• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권5호
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• pp.671-680
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• 2022

The shear capacity of beams is an essential parameter in designing beams carrying shear loads. Precise estimation of the ultimate shear capacity typically requires comprehensive calculation methods. For steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams, traditional design methods may not accurately predict the interaction between different parameters affecting ultimate shear capacity. In this study, artificial neural network (ANN) modeling was utilized to predict the ultimate shear capacity of SFRC beams using ten input parameters. The results demonstrated that the ANN with 30 neurons had the best performance based on the values of root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (R²) compared to other ANN models with different neurons. Analysis of the ANN model has shown that the clear shear span to depth ratio significantly affects the predicted ultimate shear capacity, followed by the reinforcement steel tensile strength and steel fiber tensile strength. Moreover, a Genetic Algorithm (GA) was used to optimize the ANN model's input parameters, resulting in the least cost for the SFRC beams. Results have shown that SFRC beams' cost increased with the clear span to depth ratio. Increasing the clear span to depth ratio has increased the depth, height, steel, and fiber ratio needed to support the SFRC beams against shear failures. This study approach is considered among the earliest in the field of SFRC.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권6호
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• pp.393-404
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• 2023

This paper presents the application of hybrid-simulation-based adapter elements for the non-linear two-scale analysis of reinforced concrete frames with masonry infills under seismic-like demands. The approach provides communication and distribution of the computations carried out by two or more remote or locally distributed numerical models connected through the OpenFresco Framework. The modeling consists of a global analysis formed by macro-elements to represent frames and walls, and to reduce global degrees of freedom, portions of the structure that require advanced analysis are substituted by experimental elements and dimensional couplings acting as interfaces with their respective sub-assemblies. The local sub-assemblies are modeled by solid finite elements where the non-linear behavior of concrete matrix and masonry infill adopt a continuum damage representation and the reinforcement steel a discrete one, the conditions at interfaces between concrete and masonry are considered through a contact model. The methodology is illustrated through the analysis of a frame-wall system subjected to lateral loads comparing the results of using macro-elements, finite element model and experimental observations. Finally, to further assess and validate the methodology proposed, the paper presents the pushover analysis of two more complex structures applying both modeling scales to obtain their corresponding capacity curves.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.697-704
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• 2008

이 논문은 외부 강선으로 보강된 PSC 교량의 시공단계가 고려된 비선형거동 예측을 위한 연구이다. 해석시 비부착 텐던 요소와 유연도법에 근거한 보-기둥 요소를 사용하였다. 비부착 텐던 모델은 PSC 구조물의 콘크리트내의 텐던의 거동을 모사하며 포스트텐션 (posttensioned) 구조물의 프리스트레싱력과 전달을 효율적으로 모사할 수 있다. 이 모델은 여러 절점과 세그먼트로 구성되며 PSC 구조물내의 같은 위치의 텐던을 하나의 텐던 요소로 모사할 수 있다. 보-기둥 요소는 분산균열 개념에 기초한 철근콘크리트 비선형 재료모델을 포함하고 있다. 유연도법에 근거하여 유도된 보-기둥 요소의 각각의 파이버는 콘크리트와 철근의 일축 거동을 모사한다. 보-기둥요소와 비부착 텐던 요소는 RC 및 PSC 구조물의 상세 비선형해석을 수행할 수 있는 RCAHEST (reinforce concrete analysis in higher evaluation system technology)에 이식하였다. 외부 강선으로 보강된 PSC 구조물에 대한 수치기법은 신뢰성 있는 실험 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.11-19
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• 2005

건축 구조물의 내진 설계는 탄성 정적 방법에 기초하고 있으나, 강진시 구조물의 실제 거동은 비탄성 동적이기 때문에 설계 규준의 적합성을 판단하기 위해서는 비탄성 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 철근 콘크리트 특수 모멘트 저항 골조 건물을 선택하여 IBC 2003에 따라 설계한 후, 선택된 부재들의 최대 소성 회전, 소산 에너지를 구하여, 건물의 비탄성 거동이 규준에서 의도한 거동을 보이는 지를 검토함과 동시에 층간변위률 요구값을 구하여 설계 한도를 만족하는 지를 조사하였다. 더불어 비횡력 저항 시스템인 내부 모멘트 저항 골조의 해석시 포함 여부의 영향도 함께 조사하였다. 해석 결과 IBC 2003에 의해 설계된 건물은 규준이 의도한 비탄성 거동을 보여주었으며 층간변위률 또한 설계한도를 만족하였다. 그리고, 내부 모멘트 저항 골조는 지진 해석 결과에 중요한 영향을 미치므로 해석 모델에 반드시 포함되어야 함을 알수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.268-274
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• 2013

항공기 날개 앞전의 레이더흡수구조 최적화를 위한 목적함수를 정의하였으며, 유전체로 구성된 단층형 레이더흡수구조를 설계하였다. 설계변수는 흡수체의 복소유전율이며 반사계수와 레이더반사면적을 각각 목적함수로 사용하였다. 반사계수는 계산이 간단하여 최적화에 효과적으로 사용될 수 있지만 대상물을 평판형태로 가정하기 때문에 구조물의 형상을 충분히 반영하기 어렵다. 반면 레이더반사면적은 형상을 충분히 반영할 수 있지만 계산에 많은 시간이 요구된다. 반사계수는 전송선로이론을 통하여 계산하였으며, 레이더반사면적은 형상조건을 반영하기 위하여 날개 앞전 부분모델에 대해 물리광학법을 사용하여 평가하였다. 최적설계는 유전자알고리즘을 사용하였고, 설계된 레이더흡수구조를 날개 앞전에 적용하여 레이더반사면적을 계산함으로써 레이더흡수 성능을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.117-126
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• 2010

본 논문은 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 휨 실험과 해석을 통하여 패널의 보강효과에 대하여 알아보고자 한다. FRP 복합재료 패널은 전통적인 재료인 강재와 콘크리트에 비해 단위 무게당 강도 및 강성이 크고 부식에 대한 높은 저항성, 절연성, 고내구성 및 낮은 열전도성 등 우수한 물성으로 유지관리 측면에서 매우 유리하여 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 극한 하중을 예측하고 실험을 수행하여 그 보강효과에 대한 고찰하였다. 복합재료 패널은 복합재료 패널 층의 유리섬유직조 형태에 따라 LT, DB, DBT로 구분하고 복합재료 패널의 층 개수에 따라 2ply, 3ply로 구분하였다. 실험을 수행한 결과, 해석과 일치하였으며 복합재료 패널로 보강한 철근 콘크리트 보가 극 한강도 측면에서 효율적이었다는 결론도 얻었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권5호
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• pp.823-840
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• 2016

The plastic hinge lengths of beams and columns are a critical demand parameter in the nonlinear analysis of structures using the finite element method. The numerical model of a plastic hinge plays an important role in evaluating the response and damage of a structure to earthquakes or other loads causing the formation of plastic hinges. Previous research demonstrates that the plastic hinge length of reinforced concrete (RC) columns is closely related to section size, reinforcement ratio, reinforcement strength, concrete strength, axial compression ratio, and so on. However, because of the limitations of testing facilities, there is a lack of experimental data on columns with large section sizes and high axial compression ratios. In this work, we conducted a series of quasi-static tests for columns with large section sizes (up to 700 mm) and high axial compression ratios (up to 0.6) to explore the propagation of plastic hinge length during the whole loading process. The experimental results show that besides these parameters mentioned in previous work, the plastic hinge of RC columns is also affected by loading amplitude and size effect. Therefore, an approach toward considering the effect of these two parameters is discussed in this work.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.311-318
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• 2006

GFRP를 이용하여 종방향 철근의 겹침이음이 존재하는 원형RC 교각의 내진보강 성능을 파악하기 위해 5개의 실물규모 실험체를 제작하여 실험하였다. 대상교각은 1979년에 완공된 후 현재 공용중인 비내진 원형 RC교각으로 겹침이음된 종방향 철근의 부착파괴에 의한 급작스런 파괴가 예상된다. GFRP 래핑(Wrapping)으로 보강된 교각들의 내진성능은 매우 향상되었다. 하지만, 예상한 휨파괴는 발생하지 않았고, 종방향 철근은 항복하지 않았다. 보강된 교각의 파괴양상은 겹침이음된 종방향 철근의 지연된 부착파괴로 판단된다. 제안된 GFRP 보강설계법을 실험적으로 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.918-925
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• 2017

함정 외부 탑재 장비의 복잡한 형상에 의해서 발생하는 다중반사는 경로를 예측하기 어렵고 높은 RCS(Radar Cross Section)의 원인이 된다. 따라서 함정의 외부 탑재 장비의 최적배치 설계가 RAS(Radar Absorbing Structure) 방법으로 고려되어야 한다. 본 논문에서는 함정 외부 탑재 장비에서 발생하는 다중반사와 RCS를 최소화하기 위하여 함정 외부 탑재 장비 최적배치를 수행하였다. 외부 탑재 장비 최적배치에 사용된 알고리즘은 순차적 내림차순 방법을 이용하였다. 함정 외부 탑재 장비 최적배치를 수행하기 위하여 LCS-2 type을 해석 모델로 선정하였다. 계산 비용을 줄이기 위해서 장비의 기여도 분석 및 다중반사 경로 분석 등을 통해 최적 배치를 수행할 장비를 선정하였고 최적배치를 통해 RCS가 최소가 되는 최적배치 위치를 도출하였다. 또한 RCS 변화에 따른 레이다의 탐지거리 변화율을 이용하여 RCS 감소효과를 분석 하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.257-264
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• 2021

본 연구는 완전비선형 Boussinesq 방정식 모델인 FUNWAVE-TVD 모델을 이용하여 비선형 불규칙파에 의한 해안구조물의 월파량을 산정할 수 있는 수치모형을 수립한 것이다. 여기서는 EurOtop(2018)의 월파량 산정 식 및 Goda(2009)의 경험식을 코딩하여 FUNWAVE-TVD 모델의 서브루틴으로 추가하고 수치모형을 수립하였다. 모형의 검증은 직립구조물에 대한 비선형 불규칙파의 월파량을 수치계산하고 EurOtop(2018)에 제시된 실험 결과와 비교하여 수행하였다. EurOtop 식에 의한 수치계산 결과는 비쇄파 조건의 경우 모든 상대여유고(Rc/Hmo) 구간에서 실험결과와 매우 잘 일치하였으며, 경험식에 의한 수치계산 결과는 R_c/H_mo < 0.8 구간에서는 실험 결과보다 과소평가 되었고 R_c/H_mo < 0.8의 구간에서는 실험 결과보다 과대평가 되었다. 쇄파조건의 경우 본 모형의 결과는 R_c/H_mo ≤ 1.35의 exponential curve나 R_c/H_mo > 1.35의 power curve 구간 모두에서 실험 결과를 잘 재현하였다. 따라서 본 수치모형은 직립구조형식의 호안구조물에서 비선형 불규칙파에 의한 월파량을 정도 높게 모의할 수 있음을 확인하였다.