• Earthquakes and Structures
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• 제8권3호
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• pp.665-679
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• 2015

The strain rate of reinforced concrete (RC) structures stimulated by earthquake action has been generally recognized as in the range from $10^{-4}/s$ to $10^{-1}/s$. Because both concrete and steel reinforcement are rate-sensitive materials, the RC beam-column joints are bound to behave differently under different strain rates. This paper describes an investigation of seismic behavior of RC beam-column joints which are subjected to large cyclic displacements on the beam ends with three loading velocities, i.e., 0.4 mm/s, 4 mm/s and 40 mm/s respectively. The levels of strain rate on the joint core region are correspondingly estimated to be $10^{-5}/s$, $10^{-4}/s$, and $10^{-2}/s$. It is aimed to better understand the effect of strain rates on seismic behavior of beam-column joints, such as the carrying capacity and failure modes as well as the energy dissipation. From the experiments, it is observed that with the increase of loading velocity or strain rate, damage in the joint core region decreases but damage in the plastic hinge regions of adjacent beams increases. The energy absorbed in the hysteresis loops under higher loading velocity is larger than that under quasi-static loading. It is also found that the yielding load of the joint is almost independent of the loading velocity, and there is a marginal increase of the ultimate carrying capacity when the loading velocity is increased for the ranges studied in this work. However, under higher loading velocity the residual carrying capacity after peak load drops more rapidly. Additionally, the axial compression ratio has little effect on the shear carrying capacity of the beam-column joints, but with the increase of loading velocity, the crack width of concrete in the joint zone becomes narrower. The shear carrying capacity of the joint at higher loading velocity is higher than that calculated with the quasi-static method proposed by the design code. When the dynamic strengths of materials, i.e., concrete and reinforcement, are directly substituted into the design model of current code, it tends to be insufficiently safe.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.17-26
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• 2023

강연선의 손상 및 파단위험에 대하여 적극적으로 대처하기 위해서는 기존의 사후 유지관리 체계만으로는 한계가 있으며 시설물의 내구성, 안전성 저하를 정량적으로 평가 및 예측하고 시설물의 자산가치를 고려한 합리적인 유지관리 체계의 구축이 요구된다. 따라서 가설앵커에 큰 결함이 발생하기 전 사전조치가 이루어지도록 하는 선제적 유지관리 방안을 고려해볼 가치가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 선제적 과긴장 공법을 고안하여 설계 및 현장시험을 통해 그 효과를 검토하고 신뢰성 기반 최적화 설계를 수행하여 저항계수를 산정하였다. 이때 과긴장 앵커의 흙막이 가시설 지지효과는 강연선 파단전 유효긴장력에 대한 강연선 파단후 잔존긴장력의 비를 이용하여 평가하였으며 저항계수는 각 확률변수에 대한 최적해를 Excel solver를 이용하여 구하고 이를 한계상태식에 적용하여 산정하였다. 연구결과 과긴장률이 125%~130%인 경우 강연선 파단 후에도 높은 흙막이 가시설 지지효과를 보였으며 최적화 설계결과 하중계수(γ)는 1.25, 저항계수 Φ₁, Φ₂, Φ₃은 0.7, 0.5, 0.6을 적용함이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.201-213
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• 2004

본 논문에서는 유전자 알고리즘과 보-기둥 접합부, 부재, 그리고 구조물 전체의 재료 및 기하학적 비선형 거동을 고려할 수 있는 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 반강접 강골조 구조물의 최적설계법을 제안하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형성을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 반강접 접합부 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 최적설계시 마이크로 유전자 알고리즘과 재생산을 위한 개체 선택 도구로 토너먼트 선택방법을 사용하였으며, 적합도 함수는 목적함수 및 벌칙함수로 나타낸 무제약 함수값의 조합으로 구성하였다. 목적함수로는 구조물의 중량을, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 사용하였다. 강접 및 반강접 접합부를 갖는 강골조 구조물의 최적설계결과의 비교를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.337-341
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• 2004

Engineering ceramics have superior heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. Consequently, these art significant candidates for hot-section structural components of heat engine and the inner containment of nuclear fusion reactor. Besides, some of them have the ability to heal cracks and great benefit can be anticipated with great benefit the structural engineering field. Especially, law fracture toughness of ceramics supplement with self-healing ability. In the present study, we have been noticed some practically important points for the healing behavior of silicon nitride, alumina, mullite with SiC particle and whisker. The presence of silicon carbide (SiC) in ceramic compound is very important for crack-healing behavior. However, self-healing of SiC has not been investigated well in detail yet. In this study, commercial SiC was selected as sample, which can be anticipated in the excellent crack healing ability. The specimens were produced three-point bending specimen with a critical semi-circular crack of which size that is about $50-700{\mu}m$. Three-point bending test and static fatigue test were performed cracked and healed SiC specimens. A monotonic bending load was applied to cracked specimens by three-point loading at different temperature. The purpose of this paper is to report Strength Properties and Elastic Waves Characteristics of Silicon Carbide with Crack Healing Ability.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.229-236
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• 2015

본 연구는 에폭시 아스팔트 포장 내부 상태 평가를 위해 이동 차량하중 모사가 가능한 회복탄성계수 실험과 LWD 실험을 수행하였다. 회복탄성계수 실험에서 측정된 변위는 일반 아스팔트와 달리 잔류변형이 매우 미소한 수준으로 탄성변형과 유사한 거동을 보여 정상 상태로 해석해도 무리가 없는 것으로 나타났다. 회복탄성계수에서 측정된 변위 결과를 처짐 탄성계수로 변환 후 1 SIGMA 단계를 적용하여 정상 처짐 탄성계수 범위를 산정하였다. $60^{\circ}C$에서의 파손 의심 처짐 범위와 하중-변위 선도 개형으로 포장 내부 상태를 예측하였다. 정상 표면처짐 구간인 $140{\mu}m$의 일부 구간에서 수분 침투 및 접착성능 저하가 관찰되었으나, 하중-변위 선도 개형에서 변곡점 발생 구간으로 확인되었다. 현장 확인 결과 제시된 기준은 높은 수준의 정확도를 보이는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권3호
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• pp.323-339
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• 2020

In steel framed-tube structures (SFTSs), the plastic hinges at beam-ends cannot be adequately improved because of the large cross sections of spandrel beams, which results in the lower ductility and energy dissipation capacities of traditional SFTSs. To address this drawback, high-strength steel fabricated SFTSs with bolted web-connected replaceable shear links (HSFTS-SLs) have been proposed. In this system, shear links use conventional steel and are placed in the middle of the deep spandrel beams to act as energy dissipative components. In this study, 2/3-scaled HSFTS-SL specimens were fabricated, and cyclic loading tests were carried out to study the seismic performance of both specimens. The finite element models (FEMs) of the two specimens were established and the numerical results were compared with the test results. The results showed that the specimens had good ductility and energy dissipation capacities due to the reliable deformation capacities. The specimens presented the expected failure modes. Using a shorter shear link can provide a higher load-carrying capacity and initial elastic lateral stiffness but induces lower ductility and energy dissipation capacity in HSFTS-SLs. The performance of the specimens was comparable to that of the original sub-structure specimens after replacing shear links. Additionally, the expected post-earthquake recoverability and resilience of the structures could be achieved by replacing shear links. The acceptable residual interstory drift that allows for easy replacement of the bolted web-connected shear link was 0.23%. The bolted web-connected shear links had reliable hysteretic responses and deformation capacities. The connection rotation had a notable contribution to total link rotation. The results of the numerical analysis run for the proposed FEMs were consistent with the test results. It showed that the proposed FEMs could be used to investigate the seismic performance of the HSFTS-SL.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.13-21
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• 2005

본 논문에서는 강아치교의 고등해석과 최적설계를 수행하였다. 고등해석은 해석시에 구조계와 그에 속한 부재의 강도와 안정을 직접 고려함으로서, 해석후 개별부재의 강도검토가 필요없는 설계방법을 지칭한다. 기하학적 비선형 효과를 고려하기 위하여 안정함수를 사용하였다. 잔류응력으로 인한 점진적인 소성화를 고려하기 위하여 CRC 접선 탄성계수를 사용하였다. 탄성강성에서 완전소성강성까지 점진적인 소성화를 나타내기 위하여 포물선 함수를 사용하였다. 최적화 기법으로는 수정된 단면점증법을 사용하였다. 수정된 단면점증법은 AASHTO-LRFD의 상관방정식으로 계산된 값중에서 최대값을 가지는 부재의 크기를 단계별로 증가시키는 방법이다. 목적함수는 구조물의 중량을 사용하였으며, 제약조건식은 구조시스템의 하중-저항능력 및 처짐 조건을 고려하였다. 제안된 방법에 의한 설계결과를 기존의 연구결과와 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.725-734
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• 2017

This paper investigated the effects of rebar corrosion on bond performance between rebar and two different concrete mixes (compressive strengths of 20.7 MPa and 44.4 MPa). The specimen was designed as a rebar centrally embedded in a 200 mm concrete cube, with two stirrups around the rebar to supply confinement. An electrochemical accelerated corrosion technique was applied to corrode the rebar. 120 specimens of two different concrete mixes with various reinforcing steel corrosion levels were manufactured. The corrosion crack opening width and length were recorded in detail during and after the corrosion process. Three different loading schemes: monotonic pull-out load, 10 cycles of constant slip loading followed by pull-out and varied slip loading followed by pull-out, were carried out on the specimens. The effects of rebar corrosion with two different concrete mixes on corrosion crack opening, bond strength and corresponding slip value, initial slope of bond-slip curve, residual bond stress, mechanical interaction stress, and energy dissipation, were discussed in detail. The mean value and coefficient of variation of these parameters were also derived. It was found that the coefficient of variation of the parameters of the corroded specimens was larger than those with intact rebar. There is also obvious difference in the two different concrete mixes for the effects of rebar corrosion on bond-slip parameters.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.45-51
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• 2015

최근 강화되는 연료소비율과 배기 규제에 대응하기 위해 자동차용 엔진에 다양한 신기술들이 적용되고 있다. 직접분사식 희박연소 엔진은 안정적인 성층혼합기 연소를 통해 연료소비율 및 배출가스 개선이 가능하지만 과잉공기 조건에서 상대적으로 높은 수준은 질소산화물의 배출은 해결되어야 할 과제이다. 본 연구에서는 직접분사식 희박연소 LPG 엔진에서 가변 밸브 기구를 이용한 흡기 및 배기밸브 시기의 변경이 엔진의 성능 및 배출가스에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 스로틀링을 하지 않은 부분부하 운전 조건에서 흡기밸브 열림 시기의 진각은 공기과잉률의 증가에 의한 질소산화물 배출 증가에 원인으로 작용하였다. 배기밸브 열림 시기를 진각할 경우 팽창일 감소와 펌핑손실 증가에 의해 연료 소비율이 악화되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권2호
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• pp.158-162
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• 2004

발전설비에서 용접 구조물의 신뢰성은 매우 중요하며, 구조물 신뢰성평가를 위해서는 재료물성의 정확한 평가에 근거되어야 한다. 발전설비의 건설중 용접부의 물성평가는 실제 용접부에서의 파괴시험이 어려우므로 현장 용접부와 유사하게 용접, 시험한 결과인 PQR(Procedure Qualification Record)에 의해서만 보증을 하고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 현장 용접부에 대하여 비파괴적으로 기계물성 측정이 가능한 연속압입시험법을 적용하였다. 연속압입시험법은 압입시 압입하중-깊이를 측정하여 항복강도, 인장강도 그리고 가공경화지수와 같은 기계적 특성들의 분석이 가능한 시험법으로, 화력 발전소 건설 및 운전중 주증기관과 재열증기관의 기계인장물성을 평가하기 위하여 적용하였다.