• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.263-272
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• 2003

내진상세가 적용되지 않은 RC중공구형단면 교각의 지진 시 거동특성 및 내진성능을 파악하기 위하여 축소모델 실험을 수행하였다. 축소모델은 교각의 소성힌지영역내에 동일한 위치에서 모든 주철근이 겹침이음된 모델과 연속된 철근을 사용하여 겹침이음을 없앤 모델로 설계하였다. 실험은 축력이 재하된 상태에서 준정적 반복하중을 재하하였다. 실험결과 겸침이음모델은 주철근의 겹침이음부에서의 부착파괴가 발생하였지만 비교적 큰 연성거동을 나타냈으며 연속철근을 사용한 모델은 전형적인 휨파괴 특성과 매우 큰 연성거동을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.309-318
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• 2013

본 논문에서는 일체식 교대 교량의 장대화 및 내진성능 향상을 위해 가장 중요한 역할을 하는 교대-H형 강말뚝 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 기존의 연결부의 균열형상을 파악하고, 이를 기반으로 새로운 형태의 연결부를 제안하기 위하여 철근을 활용하여 강성을 증가시키는 방법과 강말뚝의 형상을 개선하여 연성을 개선시키는 방법을 모색하였다. 먼저, 기존 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 연결부 주변에 PennDOT에 규정된 철근상세와 나선철근의 배치와 HSS 튜브를 사용하였으나, PennDOT의 철근 상세와 HSS 튜브는 연결부의 성능을 향상시키지 못 했으나, 나선철근은 균열을 효과적으로 차단시키는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 철근의 구속효과로 인해 강말뚝의 저항력이 변위에 선형적으로 비례하여 증가하므로 교량의 상부구조에 축력을 발생시키는 효과를 가져왔다. 따라서, 강말뚝의 형상을 개선하기 위하여 콘크리트 교대에 매입된 부분의 플랜지를 제거하는 방법과 콘크리트 외부에서 플랜지의 폭을 축소시키는 형태를 검토하였다. 두 가지 방안 모두 균열을 억제하는데 효과적인 방법이었으나, 플랜지를 제거하는 쪽의 연결부가 더욱 효과적이었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권5호
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• pp.427-441
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• 2024

Large-scale cantilever reinforced concrete (RC) columns with footing/stub were examined to determine their seismic response under a quasi-static increasing-magnitude cyclic lateral loading. Three-dimensional (3D) numerical models of RC columns with ductile and non-ductile reinforcement arrangements were developed in a Finite Element (FE) software, i.e., ABAQUS, to corroborate them with the experimental study conducted by the author. Both simulated models were validated with the experimental results in all respects, and the theoretical axial capacity of columns under concentric axial load (P₀) was calculated. Subsequently, a detailed parametric study was conducted by adopting the force and reinforcement variables. These variables include axial compression ratios (ACR) varying from 0.35P₀ to 0.7P₀ and the amount of lateral reinforcements taken as 0.33% and 1.31% representing the non-ductile and ductile columns, respectively. This research outcome conclusively quantifies the combined effect of ACR levels and lateral reinforcement spacing on the flexural response and ductility characteristics of RC columns. The comparative analysis reveals that increased ACR levels resulted in a severe reduction in strength, deformability and ductility characteristics of both ductile and non-ductile columns. Structural response of ductile columns at higher ACR levels was comparable to the non-ductile columns, nullifying the beneficial effects of ductile design provisions. Higher ACR levels caused decline in pre-peak and post-peak response trajectories, leading to an earlier attainment of peak response at lower drift levels.

• Earthquakes and Structures
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• 제24권6호
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• pp.439-453
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• 2023

Older brick masonry structures generally suffer from low strength defects. Using a cement mortar layer (CML) or steel-meshed cement mortar layer (S-CML) to reinforce existing low-strength brick masonry structures (LBMs) is still an effective means of increasing seismic performance. However, performance indices such as lateral displacement ratios and skeleton curves for LBMs reinforced with CML or S-CML need to be clarified in performance-based seismic design and evaluation. Therefore, research into the failure mechanisms and seismic performance of LBMs reinforced with CML or S-CML is imperative. In this study, thirty low-strength brick walls (LBWs) with different cross-sectional areas, bonding mortar types, vertical loads, and CML/S-CML thicknesses were constructed. The failure modes, load-carrying capacities, energy dissipation capacity and lateral drift ratio limits in different limits states were acquired via quasi-static tests. The results show that 1) the primary failure modes of UBWs and RBWs are "diagonal shear failure" and "sliding failure through joints." 2) The acceptable drift ratios of Immediate Occupancy (IO), Life Safety (LS), and Collapse Prevention (CP) for UBWs can be 0.04%, 0.08%, and 0.3%, respectively. For 20-RBWs, the acceptable drift ratios of IO, LS, and CP for 20-RBWs can be 0.037%, 0.09%, and 0.41%, respectively. Moreover, the acceptable drift ratios of IO, LS, and CP for 40-RBWs can be 0.048%, 0.09%, and 0.53%, respectively. 3) Reinforcing low-strength brick walls with CML/S-CML can improve brick walls' bearing capacity, deformation, and energy dissipation capacity. Using CML/S-CML reinforcement to improve the seismic performance of old masonry houses is a feasible and practical choice.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.727-736
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• 2000

본 연구에서는 궤도의 좌굴해석 및 그 결과를 통해 열차하중이 직선 및 곡선 장대레일 궤도의 온도좌굴 거동에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 차량을 고려한 온도좌굴 해석은 바퀴하중하에서 장대레일 궤도의 수직 처짐에 기인한 상향처짐을 결정하기 위해 유사정적 하중모델을 가정하였으며, 차량의 무게와 속도, 궤도의 곡률, 캔트, 그외의 열차와 궤도의 동적인 상호작용으로 인한 횡방향하중은 열차의 수직하중에 대한 수평하중 비에 포함하여 수행하였다. 수치적 해석을 통해 장대레일의 상부 및 하부좌굴온도를 구하였고, 이런 해석결과들을 기존의 열차하중을 포함하지 않은 정적 좌굴해석결과들과 비교하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.39-49
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• 2003

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 축력과 함께 반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 교각의 모멘트-곡률 포락곡선 및 하중-변위 포락곡선을 얻기 위한 비선형 해석방법을 제시한다. 철근콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 주요변수들에 대한 기존의 해석모델을 적용하였으며, 국내ㆍ외에서 수행된 나선철근 및 원형띠철근 기둥의 준정적 실험결과와의 비교 분석을 통하여 실험결과와 유사한 해석결과를 제공할 수 있도록 기존의 해석모델을 일부 수정 제안하였다. 해석에는 횡방향 구속효과를 고려한 콘크리트 모델, 반복하중을 받는 철근의 포락선 모델, 축방향철근의 부착슬립 모델, 전단변형 모델 등을 적용하였다. 제안된 해석방법은 실험결과를 비교적 잘 예측할 수 있는 것으로 평가되며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권2호
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• pp.235-255
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• 2016

This paper experimentally investigated the behavior of steel frame structures of traditional-style buildings subjected to combined constant axial load and reversed lateral cyclic loading conditions. The low cyclic reversed loading test was carried out on a 1/2 model of a traditional-style steel frame. The failure process and failure mode of the structure were observed. The mechanical behaviors of the steel frame, including hysteretic behaviors, order of plastic hinges, load-displacement curve, characteristic loads and corresponding displacements, ductility, energy dissipation capacity, and stiffness degradation were analyzed. Test results showed that the Dou-Gong component (a special construct in traditional-style buildings) in steel frame structures acted as the first seismic line under the action of horizontal loads, the plastic hinges at the beam end developed sufficiently and satisfied the Chinese Seismic Design Principle of "strong columns-weak beams, strong joints-weak members". The pinching phenomenon of hysteretic loops occurred and it changed into Z-shape, indicating shear-slip property. The stiffness degradation of the structure was significant at the early stage of the loading. When failure, the ultimate elastic-plastic interlayer displacement angle was 1/20, which indicated high collapse resistance capacity of the steel frame. Furthermore, the finite element analysis was conducted to simulate the behavior of traditional-style frame structure. Test results agreed well with the results of the finite element analysis.

• Earthquakes and Structures
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• 제21권6호
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• pp.641-652
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• 2021

Digging well foundation has been widely used in railway bridges due to its good economy and reliability. In other instances, bridges with digging well foundation still have damage risks during earthquakes. In this study, a new type of digging well foundation with prefabricated roots was proposed to reduce earthquake damage of these bridges. Quasi-static tests were conducted to investigate the failure mechanism of the root digging well foundation, and then to analyze seismic behaviors of the new type well foundation. The testing results indicated that these prefabricated roots could effectively limit the rotation and uplift of the digging well foundation and increase the lateral bearing capacity of the digging well foundation. The elastic critical load and ultimate load can be increased by 69% and 36% if prefabricated roots were added in the digging well foundation. The prefabricated roots drived more soil around the foundation to participate in working, the stiffness of the bridge pier with root digging well foundation was improved. Moreover, the root participation could improve the energy dissipation capacity of soil-foundation-pier interaction system. The conclusions obtained in this paper had important guiding significance for the popularization and application of the digging well foundation with prefabricated roots in earthquake-prone zones.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권2호
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• pp.217-235
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• 2024

Concrete-filled steel tubes (CFSTs) nowadays are widely used as the main parts of momentous structures, and its connection has gained increasing attention as the complexity in configuration and load transfer mechanism. This paper proposes a novel CFST pier-to-footing incorporating tube-confined RC encasement. Such an innovative approach offers several benefits, including expedited on-site assembly, effective confinement, and collision resistance and corrosion resistance. The seismic behavior of such CFST pier-to-footing connection was studied by testing eight specimens under quasi-static cyclic lateral load. In the experimental research, the influences on the seismic behavior and the order of plastic hinge formation were discussed in detail by changing the footing height, axial compression ratio, number and length of anchored bars, and type of confining tube. All the specimens showed sufficient ductility and energy dissipation, without significant strength degradation. There is no obvious failure in the confined footing, while local buckling can be found in the critical section of the pier. It suggests that the footing provides satisfactory strength protection for the connection.

• 대한조선학회지
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• 제26권4호
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• pp.81-93
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• 1989

본(本) 논문(論文)에서는 충돌(衝突)이나 중량물(重量物) 낙하(落下)등에 의한 사고하중(事故荷重)을 받는 해양구조물(海洋構造物)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 실용적(實用的)으로 추정(推定)할 수 있는 새로운 손상예측(損傷豫測) 모델을 제안(提案)한다. 본(本) 논문(論文)은 하중속도(荷重速度)가 비교적(比較的) 느리고 준정적(準靜的) 문제(問題)로서 다룰수 있는 경우만을 대상(對象)으로 하고 있다. 본연구(本硏究)에서 취급하는 원통부재(圓筒部材)는 양단단순(兩端單純) 지지(支持)되어 있고 축방향(軸方向)의 변위(變位)는 구속(拘束)되어 있으며, 하중(荷重)은 부재(部材)의 중앙위치(中央位置)에서 횡방향(橫方向)으로 작용(作用)한다고 가정(假定)한다. 지금까지의 연구성과(硏究成果) 및 본(本) 연구(硏究)에서 직접(直接) 수행(遂行)한 실험결과(實驗結果)를 바탕으로 사고하중작용시(事故荷重作用時)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상변형거동(損傷變形擧動)을 상세(詳細)히 파악(把握)하고, 국부(局部) Dent 손상(損傷) 및 전체적(全體的)인 굽힘 처짐의 상관효과(相關效果)를 고려(考慮)한 하중-손상변형(荷重-損傷變形) 관계식(關係式)을 도출(導出)하였으며, 실제적(實際的)인 원통부재(圓筒部材)에 대한 실험결과(實驗結果)와 본연구(本硏究)에서 제안(提案)한 예측(豫測) 모델에 의한 추정결과(推定結果)는 잘 대응(對應)하고 있다는 것을 확인(確認)하였다. 특(特)히, 이 같은 하중상태하(荷重狀態下)에서의 실제부재(實際部材)의 손상변형거동(損傷變形擧動)에 대하여는 국부(局部) Dent 손상(損傷)과 전체적(全體的)인 굽힘처짐의 상관효과(相關效果)가 매우 크다는 것을 알았으며, 본예측(本豫測) 모델은 이들의 효과(效果)도 잘 나타내고 있다.