using a commercial FEM code. After the finite element modeling, the natural frequencies and the mode shapes are obtained from the FE analysis. The natural frequencies are obtained from the vibration test as well. Then, the results of the vibration test are compared with those of the FE analysis. The natural frequencies obtained by experiment have a great similarity to the results from FE model. We have confirmed the validity of the FE model and verify the structural safety for the resonance. The stress and displacements are obtained from FE analysis. We have confirmed the safety for the interference and failure.

유리섬유로 보강한 조적벽체의 전단내력식 설정에 관한 연구 (Proposing the Shear Force Equation of GFRP Strengthened Masonry Wall)

  • 권기혁;이수철;정원철
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제7권1호통권24호
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    • pp.1-9
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    • 2007
  • 본 연구는 국내에 시공된 조적조 건축물의 특징을 반영한 조적벽체의 반복가력과 모의진동대 실험을 통해 얻어진 결과를 근거로 하여 유리섬유로 보강된 보강조적벽체의 전단내력식을 제안하는 것을 목적으로 한다. 실험결과, 개구부가 없는 조적벽체의 파괴를 지배하는 모드는 Rocking이였고, 개구부가 있는 경우는 개구부 주변에 균열이 집중되었다. 비보강 조적벽체의 전단내력식은 UBC에서 제시한 식이 실험과 가장 유사한 값을 보였다. 본 연구를 통해 제안되어지는 유리섬유 보강조적벽체의 전단내력식은 다음과 같다. $$V_n=0.02A_n{\sqrt{f'_m}}+0.022b_gh_g(1+2{\alpha})^3{\sqrt{f_g}}(N/mm^2)$$.

교면 덧씌우기 콘크리트의 인발부착강도(引拔附着强度) 시험법(試驗法) 제안(提案) (Proposal of Concrete Pull Off Bond Strength Measurement Method for Bridge Deck Overlay)

  • 김성환;김동호;김현오;이봉학
    • 산업기술연구
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    • 제23권A호
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    • pp.149-156
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    • 2003
  • The development and maintenance of a sound bond are essential requirements of concrete repair and replacement. The bond property of a overlay to its substrate concrete during the lifetime is one of the most important performance requirements which should be quantified. A standard or a verified bond strength measurement method is required at field for screening, selecting materials and quality control for overlay or repair materials, but no test method has been adopted as a standard. In this study, a concrete pull off bond strength measurement method for field application is proposed and evaluated. This study compares the splitting tensile test, slant shear test, nipple pipe direct tensile test, flexural adhesion test, briquette tensile test, jumbo nail pull-out test and core pull-off test with their test procedures. From these comparison and investigation, core pull-off test is selected as a main topic of this study because of it's suitability for in situ testing, simplicities in field application and clearness at interface boundary condition. Thus, the proposed core pull off test is evaluated to be the most appropriate method for field application in a simple manner. The fracture surface and fracture mode could be easily determined by visual observation of failure surface of the field specimen. The core pull off test was found to be sensitive to surface condition and latex contents at latex modified concrete.

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폴리스티렌 폼을 사용한 슬래브의 뚫림전단에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Punching Shear of Slab with Polystyrene Form)

  • 이환구;김승훈;강인석;이한승;이기장
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.213-216
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    • 2008
  • 슬래브에 폴리스티렌을 이용한 경량폼을 적용할 경우, 슬래브 중량이 감소함에 따라 보다 경간이 증가하거나 슬래브 지지 부재 크기가 감소될 수 있다. 하지만 플랫플레이트 구조에서 경량폼을 사용한 슬래브는 기둥주위 위험단면에서의 뚫림전단성능이 저하될 수 있다. 그러나 이에 관한 내력산정을 위한 기준이 없으며, 기존 연구 또한 부족한 실정이다. 본 논문은 폴리스티렌 경량폼을 사용한 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단내력을 파악하기 위하여 실시한 뚫림전단 실험에 관한 것이다. 주요 변수는 기둥의 크기, 폴리스틸렌 폼의 배치형태, 전단보강 유무 등으로 총 4개 실험체를 계획하였다. 실험을 통하여 균열 및 파괴모드, 하중-변위곡선, 뚫림전단강도 등을 분석함으로써 경량폼을 사용한 슬래브의 뚫림전단 성능을 파악하였다.

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스터드 간격과 강판두께의 비를 변수로 한 보강 강판-콘크리트 구조의 압축실험 (Compression Tests for Stiffened Steel Plate-Concrete Structures with Variation of B/t Ratio)

  • 최병정;한홍수;김원기;이승준;김우범
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.549-559
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    • 2008
  • 본 연구는 보강 강판-콘크리트로 이루어진 구조의 압축실험을 통해 압축강도 및 비탄성 파괴모드를 파악하기 위한 것이 주목적이다. 강판두께(t)에 대한 스터드 간격(B)비를 세가지(25, 33, 50)로 분류하여 압축강도 실험을 실시하였다. 실험을 통해서 보강 강판-콘크리트 구조의 압축강도는 콘크리트와 강판의 누가방식으로 예측하는 것이 타당하다고 판단되었다. 강판의 좌굴은 스터드와 스터드 사이의 취약한 부분에서 비탄성국부좌굴이 발생하였다. 그리고 압축하중 지배하의 보강 SC 구조물에 대한 압축강도의 경험적 계산치를 제시하였다. 좌굴 거동을 유한요소해석 결과와 비교하였으며 비교결과 실제 시험체의 좌굴거동과 유한요소해석 결과와 유사한 것으로 나타났다.

비선형 유한요소 해석에 의한 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동 평가 (Evaluation of Seismic Response of Masonry Walls Strengthened with Steel-bar Truss Systems by Non-linear Finite Element Analysis)

  • 황승현;양근혁;김상희;임진선;임채림
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.20-27
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    • 2021
  • 이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동을 합리적으로 평가하기 위하여 범용프로그램인 Abaqus를 이용한 비선형 유한요소해석 절차를 제시하였다. 조적벽체의 유한요소 모델은 콘크리트 손상 소성(concrete damaged plasticity, CDP)모델 및 벽돌-모르타르 계면 특성은 Yang et al.이 제시한 조적 프리즘의 압축 및 인장의 응력-변형률 모델과 전단마찰모델을 기반으로 메소-스케일법을 적용하였다. 유한요소 해석결과를 다양한 변수조건에서 실험결과와 비교한 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 균열진전, 파괴 모드, 강체회전 내력 및 최대내력 그리고 횡하중-횡변위 관계에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 따라서 제시된 유한요소해석 절차는 조적벽체의 내진보강 설계에 합리적으로 이용될 수 있다고 판단된다.

Axial behavior of the steel reinforced lightweight aggregate concrete (SRLAC) short columns

  • Mostafa, Mostafa M.A.;Wu, Tao;Liu, Xi;Fu, Bo
    • Steel and Composite Structures
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    • 제39권5호
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    • pp.583-598
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    • 2021
  • The composite steel reinforced concrete (SRC) columns have been widely used in Structural Engineering due to their good performances. Many studies have been done on the SRC columns' performances, but they focused on the ordinary types with conventional configurations and materials. In this study, nine new types of steel reinforced lightweight aggregate concrete (SRLAC) short columns with cross-shaped (+shaped and X-shaped) steel section were tested under monotonically axial compressive load; the studied parameters included steel section ratio, steel section configuration, ties spacing, lightweight aggregate concrete (LWAC) strength, and longitudinal bars ratio. From the results, it could be found that the specimens with larger ties ratio, concrete strength, longitudinal bars ratio, and steel section ratio achieved great strength and stiffness due to the excellent interaction between the concrete and steel. The well-confined concrete core could strengthen the steel section. The ductility and toughness of the specimens were influenced by the LWAC strength, steel section ratio, and longitudinal bars ratio; in addition, larger ties ratio with smaller LWAC strength led to better ductility and toughness. The load transfer between concrete and steel section largely depends on the LWAC strength, and the ultimate strength of the new types of SRLAC short columns could be approximately predicted, referring to the codes' formulas of ordinary types of steel reinforced concrete (SRC) columns. Among the used codes, the BS-5400-05 led to the most conservative results.

원자로건물의 철근콘크리트 전단벽 비선형 지진응답 평가 (Evaluation of Nonlinear Seismic Response of RC Shear Wall in Nuclear Reactor Containment Building)

  • 김대희;이경구;구지모
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.385-392
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    • 2021
  • 강진 시 원자력발전시설의 비선형 응답이 중요하기 때문에 이 시설의 내진성능에 대한 관심이 증가하였다. 이 연구에서는 원자력 발전소 철근콘크리트 전단벽의 유한요소해석을 위한 재료모델의 적절한 변수를 제시하였다: 최대인장강도, 팽창각, 손상계수. 이를 위해 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 낮은 형상비를 가진 철근콘크리트 전단벽의 비선형 거동과 전단 파괴모드에 대한 이 주요 변수의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과에 기반하여 비선형 시간이력해석을 통해 강진 하의 원자로건물의 비선형 응답을 평가하였다.