• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.789-798
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• 2008

강성도법에서는 평형상태의 해석을 통해 구조물의 변위를 바로 산정할 수 있다. 그러나 변위형상함수를 사용하여 강성행렬과 부재내력의 계산이 근사적으로 수행되므로 유연도법에 비해 정확도가 낮은 단점이 있다. 종래의 유연도법에서는 변위형상 함수를 사용하지 않고 평형방정식을 만족하는 단면력-절점력 관계를 사용하여 단면력을 산정하므로 요소 내의 모든 단면에서 평형방정식을 만족시킬 수 있다. 그러나 유연도법은 강성도법에 비해 요소상태의 결정이 용이하지 않은 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 강성도법과 유연도법의 장점을 활용하여 강-콘크리트 합성구조물의 비선형해석을 위한 새로운 화이버 유한요소 혼합법(mixed method)을 개발하였다. 제안된 방법은 하중제어를 통한 Newton 방법을 사용하고 수치해석적으로 효과적이고 수렴성이 우수한 증분할선탄성계수법에 기반을 두고 있다. 또한 제안된 방법을 사용하여 강-콘크리트 합성구조물을 해석하였고 그 결과를 상용프로그램인 ABAQUS와 비교하였다. 그 결과 제안된 방법은 강-콘크리트 합성구조물의 비선형 거동을 정확하게 평가하였고 경제성이 매우 우수한 방법으로 입증되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.215-224
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• 2019

최근 복잡해지는 토목 공사 현장에서 요구되는 수요에 적합한 다기능 지오텍스타일의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 5종류의 위킹사를 섬유의 특성을 분석하고 요구 특성에 만족하는 위킹사를 선택하였고, 이 중에서 2종류의 위킹사를 적용하여 수평 위킹 배수 특성을 지니면서 보강에 적합한 지오텍스타일을 시제품을 개발하여 인장 강도, 2% 시컨트 모듈러스, 수직 투수율, 유효구멍크기, 직접 전단법에 의한 마찰 특성 및 수직·수평 위킹 시험을 수행하였다. 본 연구를 통해서 개발 된 수평 배수 특성과 분리 및 보강 성능을 지닌 지오텍스타일을 실내 토조실험을 통하여 수평배수능력에 따른 풍화토 함수비 변화를 관찰하였으며, 개발된 지오텍스타일의 위킹성능에 의한 수평배수능력을 검증하였다. 실내 토조 실험 결과 위킹사를 적용하여 직조된 지오텍스타일은 수평방향으로의 과잉간극수를 배출하는 기능을 충분히 발휘하는 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권1호
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• pp.95-110
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• 2014

The study deals with physical modeling of space frame-pile foundation and soil system using finite element models. The superstructure frame is analyzed using complete three-dimensional finite element method where the component of the frame such as slab, beam and columns are descretized using 20 node isoparametric continuum elements. Initially, the frame is analyzed assuming the fixed column bases. Later the pile foundation is worked out separately wherein the simplified models of finite elements such as beam and plate element are used for pile and pile cap, respectively. The non-linear behaviour of soil mass is incorporated by idealizing the soil as non-linear springs using p-y curve along the lines similar to that by Georgiadis et al. (1992). For analysis of pile foundation, the non-linearity of soil via p-y curve approach is incorporated using the incremental approach. The interaction analysis is conducted for the parametric study. The non-linearity of soil is further incorporated using iterative approach, i.e., secant modulus approach, in the interaction analysis. The effect the various parameters of the pile foundation such as spacing in a group and configuration of the pile group is evaluated on the response of superstructure owing to non-linearity of the soil. The response included the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The non-linearity of soil increases the top displacement in the range of 7.8%-16.7%. However, its effect is found very marginal on the absolute maximum moment in columns. The hogging moment decreases by 0.005% while sagging moment increases by 0.02%.

• Computers and Concrete
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• 제13권1호
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• pp.49-70
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• 2014

Steel fiber-reinforced concrete (SFRC) is known as one of the efficient modern composites that can greatly enhance the material performance of cracked concrete in tension. Such improved tensile resistance mechanism at crack interfaces in SFRC members can be heavily influenced by methodologies of treatments of crack direction. While most existing studies have focused on developing the numerical analysis model with the rotating-angle theory, there are only few studies on finite element analysis models with the fixed-angle model approach. According to many existing experimental studies, the direction of principal stress rotated after the formation of initial fixed-cracks, but it was also observed that new cracks with completely different angles relative to the initial crack direction very rarely occurred. Therefore, this study introduced the direct tension force transfer model (DTFTM), in which tensile resistance of the fibers at the crack interface can be easily estimated, to the nonlinear finite element analysis algorithm with the fixed-angle theory, and the proposed model was also verified by comparing the analysis results to the SFRC shear panel test results. The secant modulus method adopted in this study for iterative calculations in nonlinear finite element analysis showed highly stable and fast convergence capability when it was applied to the fixed-angle theory. The deviation angle between the principal stress direction and the fixed-crack direction significantly increased as the tensile stresses in the steel fibers at crack interfaces increased, which implies that the deviation angle is very important in the estimation of the shear behavior of SFRC members.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2804-2811
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• 2012

본 연구에서는 직접변위기반 설계법에 의하여 철근콘크리트 기둥이 목표변위에 도달하도록 하는 보강설계를 수행하였다. 철근콘크리트 기둥의 비선형 거동은 등가 선형 시스템으로 단순화하여 해석한다. 먼저 목표변위를 결정하고, 단자유도 시스템의 등가고유주기를 추정하기 위하여 탄성 변위스펙트럼을 작성하였다. 고유주기가 결정되면 시스템의 질량을 근거로 강성을 이용하여 요구강도를 계산한다. 이후 비선형 층상화 단면해석을 통해 얻어진 하중-변위관계에 따라 요구강도를 만족하는 보강설계를 수행하였다. 비선형 층상화 단면해석 프로그램을 개발하고 보강설계 절차를 제안하였으며 이를 적용한 결과, 보강설계를 통해 보강한 철근콘크리트 기둥은 보강하지 않은 기둥과 비교하여 내진 성능이 향상 된 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.759-767
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• 2000

본 연구는 화재발생후에 시간경과에 따른 콘크리트충전 강관기둥의 내력변화를 파악하고 인장강도시험을 통해 내화실험이전과 후의 항복강도, 인장강도, 평균연신율 및 탄성계수 등에 대하여 각 단계별 하중에 따른 변형률을 비교측정하였다. 화재를 입은 강관내의 충전콘크리트의 물성변화(압축강도 및 탄성계수시험)를 파악하기 위하여 화재실험후 강관중심부에서 코아시험체를 채취하여 압축강도를 측정하고 탄성계수의 측정은 응력에 의한 변형률을 측정하였으며, 대상실험체의 화재온도를 추정하기 위하여 시차열분석을 실시하였다. 이러한 실험결과로부터 얻어진 자료를 평가하여, 향후 콘크리트 충전강관의 내화설계 구조규준제정에 필요한 기초자료를 제시하는데 그 목적이 있다.

• 전산구조공학
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• 제9권1호
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• pp.151-159
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• 1996

구조용 콘크리트의 비선형 거동을 예측하기 위하여, 압축강도 연화현상, 거시적 및 회전균열모델등의 내용을 포함하고 있는 압축장 응력장 이론(CFT)에 근거한 유한요소법이 개발/제시되었다. 또한, 이와 관련하여 CFT가 암시하는 탄젠트 및 세칸트 재료강성이 반복계산해법의 관점에서 정의/논의되었다. 최종적으로 계산상의 효율성 증대 및 최대하중 이후의 거동 포착에 주안점을 두어 초기재료 강성을 채택한 변위증분법 논리 및 빠른 수렴을 위한 Over-Relaxtion방법이 Isoparametric계의 8-Node요소에 포함/유도되었다. 이와 같이하여 제시된 비선형 해석 프로그램 NASCOM은 응력 혼돈지역에 위치하는 콘크리트 평면요소의 하중 지지능력, 탄성범위 이후의 변형 특성, 균열양상 및 보강근의 항복범위등의 예측을 가능하게 하였다. NASCOM의 제한된 검증을 위하여, Cervenka의 판넬 시험결과에 대한 하중지지능력 및 변형이력등을 예측한 결과가 전체적인 의미에서 실험결과와 상응하는 일치를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.101-108
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• 2008

본 연구에서는 철근과 같은 기계적 맞물림 현상을 활용하기 위하여 이형리브가 형성되어 있는 GFRP 보강근을 제작하여 철근대체 재료로 사용하기 위해 FRP 보강근의 부착성능을 규명하고자 한다. 하지만 지금까지 많은 기존 연구자들이 부착성능에 대한 실험으로 단순 1방향(수직, 수평)인장실험으로 철근과 콘크리트 또는 FRP 보강근과 콘크리트사이의 부착특성을 고찰하여 두 재료 사이의 부착-슬립에 관한 제안식을 도출해왔다. 국내에서는 아직까지 GFRP 보강근의 부착에 대한 관심이 증대대고 있는 실정이지만 피로부착에 관한연구는 미흡한 편이이어서 GFRP 보강근의 피로 연구가 필요로 하다. 본 연구에서는 BRITISH STANDARD에서 규정하고 있는 방법에 의하여 휨 부착 시험체를 제작하여 정적 휨 부착실험 최대파괴하중의 70% ~ 90%의 하중으로 반복하중재하 후 정적실험을 통하여 GFRP로 보강된 콘크리트 피로부착 성능을 검증하였다.

• 지질공학
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• 제3권1호
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• pp.1-20
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• 1993

본 연구에서는 절리면에서의 전단거동 특성을 규명하기 위해 총 37개의 편마암종 코아 시편들을 대상으로 Portable Direct Shear Box를 이용하여 실내 직접전단시험을 수행하였다. 시편들에 가해진 최대 수직응력의 범위는 $5.60~25.67kg/\textrm{cm}^2$이었으며, 전단하중을 점진적으로 가중시키는 다단계 전단시험법에 준하여 실험하였다. 이러한 방법에 의한 실험결과들을 분석하여 절리면의 전단강도에 관한 경험식들을 제시하였으며, 전단거동에 영향을 미치는 역학적 파라미터들을 도출하여 상호 비교 분석하였다. 절리조도계수에 따른 전단강성의 변화는 수직응력이 증가함에 따라 시편의 절리조도계수가 클수록 전단강성의 값도 급증하는 경향을 보이며, 본 실험에 적용한 최대 수직응력 하에서 구한 평균 할선 전단강성은 약 $110.68kg/\textrm{cm}^3$였다. 또한 수직응력이 증가함에 따라 시편의 깅이와 전단강성 사이에는 크기효과(size effect)에 의한 반비례 관계를 나타내어, 동일한 절리조도계수를 지닌 시편일지라도 길이가 긴 시편의 경우에 전단강성이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.73-80
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• 2010

건축물의 풍진동은 건축물의 사용성평가에 중요한 구조설계 요인 중 하나이다. 신뢰성있는 풍하중 및 풍진동을 구하기 위해서는 정확한 고유주기의 예측이 필요하며 이러한 고유주기에 오차가 있을 경우 하중을 과대 또는 과소평가하게 되는 문제를 유발한다. 본 논문에서는 최근 본격적으로 증가하고 있는 초고층 무량판 구조시스템의 건축물에 대하여 계측을 통한 횡강성 산정식의 유효성을 검정하였다. 이를 위하여 최근 건설된 초고층 무량판 구조시스템이 적용된 3개의 건물에 대하여 계측 결과와 해석 모델의 고유주기를 비교 분석하였다. 이때, 무량판 구조물의 횡강성에 영향을 미치는 요인들에 대하여 각 케이스별로 해석을 수행하였으며, 특히 일반적으로 사용되고 있는 콘크리트의 할선탄성계수와 동탄성계수가 적용 되었을 때의 구조물의 고유주기 변화를 비교하였다. 그 결과 풍진동에 의한 건물의 변형률은 매우 적기 때문에 할선탄성계수의 적용보다는 동탄성계수의 적용이 보다 정확한 해석의 결과를 가져올 것으로 판단된다.