• Computers and Concrete
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• 제26권2호
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• pp.137-150
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• 2020

In this paper, the bending behavior of single-walled carbon nanotube-reinforced composite (CNTRC) laminated plates is studied using various shear deformation plate theories. Several types of reinforcement material distributions, a uniform distribution (UD) and three functionally graded distributions (FG), are inspected. A generalized higher-order deformation plate theory is utilized to derive the field equations of the CNTRC laminated plates where an analytical technique based on Navier's series is utilized to solve the static problem for simply-supported boundary conditions. A detailed numerical analysis is carried out to examine the influence of carbon nanotube volume fraction, laminated composite structure, side-to-thickness, and aspect ratios on stresses and deflection of the CNTRC laminated plates.

• 한국지진공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.311-322
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• 2017

In this study, the seismic performance of concrete-steel composite moment frame structures equipped with seismic retrofitting systems such as seismic reinforcement, base isolators, and bracing members, which are typical earthquake damage mitigation systems, is evaluated through nonlinear dynamic analyses. A total of five frame models were designed and each frame model was developed for numerical analyses. A total of 80 ground acceleration data were used to perform the nonlinear dynamic analysis to measure ground shear force and roof displacement, and to evaluate the behavioral performance of each frame model by measuring inter-story drift ratios. The analysis results indicate that the retrofitting device of the base isolator make a significant contribution to generating relatively larger absolute displacement than other devices due to flexibility provided to interface between ground and column base. However, the occurrence of the inter-story drift ratio, which is a relative displacement that can detect the damage of the structure, is relatively small compared with other models. On the other hand, the seismic reinforced frame model enhanced with the steel plate at the lower part of the column was found to be the least efficient.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.179-187
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• 2003

모래다짐말뚝과 쇄석말뚝 등 연직방향의 보강재를 이용한 방법은 지반의 지지력을 증가, 침하를 감소 등을 기대할 수 있는 효과적인 연약지반 개량공법이다. 이번 연구에서는 지반거동 특성을 이해함에 있어 탄소성이론을 이용하여 복합지반의 등가특성치(E,$\mu,\phi,c$)를 얻을 수 있는 이론식을 제시하였으며, 이론식을 토대로 사례별 등가특성치들을 산정하였다. 또한 산정된 등가특성치를 지반 해석프로그램인 SAGE CRISP을 사용하여 2차원 해석을 수행하여 그 결과를 원지반 특성치로 수행한 해석결과와 비교 분석하였다. 연구결과 원지반 특성치를 대신하여 이론식을 통해 얻은 등가특성치를 이용하여도 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 결과적으로 탄소성이론을 근거로 한 이론식에서 얻은 등가특성치들이 예비설계 단계에서 유용하게 사용될 수 있음을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1081-1094
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법은 철근콘크리트 코벨의 극한강도 해석 및 설계에 매우 효과적이다. 그러나 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 철근콘크리트 코벨의 정확한 해석 및 안전한 설계를 위해서는 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이 연구에서는 여러 연구문헌에서 제안된 철근콘크리트 코벨의 대표적인 세 종류의 스트럿-타이 모델을 활용하기 위하여 철근콘크리트 코벨의 기하학적 형상, 수직 및 수평 하중의 조합 비, 그리고 휨철근 및 수평전단철근 비 등 주요 설계변수들의 영향을 정확하게 반영할 수 있는 스트럿 유효강도 식을 개발, 제안하였다. 현행 여러 설계기준서의 스트럿 유효강도 식과 이 연구에서 제안한 유효강도 식을 이용하여 파괴실험이 수행된 243개 철근콘크리트 코벨의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 이 연구에서 제안한 스트럿 유효강도 식의 적합성을 평가하였다.

• Advances in nano research
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• 제8권2호
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• pp.135-148
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• 2020

The incorporation of carbon nanotubes in a polymer matrix makes it possible to obtain nanocomposite materials with exceptional properties. It's in this scientific background that this work was based. There are several theories that deal with the behavior of plates, in this research based on the Mindlin-Reissner theory that takes into account the transversal shear effect, for analysis of the critical buckling load of a reinforced polymer plate with parabolic distribution of carbon nanotubes. The equations of the model are derived and the critical loads of linear and parabolic distribution of carbon nanotubes are obtained. With different disposition of nanotubes of carbon in the polymer matrix, the effects of different parameters such as the volume fractions, the plate geometric ratios and the number of modes on the critical load buckling are analysed and discussed. The results show that the critical buckling load of parabolic distribution is larger than the linear distribution. This variation is attributed to the concentration of reinforcement (CNTs) at the top and bottom faces for the X-CNT type which make the plate more rigid against buckling.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.493-500
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• 2004

본 논문에서는 복합재료로 이루어진 원통형 쉘 구조물을 해석모델로 설정하였으며, 좌굴의 링 보강재 보강효과에 대해서 연구하였다. 유한요소법으로 해석을 수행하였으며, 보강재의 요소는 3차원 보요소를 사용하였고, 쉘 요소는 적용성이 뛰어난 평면쉘요소를 사용하였으며, 대체 전단 변형률장을 도입하여 잠김현상을 극복하였다. 본 연구에서 링 보강재는 횡리브(Rib)의 형태이다. 이러한 보강재가 원통형 쉘의 좌굴에 미치는 영향을 고찰하였다. 즉, 보강재의 위치 변화, 보강재의 크기 변화, 쉘의 변장비 변화, 쉘의 지점조건의 변화, 복합재료의 화이버 보강각도 변화 등 다양한 파라미터 연구를 통해서 쉘의 좌굴거동을 분석하였다. 여러가지 설계변수에 대한 보강된 쉘의 거동에 대한 정확한 이해로부터 효율적인 보강설계를 제시하고자 하였으며, 원통형 쉘의 좌굴해석시 좋은 참고자료로 활용할 수 있으리라 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.235-243
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• 2015

콘크리트 구조물의 방호 방폭성능을 향상시키기 위한 보강방법으로 배면보강이나 콘크리트 재료의 물성보강에 따른 방법과, 구조 부재나 지지물 등을 추가로 설치하여 저항성능을 향상시키는 방법 등을 고려하였을 때 경제적인 측면과 구조적인 측면에서 효율성이 떨어진다. 본 논문에서는 패널의 각 단층 구성 재료에 고인장, 경량화, 부착성능, 내화성능 등을 향상시켜 단층 각각의 개별적인 특수 성능과 복합패널 구성물로서의 방호방폭 성능을 극대화 할 수 있는 섬유복합패널 외피와 충전제로서 나노복합소재 및 접착제에 대한 기초 연구를 수행하였다. 그 결과 섬유복합패널 외피(아라미드-폴리에스터 비 6:4, 6.5:3.5)의 최대 인장강도 2,348MPa, 최대 신율 1.8%의 값을 얻었고, 나노복합소재와 접착제를 혼합한 충전제의 최대 인장전단접착강도 4MPa을 얻었다. 또한 나노복합소재로 제작한 충전제는 보통포틀랜드시멘트의 30%의 경량화의 결과를 얻었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.26-33
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• 2018

본 논문은 SIFCON으로 제작된 휨부재의 휨거동에 대한 실험적 해석적 연구결과를 제시한다. 우선, 12개의 SIFCON 보에 대한 휨 실험을 실시하고 휨거동을 평가하였다. 실험변수로는 강섬유 종류, 인장철근 유 무, 단면의 높이를 고려하였다. Type-A 강섬유보다 뽐힘저항성이 우수한 Type-B 강섬유를 사용한 시험체는 전단파괴가 발생하지 않고 휨파괴 거동을 보였으며, 강섬유 형상비는 인장철근을 사용하지 않는 SIFCON 보의 거동에 큰 영향을 주었으나 인장철근을 갖는 SIFCON 보의 거동에 대해서는 그 영향이 매우 미미하게 나타났다. 추가적으로 본연구에서는 SIFCON에 대한 휨강도 예측식을 제시하였다. 휨강도 예측값에 대한 실험값의 비의 평균과 표준편차가 각각 1.02와 0.04로 나타나 휨강도 예측식은 SIFCON 보의 설계 및 성능 평가에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Advances in concrete construction
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• 제14권1호
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• pp.45-55
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• 2022

In this article, the flexural and shear capacity of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete beams (UHPFRC) using two kinds of rebars, including GFRP and steel rebars, are experimentally investigated. For this purpose, six UHPFRC beams (250 × 300 × 1650 mm) with three reinforcement ratios (ρ) of 0.64, 1.05, and 1.45 were constructed using 2% steel fibers by volume. Half of the specimens were made of UHPFRC reinforced with GFRP rebars, while the other half were reinforced with conventional steel rebars. All specimens were tested to failure in four-point bending. Both the load-deformation at mid-span and the failure pattern were studied. The results showed that utilizing GFRP bars increases the flexural strength of UHPFRC beams in comparison to those made of steel bars, but at the same time, it reduces the post-cracking strain hardening. Furthermore, by increasing the percentage of longitudinal bars, both the post-cracking strain hardening and load-bearing capacity increase. Comparing the experiment results with some of the available equations and provisions cited in the valid design codes reveals that some of the equations to predict the flexural strength of UHPFRC beams reinforced with conventional steel and GFRP bars are reasonably conservative, while Khalil and Tayfur model is un-conservative. This issue makes it essential to modify the presented equations in this research for predicting the flexural strength of UHPFRC beams using GFRP bars.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.1-12
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• 2004

1989년 로마프리타지진 및 1995년 효고현 남부지진등 많은 교각에서 휨-전단 파괴에 의한 피해가 발생하였다. 그럼에도 불구하고 지금까지의 교각의 내진성능에 관한 연구는 대부분 휨파괴에 대한 연구가 지배적이었다. RC 교각의 내진성능은 교각의 소성힌지구간의 성능에 좌우되고 있으며, 소성힌지의 연성은 곡률에 의해 평가하는 것이 바람직하다. 실험연구는 지진하중의 손상을 입은 RC교각의 휨전단거동에 관한 소성힌지구간 내의 곡률변화를 평가하였다. 실험에 사용된 7기의 실험체는 형상비 2.5에 횡방향 구속력, 주철근의 겹침이음 그리고 섬유보강을 변수로 가지고 있다. 이 실험체는 유사동적실험 수행을 통해 손상을 주었으며, 유사동적실험 후에는 일정한 축력,$P=0.1f_{ck}A_g$을 유지하면서 변위제어방식으로 유사정적실험을 실시하여 잔류내진성능을 평가하였다. 실험 결과 기초에서 15cm 구간에 가장 큰 곡률이 발생하였으며 파괴도 이 단면에 집중되었다. 또한, 연성도 분석결과 주철근이 겹침이음 된 RC 교각이 낮은 곡률연성도를 보였으며, 이를 섬유보강한 실험체의 휨강성과 곡률연성도는 현저히 개선되었다. 그리고, 교각의 곡률변화를 분석하여 횡구속력을 고려한 등가소성힌지길이 산정식을 제안하였으며, 이 제안된 식을 적용하여 변위연성도와 곡률연성도 관계를 분석하였다.