• Earthquakes and Structures
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• 제16권3호
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• pp.279-293
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• 2019

The overall seismic performance of existing pre 1960-70s reinforced concrete (RC) structures is significantly affected by the inadequate length of columns' lap-spliced reinforcement. Due to this crucial structural deficiency, the cyclic response is dominated by premature bond - slip failure, strength and stiffness degradation, poor energy dissipation capacity and low ductility. Recent earthquakes worldwide highlighted the importance of improving the load transfer mechanism between lap-spliced bars, while it was clearly demonstrated that the failure of lap splices may result in a devastating effect on structural integrity. Extensive experimental and analytical research was carried out herein, to evaluate the effectiveness and reliability of strengthening techniques applied to RC columns with lap-spliced reinforcement and also accurately predict the columns' response during an earthquake. Ten large scale cantilever column subassemblages, representative of columns found in existing pre 1970s RC structures, were constructed and strengthened by steel or RC jacketing. The enhanced specimens were imposed to earthquake-type loading and their lateral response was evaluated with respect to the hysteresis of two original and two control subassemblages. The main variables examined were the lap splice length, the steel jacket width and the amount of additional confinement offered by the jackets. Moreover, an analytical formulation proposed by Tsonos (2007a, 2019) was modified appropriately and applied to the lap splice region, to calculate shear stress developed in the concrete and predict if yielding of reinforcement is achieved. The accuracy of the analytical method was checked against experimental results from both the literature and the experimental work included herein.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권4호
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• pp.43-50
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• 2018

The purpose of this study is to improve the seismic performance of RC framed buildings such as piloti buildings and school facilities. For this purpose, a half size RC frame specimen (SFD) was made and the inside of frame was reinforced with steel frame and S type strut steel damper. The experimental results are compared with those of the previous studies under the same conditions. The comparative specimens are non-reinforced specimen (BF) and damper reinforced specimen (AFD) that confined the column with an aramid sheet. As a result of comparing the maximum strength, stiffness degradation and energy dissipation capacity, SFD specimen was evaluated to be better than comparative specimens. According to the experimental results and FE analysis results, it was confirmed that the shear deformation was concentrated in the steel damper. And it was showed that cracks were concentrated at the upper and lower ends of the strut of the S type damper, and the final failure was observed at struts. From this, it was verified that the steel damper appropriately dissipates energy due to the lateral load.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권3호
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• pp.319-332
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• 2021

The wood-concrete composite is an interesting solution in the field of Civil Engineering to create high performance bending elements for bridges, as well as in the building construction for the design of wood concrete floor systems. The authors of this paper has been working for the past few years on the development of the bonding process as applied to wood-concrete composite structures. Contrary to conventional joining connectors, this assembling technique does ensure an almost perfect connection between wood and concrete. This paper presents a careful theoretical investigation into interfacial stresses at the level of the two interfaces in composite wooden beam- reinforced concrete slab strengthened by external bonding of prestressed composite plate under a uniformly distributed load. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in all parts of the strengthened composite beam, i.e., the wooden beam, RC slab, the CFRP plate and the adhesive layer. The theoretical predictions are compared with other existing solutions. This research is helpful for the understanding on mechanical behaviour of the interface and design of the CFRP- wooden-concrete hybrid structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권6호
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• pp.517-527
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• 2023

The severe deterioration of structures has led to extensive research on the development of structural repair techniques using composite materials. Consequently, previous researchers have devised various analytical methods to predict the interface performance of bonded repairs. However, these analytical solutions are highly complex mathematically and necessitate numerous calculations with a large number of iterations to obtain the output parameters. In this paper, an artificial neural network prediction models is used to calculate the interfacial stress distribution in RC beams strengthened with FRP sheet. The R2value for the training data is evaluated as 0.99, and for the testing data, it is 0.92. Closed-form solutions are derived for RC beams strengthened with composite sheets simply supported at both ends and verified through direct comparisons with existing results. A comparative study of peak interfacial shear and normal stresses with the literature gives the usefulness and effectiveness of ANN proposed. A parametrical study is carried out to show the effects of some design variables, e.g., thickness of adhesive layer and FRP sheet.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.993-1000
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• 2005

최근 다양한 FRP를 사용한 철근콘크리트 보의 성능향상은 많이 수행되고 있으며, 특히 CFRP plate 형태로 철근콘크리트 보를 성능향상할 경우 보강재의 성능을 충분히 발휘하지 못하고 조기파괴(rip-on)가 발생되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 파괴메커니즘을 규명하기 위하여 많은 실험적$\cdot$이론적 연구자 진행되고 있으나 명확하게 규명되어 있지는 않다. 문헌이나 실험적으로 rip-off 파괴는 주철근위치에서의 수직응력과 전단응력에 기인하여 발생하게 된다. 본 연구에서는 주철근위치에서의 응력모델을 제안하였으며, 제안된 해석모델은 비교적 간단하고, 주철근 위치에서의 수직응력과 전단응력을 기초로 하고 있다. 제안된 모델을 실험결과와 비교한 결과, 제안된 해석모델을 통한 CFRP로 성능향상된 철근콘크리트 파괴하중은 실험 결과와 거의 유사하였다. 따라서 이러한 결과는 CFRP로 보강된 철근콘크리트보의 rip-off 파괴를 제어할 수 있는 보강기법의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.25-36
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• 2017

1994년 노스리지 지진 당시 발생한 용접모멘트 접합부의 취성파괴는 주로 보 하부 플랜지에서 발생하였다. 특히 국내 기존 용접철골모멘트 접합부의 경우 과다한 전단스터드 배치에 따른 의도치 않은 합성작용로 인해 지진 내습 시 보 하부 플랜지의 취성파단이 더욱 우려되는 실정이다. 본 논문에서는 합성효과로 인한 접합부 성능저하를 개선하기 위한 목적으로 중량전단탭/수평헌치/삼각헌치로 보강된 접합부 및 RBS가 도입된 접합부에 대한 실험을 실시하였다. 통상 기존 접합부 상부 플랜지의 수정이 불가하다는 점을 고려하여, 본 연구에서는 보 하부 플랜지에만 수평/삼각헌치를 보강하거나 RBS를 도입하여 이 때의 내진성능을 평가하였다. 실물대 실험 결과 수평/삼각헌치 혹은 중량전단탭으로 보강한 실험체는 모두 합성작용으로 인한 부작용을 극복하고 특수모멘트접합부가 요구하는 수준 이상의 소성회전각 5%이상을 발현함을 확인하였다. 또한 SRC 기둥에 RBS를 도입할 경우 접합부에 소요되는 변형의 대부분을 RBS측에서 일어나도록 유도함으로써 SRC기둥에 발생하는 손상을 방지하는 효과가 있음을 규명하였다. 이 중 중량전단탭 보강에 따른 접합부의 거동을 분석하기 위하여 추가의 수치해석 연구를 실시하였으며, 제시한 각각의 보강안에 대한 권장상세를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.135-142
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• 2014

이 논문에서는 한국인근에서 강한 지진이 발생된 후 조사한 국내의 학교건물의 경우 86%가 지진에 취약한 것으로 나타났으며 내진설계가 된 학교건축물은 14%에 불과한 것으로 파악되고 있다. 이에 국내에서는 교육부가 주도하는 학교건축물의 내진보강프로젝트가 수행되고 있으나, 일본 등의 다양한 시스템내진보강에 대해서는 기술과 공법 등이 도입되어 국내의 실정에 맞는지 검토 및 검증 절차 없이 적용되고 있으나 부재내진보강에 대해서는 시스템내진보강에 밀려 실무적용 및 연구가 미비한 실정이다. 그러므로 최근에 부착 및 래핑형 복합재료를 이용한 기둥전단보강방법에 관한 실험 및 이론적인 연구를 진행하였다. 이 연구에서는 기존의 연구실적을 바탕으로 기존학교건물의 비선형해석을 통한 내진성능평가를 하고 기둥내진보강방법을 제시하여 그 효과를 실험적으로 입증한 후 실제 학교구조물을 설계 예로 들어 내진보강설계에 적용하고자한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.277-287
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• 2012

지금까지 수행된 개구부가 존재하는 벽체에 대한 연구는 대부분 RC 벽체에 대해서 수행되었으며, SC(Steel plate Concrete) 벽체에 설치되는 개구부에 대한 연구는 수행된 예가 적다. 최근에 국내에서 개발된 SC 벽체는 원전구조물에 일부 적용되고 있지만, 관련 설계기준인 KEPIC-SNG에서도 개구부를 갖는 SC 벽체에 대한 설계법은 명확하게 정의되지 않았다. 본 연구에서는 원전구조물내 벽체에 설치되는 SC 벽체를 대상으로 개구부가 구조내력에 미치는 영향을 해석적 방법에 의해서 평가하였다. 비선형 해석 결과, 개구부가 설치되는 SC 벽체는 개구부 주변의 보강 여부가 내력에 미치는 영향이 크기 때문에 개구부 주변에 일정범위 이상의 보강이 이루어져야 하며, 개구부 주변이 보강된 경우는 개구부의 형상, 크기, 위치 및 설치개수에 관계없이 충분한 내력 및 연성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.213-223
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• 1997

Premixed flame is better than diffusion flame to accomplish a high loading combustion. Since the turbulent characteristics of unburned mixture has a great influence on the flame structure, it is general that many researchers realize a high loading combustion with strengthening turbulent intensity of unburned mixture. Because turbulent premixed flame reacts efficiently on the condition of distributed reaction region, we made high turbulent premixed flame in the doubled impingement field. We investigated turbulent characteristics of unburned mixture with increasing shear force and visualized flames with direct and Schlieren photographs. And the combustion characteristics of flame was elucidated by instantaneous temperature measurement with a thermocouple, by ion currents with a micro electrostatic probe, by radical luminescence intensity and local equivalence ratio. Extremely strong turbulent of small scale is generated by impingement of mixture, and turbulent intensity of unburned mixture increased with the mean velocity. As a result of direct photographs, visible region of flame became longer due to increasing central direction flux. But as strengthed turbulent intensity, visible region of flame turned to shorter and reaction occurred efficiently. As strengthened turbulent intensity of mixture with increasing flux of central direction, maximum fluctuating temperature region moved to radial direction and fluctuation of temperature became lower. The reason is influx of central direction which caused flame zone to move toward radial direction, to maintain flame zone stable and to make flame scale smaller.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.741-751
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• 2010

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트(PC) U형 쉘을 사용하는 PC 모멘트 골조의 일부인 보-기둥 내부접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 5개의 PC 보-기둥 내부접합부와 1개의 현장타설 콘크리트 보-기둥 내부접합부를 실물 크기로 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 보 주철근비, 보 전단철근 간격, U형 PC쉘과 기둥 모서리의 보강철물 설치 유무이다. 실험 결과, 변수에 관계없이 PC 보-기둥 접합부는 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부와 비교하여 유사한 하중재하능력, 연성능력을 나타냈다. 그러나 주기 하중동안 PC 보-기둥 접합부는 보-기둥 이음부에서 보 주철근의 부착파괴로 인한 미끄러짐 변형과 대각방향의 전단균열로 인하여 심한 강도 저하를 나타냈고, 이로 인해 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부보다 접합부의 강성과 에너지소산능력이 감소되었다.