• Steel and Composite Structures
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• 제4권2호
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• pp.149-167
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• 2004

Offshore platforms have to serve in harsh environments and hence are likely to be damaged due to wave induced fatigue and environmental corrosion. Welded tubular joints in offshore platforms are most vulnerable to fatigue damage. Such damages endanger the integrity of the structure. Therefore it is all the more essential to assess the capacity of damaged structure from the point of view of its safety. Eight internally ring stiffened fatigue damaged tubular joints with nominal chord and brace diameter of 324 mm and 219 mm respectively and thickness 12 mm and 8 mm respectively were tested under axial brace compression loading to evaluate the reserve capacity of the joints. These joints had earlier been tested under fatigue loading under corrosive environments of synthetic sea water and hence they have been cracked. The extent of the damage varied from 35 to 50 per cent. One stiffened joint was also tested under axial brace tension loading. The residual strength of fatigue damaged stiffened joint tested under tension loading was observed to be less than one fourth of that tested under compression loading. It was observed in this experimental investigation that in the damaged condition, the joints possessed an in-built load-transfer mechanism. A bi-linear stress-strain model was developed in this investigation to predict the reserve capacity of the joint. This model considered the strain hardening effect. Close agreement was observed between the experimental and predicted results. The paper presents in detail the experimental investigation and the development of the analytical model to predict the reserve capacity of internally ring stiffened joints.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.677-689
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• 2020

A building structural system of moment resisting frame (MRF) with concrete filled steel tubular (CFST) columns and wide flange H beams, is one of the most conveniently constructed structural systems. However, there were few studies on evaluating seismic performance of full-scale CFST columns under high axial compression. In addition, some existing famous design codes propose various limits of width-to-thickness ratio (B/t) for steel tubes of the ductile CFST composite members. This study was intended to investigate the seismic behavior of CFST columns under high axial load compression. Four full-scale square CFST column specimens with a B/t of 42 were carried out that were subjected to horizontal cyclic-reversal loads combined with constantly light, medium and high axial loads and with a linearly varied axial load, respectively. Test results revealed that shear strength and deformation capacity of the columns significantly decreased when the axial compression exceeded 0.35 times the nominal compression strength of a CFST column, P₀. It was obvious that the higher the axial compression, the lower both the shear strength and deformation capacities were, and the earlier and faster the shear strength degradation occurred. It was found as well that higher axial compressions resulted in larger initial lateral stiffness and faster degradation of post-yield lateral stiffness. Meanwhile, the lower axial compressions led to better energy dissipation capacities with larger cumulative energy. Moreover, the study implied that under axial compressions greater than 0.35P₀, the CFST column specimens with B/t limits recommended by AISC 360 (2016), ACI 318 (2014), AIJ (2008) and EC4 (2004) codes do not provide ultimate interstory drift ratio of more than 3% radian, and only the limit in ACI 318 (2014) code satisfies this requirement when axial compression does not exceed 0.35P₀.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권2호
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• pp.108-113
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• 2009

This paper presents a experimental results for the performance evaluation of a double-bumped air foil bearing. The test results of a double-bumped AFB is compared with a single-bumped AFB at a heavily-loaded condition. The diameter of the test bearing is 50 mm, and the axial length is 50 mm. Nominal clearance of the single-bumped AFB is evaluated as $105{\mu}m$, and that of the double-bumped AFB is as $95{\mu}m$. The test of the AFBs are demonstrated at 3 test mode; the load variation mode, the speed variation mode, and start-stop mode. The single-bumped AFB demonstrated a upward load-carrying capacity of 95 N and a downward load-carrying capacity of 130 N at 20,000 rpm. The double-bumped AFB demonstrated a upward load-carrying capacity of 170 N and a downward load-carrying capacity of 170 N at 20,000 rpm. The single-bumped AFB demonstrated a downward lift-off speed of 16,300 rpm at 105 N. The double-bumped AFB demonstrated a downward lift-off speed of 15,400 rpm at 105 N. The start-stop test of the AFBs assure 5,000 cycle endurance life. The test results are compared with the theoretical calculation results. The test and theorectical results show thata double-bump air foil bearing provides a higher load-carrying capacity, stiffness and damping than a single-bump air foil bearing in a heavily-loaded condition.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 풍화암에 근입된 강관 매입말뚝의 안전율 제안을 위하여 정재하시험과 동재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 0.508, 0.457m 인 시험말뚝을 제작하여 정재하시험(14회)과 동재하시험(EOID 14회, Restrike 14회)을 실시하였다. 이때, 재하시험은 시험말뚝 시공완료 후 (1)초기동재하시험(EOID)을 수행하였으며, (2)시공완료 28일 후 정재하시험을 시행하였으며, (3)정재하시험 완료 후 15일 후에 재항타동재하시험(Restrike)을 실시하였다. 본 연구 결과 Davisson 판정법의 동재하시험을 이용한 지지력 산정 결과 정재하시험 대비 재항타동재하시험은 약 15% 낮게 나타났다. 정재하시험과 동재하시험의 지지력 분석을 통하여 안전율을 비교하였고, 최종적으로 동재하시험 안전율을 기존 2.0에서 1.75로 수정 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권3호
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• pp.623-639
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• 2015

Self-compacting Concrete (SCC) Filled Square steel Tubes (SCFST) was used to strengthen square RC columns. To establish the efficiency of this strengthening method, 17 columns were tested under axial compression loading including 3 RC columns without any strengthening (WRC), 1 RC column strengthened with concrete jacket (CRC), 13 RC columns strengthened with self-compacting concrete filled square steel tubes (SRC). The experimental results showed that the use of SCFST is interesting since the ductility and the bearing capacity of the RC columns are greatly improved. The improvement ratio is significantly affected by the nominal wall thickness of steel tubes (t), the strength grade of strengthening concrete (C), and the length-to-width ratio (L / B) of the specimens. In order to quantitatively analyze the effect of these test parameters on axial loading behavior of the SRC columns, three performance indices, enhancement ratio (ER), ductility index (DI), and confinement ratio (CR), were used. The strength of the SRC columns obtained from the experiments was then employed to verify the proposed mode referring to the relevant codes. It was found that codes DBJ13-51 could relatively predict the strength of the SRC columns accurately, and codes AIJ and BS5400 were relatively conservative.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.137-140
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• 2006

In this study, a seismic performance of reinforced concrete columns strengthened by a sprayed fiber reinforced polymer (SFRP) is investigated. For this purpose, six column specimens approximately scaled into 2/3, are designed and tested under a constant axial load, 10% of the nominal axial strength of column, and pseudo-static reversed cyclic lateral loading system. Four specimens are strengthened by Sprayed FRP using different combinations of short fibers (carbon or glass fiber) and resins (epoxy or vinyl esther). For comparison, the test investigated in this study also includes a specimen strengthened using carbon fiber reinforced polymer (CFRP), and also a control specimen without strengthening. The results revealed that specimens strengthened using SFRP showed a improved structure behavior, compared to control specimen, in terms of strength, ductility, lateral drift capacity, and energy-absorbtion capacity. In addition, compared to the specimen strengthened using CFRP, Sprayed FRP-strengthened specimens reasonably showed a equivalent seismic performance.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.17-25
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• 2017

본 연구에서는 매입식 PHC 기성말뚝에 대한 포스트 그라우팅 공법을 적용하고, 정재하 실험을 수행하여 포스트그라우팅 공법의 지지력 증강효과를 확인하였다. 그라우팅 압력은 1.9MPa 및 3.5MPa을 적용하였으며, 그라우팅을 수행하지 않은 미보강 말뚝과의 지지력을 비교하였다. 정재하 실험 결과를 바탕으로 PHC 말뚝의 지지력을 분석한 결과, 말뚝의 항복 하중은 약 3배 이상 증가하였으며 설계효율은 당초 32%에서 97%로 증가하였다. 또한, 그라우팅 공법을 적용한 말뚝의 축방향 강성은 그라우팅 주입압의 약 1.3배 비율로 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.505-511
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• 2005

본 연구에서는 콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 중요한 요인으로 보고되고 있는 콘크리트 강도, 횡보강근 체적비, 축력비를 실험변수로 하여 반복하중을 받는 고강도콘크리트 교각의 실험적 연구를 수행한 후 채택된 변수에 따른 교각의 파괴형태, 휨거동, 내진성능을 비교분석하고 기준식 및 제안식의 적용가능성을 검토하였다. 실험결과 철근콘크리트 교각의 하중-변위 관계에서 ACI규준에 의한 횡보강근 체적비보다 $44\%$증가시킨 경우 최대내력 이후 보다 안정된 이력거동 양상을 나타내었다. 기둥 하부에서 1.0D 떨어진 구간에서 주근 및 횡보강근이 큰 변형도를 보이고 있어 철근콘크리트 교각의 연성을 향상시키기 위해서는 주근의 좌굴을 방지하기 위한 횡보강근의 세심한 고려가 요구된다. 반복하중을 받는 교각의 휨강도는 ACI 규준식에 의한 이론 값보다 약 $20\%$ 증가된 값을 보이고 있어 ACI 규준식은 휨강도를 안전적으로 평가하는 것으로 나타났다. 시험체별 변위연성을 비교한 결과 횡보강근 체적비가 증가할수록 그리고 작용 축력비 및 콘크리트 압축강도가 감소할수록 변위 연성이 증가하는 경향을 나타내고 있어 철근콘크리트 교각의 연성에 횡보강근 체적비와 축력비 및 콘크리트의 압축강도가 중요한 요인으로 작용할 것으로 예상된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.357-366
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• 2010

이 연구에서는 경계부재내에 다양한 형태의 횡보강근 상세를 가진 전단벽에 대한 실험연구를 다루고자 한다. 연구의 주요 내용은 시공성 개선을 위해 사각나선 횡보강근과 헤드가 있는 크로스타이로 전단벽의 경계부재내 콘크리트를 구속함에 따른 거동을 실험적으로 관찰하는 것이다. 이 두 가지 상세는 공장에서 제작된 후 현장에서 조립만 할 경우, 현장작업량을 줄일 수 있는 상세로 고려될 수 있으며, 이 연구에서는 이 두 가지 상세를 가진 전단벽에 대한 구조성능을 구명하고자 한다. 실험의 주요변수는 경계부재내 횡보강근의 형태로서 기존의 띠철근, 사각나선근, 그리고 기존 크로스타이와 헤드가 있는 크로스타이를 사용한 경우로서, 총 4개의 바벨형상의 전단벽 실험체를 제작하고 일정 축력 아래에서 반복하중 실험을 통하여 그 성능을 평가한다. 콘크리트 공칭강도의 10%의 일정축력 작용상태에서 횡방향 반복가력을 실시하여 구조성능을 평가한다. 실험 결과 전단벽의 경계부재내 시공성 개선을 위해 제안된 사각나선근과 기계적 정착장치를 사용함으로써 재래의 보강방법과 거의 동등한 구조성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 띠철근의 직경이 크고 횡보강근의 체적비가 다소 높은 SW-Hh시험체가 항복 이후 균열이 닫힌 다음 강성이 높아짐으로 인하여 전체적인 소산에너지 면적이 다른 시험체에 비하여 높게 나타났으나 최대강도 도달 이후 내력이 다소 급격히 저하되는 것으로 나타나 강도와 연성의 확보측면에서 횡보강근의 체적비와 함께 간격에 대한 고려가 필요한 것으로 판단된다.