• Earthquakes and Structures
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• 제22권2호
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• pp.203-218
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• 2022

In this paper, quasi-static tests were carried out on three prefabricated reinforced concrete column-steel beam (RCS) sub-assemblages with floor slabs and one comparison specimen without floor slab. The effects of axial compression and floor slab on the seismic performance were studied, and finite element simulations were conducted using ABAQUS. The results showed that the failure of prefabricated RCS sub-assemblages with floor occurred as a joint beam and column failure mode, while failure of sub-assemblages without floor occurred due to beam plastic hinge formation. Compared to the prefabricated RCS sub-assemblages without floor slab, the overall stiffness of the sub-assemblages with floor slab was between 19.2% and 45.4% higher, and the maximum load bearing capacity increased by 26.8%. However, the equivalent viscosity coefficient was essentially unchanged. When the axial compression ratio increased from 0.24 to 0.36, the hysteretic loops of the sub-assemblages with floor became fuller, and the load bearing capacity, ductility, and energy dissipation capacity increased by 12.1%, 12.9% and 8.9%, respectively. Also, the initial stiffness increased by 10.2%, but the stiffness degradation accelerated. The proportion of column drift caused by beam end plastic bending and column end bending changed from 35% and 46% to 47% and 36%, respectively. Comparative finite element analyses indicated that the numerical simulation outcomes agreed well with the experimental results.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권4호
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• pp.283-296
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• 2023

This paper presents experimental and numerical studies of seismic performance on reinforced concrete (RC) wide beam (WB) joints. Two RC-WB joint specimens and one conventional RC joint specimen were fabricated using the reinforcing details of longitudinal reinforcing bars in a beam as a variable, and quasi-static cyclic loading tests were performed. The results were used to compare and analyze the load-drift ratio relationship, failure mode, and seismic performance of the specimens quantitatively. In addition, a finite element (FE) analysis of the RC-WB joint was conducted, and the rationality of the FE model was validated by comparing it with the test results. Based on the FE model, a parametric study was conducted, where the ratio of longitudinal reinforcing bars placed on the outer and inner parts of the joint (𝜌_ex/𝜌_in) was a key variable. The results showed that, in the RC-WB joint, an increase of 𝜌_ex/𝜌_in leads to more severe damage to concrete, which reduces the seismic performance of the RC-WB joints.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권6호
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• pp.359-369
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• 2023

Servo-motor driven uniaxial shake tables have been widely used for education and research purposes in earthquake engineering. These shake tables are mostly displacement-controlled by a digital proportional-integral-derivative (PID) controller; however, accurate reproduction of acceleration time histories is not guaranteed. In this study, a control strategy is proposed and verified for uniaxial shake tables driven by a servo-motor. This strategy incorporates a deep-learning algorithm named Long Short-Term Memory (LSTM) network into a displacement PID feedback controller. The LSTM controller is trained by using a large number of experimental data of a self-made servo-motor driven uniaxial shake table. After the training is completed, the LSTM controller is implemented for directly generating the command voltage for the servo motor to drive the shake table. Meanwhile, a displacement PID controller is tuned and implemented close to the LSTM controller to prevent the shake table from permanent drift. The control strategy is named the LSTM-PID control scheme. Experimental results demonstrate that the proposed LSTM-PID improves the acceleration tracking performance of the uniaxial shake table for both bare condition and loaded condition with a slender specimen.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.41-46
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• 2024

The current study investigates the seismic performance of shear-dominant RC columns retrofitted with iron-based shape memory alloy (Fe SMA). Three RC columns with insufficient transverse reinforcement were designed and fabricated for lateral cyclic loading tests. Before testing, two specimens were externally confined with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets and self-prestressed Fe SMA strips. The test results showed that both CFRP and Fe SMA performed well in preventing severe shear failure exhibited by the unretrofitted control specimen. Furthermore, the two retrofitted specimens showed ductile flexural responses up to the drift ratios of ±8%. In terms of damage control, however, the Fe SMA confinement was superior to CFRP confinement in that the spalling of concrete was much less and that the rupture of confinement did not occur.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.385-396
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• 2014

1994년 미국 노스리지 지진 당시 상당 부분의 피해가 보 하부 플랜지에서 발생하였는데, 이의 원인으로 여러 가지가 거론되었지만 바닥슬래브와 합성작용에 의한 중립축 상승이 주요한 역학적 원인으로 인정되고 있다. 국내의 경우 지진에 저항하는 모멘트골조에 속하는 보(moment frame beam)의 경우에 순철골보로서 설계하고도 실제 시공시에는 보 상부 플랜지에 전단스터드를 필요 이상으로 과도하게 배치하는 오랜 관행이 존재하고 있어 내진성능 확보 차원에서 문제를 유발할 소지가 있다. 본 논문에서는 의도하지 않은 또는 과도한 합성작용이 내진성능에 미치는 부작용을 실물대 실험을 통해 재현하고 이의 개선방향을 모색하고자 하였다. 국내 관행에 따른 접합상세와 합성바닥구조를 갖는 실험체(PN700-C)의 경우, 합성도가 23% 정도임에도 불구하고, 상부플랜지 압축응력에 대해 중립축이 현저히 상승하였고 결국 3% 층간변위에서 콘크리트 압괴를 수반하면서 하부플랜지 취성파단이 발생하였다. 반면 합성바닥이 포함되어 있으나 합성작용이 최소화되도록 설계된 RBS접합부실험체(DB700-C)는 순철골(비합성) RBS접합부실험체(DB700-NC)와 유사한 이력거동을 보이면서 어떤 취성파괴도 없이 5% 수준의 뛰어난 층간변형 능력을 발휘하였다. 본 연구결과는 강구조접합부의 내진보강이나 신축에 있어 모멘트골조에 속한 철골보 및 접합부는 바닥구조와의 합성작용이 최소화되도록 설계 및 시공되어야 함을 시사한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.56-66
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• 2015

이 연구의 목표는 학교 건물과 같은 저층 보-기둥 철근콘크리트 구조 건물에서 프리캐스트 벽패널을 사용한 새로운 내진보강 방법을 개발하는 것이다. 1개의 무 보강 보-기둥 실험체와 U형 PC 벽패널로 보강한 2개의 보강 보-기둥 실험체에 대한 정적 이력 하중실험을 진행하였다. 앵커접합 PR1-UA 실험체와 철판접합 PR1-UP 실험체는 무 보강 실험체보다 평균 2.8배(평균 591.8 kN)의 강도 증가를 보여 주었다. 최대 변위비도 1.4%에서 2.7%사이 값을 보여주었다. RC 골조 우측 상단에서 좌측방향으로 가력 할 때 우측에 있는 RC 기둥과 보강 PC 패널의 수직 요소는 완전 합성상태로 가정하였고, 좌측에 있는 RC 기둥과 PC 패널은 완전 비 합성 거동하는 것으로 가정하여 해석한 결과 전체적인 휨 거동은 실험 결과와 대체적으로 부합하는 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.114-120
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• 2017

본 논문에서는 국내 비내진상세 조적채움벽 RC 골조의 내진성능을 파악하기 위하여 실규모 크기의 비내진상세 조적채움벽 RC 골조를 대상으로 정적실험을 실시하였으며, 기존 비내진상세 RC 골조 의 정적 실험결과와의 비교 분석을 통하여 조적채움벽체가 RC 골조의 내진성능에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 실험 결과. 조적채움벽 RC 골조 실험체는 조적채움벽체에 의한 압축력으로 기둥, 보, 접합부 등 골조 전체에 균열 등의 손상이 발생하였으며, 접합부 전단균열이 벌어지고 철근이 노출되면서 취성 파괴되었다. 한편, 조적체움벽 RC 골조 실험체의 수평하중과 층간변형각 관계는 벽체 슬라이딩 균열, 기둥 균열 등으로 강성이 저하되었으며, 철근 항복이후 최대 내력에 도달하고 접합부 균열의 확대, 철근 노출 등으로 내력이 최대 내력의 40% 정도로 저하되었다. 조적채움벽체로 인하여 기둥 상 하단 및 접합부에만 집중되던 손상이 기둥, 보, 접합부 등 골조 전체에 분산되어 발생하였으며, 기둥의 전단균열이 아닌 접합부의 전단균열의 확대로 최종 파괴되었다. 또한, 조적채움벽체로 인하여 RC 골조의 강성은 12.42배, 내력은 3.63배 증가한 반면에, 강성 증가에 따라 최대 내력 시의 층간변형각은 0.18배, 파괴시의 변형은 절반 이하로 감소하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.3-14
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• 2012

이 논문에서는 비내진상세 골조의 손상완화능력 향상을 위한 연구의 일환으로 변형경화형 시멘트 복합체 끼움벽의 내진성능을 실험적으로 평가하였다. SHCC의 인장변형능력 및 균열거동 특성이 끼움벽의 전단 거동에 미치는 영향을 구명하기위해 총 3개의 끼움벽 실험체를 제작하여 반복하중 하에서 실험을 실시하였다. 이 연구에서 사용된 시멘트 복합체의 종류는 콘크리트와 SHCC로 하였다. SHCC는 인장 특성에 따른 영향을 검토하기위해 PVA1.3%+PE0.2% 및 PVA0.75%+PE0.75%로 두 종류의 배합조건을 갖도록 계획하였다. 끼움벽의 균열손상 발생 부위를 중앙부로 유도하기위해 모든 끼움벽 실험체의 좌 우측면에 100 mm 깊이의 노치를 설치하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽의 경우 철근 콘크리트 끼움벽에 비해 우수한 균열제어성능을 나타냈으며, 최대하중 도달 시점에서의 층간변위 또한 높게 나타났다. 특히, 초기 경사균열 발생 이후에도 SHCC 내의 보강 섬유간 섬유가교작용에 기인하여 완만한 강성 저하 양상을 나타냈다. 게다가 끼움벽의 균열폭을 기준으로 손상 식별 단계를 분석한 결과, PIW-SHD 실험체가 PIW-SLD 실험체에 비해 약 3배에 해당하는 우수한 내진성능을 나타냈다. 또한 대각 보강근의 변형률 진전 양상을 비교한 결과, 우수한 균열분산 특성에 기인하여 철근에 집중되는 인장응력을 SHCC 매트릭스가 일정 부분 부담하는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권3호
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• pp.282-289
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• 2014

합판과 유리섬유강화플라스틱을 조합하여 적층 후 $1.96N/mm^2$의 압력으로 $150^{\circ}C$에서 1시간 고밀화시킨 유리섬유 강화플라스틱 적층판을 제작하였다. 제작된 5가지의 유리섬유강화플라스틱 적층판을 각각 기둥재와 접하는 집성재에 부착하여 부분보강보부재를 제작하였다. 더불어 합판과 시트형 유리섬유강화플라스틱을 적층한 보강적층목재핀과 유리섬유로 보강한 원통형 단판적층기둥재로 기둥-보 접합부를 제작하였다. 기준시험편으로는 원주목과 집성재로 제작한 보부재, 드리프트핀을 사용한 접합부를 제작하여 모멘트 저항 내력을 평가하였다. 시험결과 기준시험편과 비교하여 부분보강보부재를 사용한 시험체들이 평균 1.8배 높은 내력성능이 측정되었다. 모든 부분보강보부재와 원통형 단판적층기둥재에는 파단이 발생하지 않았으며 접합부의 인성과 강성이 모두 양호하게 측정되었다. 부분보강보부재의 보강효과는 시트형 유리섬유강화플라스틱이 직물형 유리섬유강화플라스틱으로 보강한 적층판보다 양호한 보강효과를 보였으며, 시트형 유리섬유강화플라스틱을 각층에 삽입한 적층판이 접합내력과 변형각 모두 양호하여 보부재의 부분보강에 적합한 것을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권9호
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• pp.68-75
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• 2007

The pitch and orthogonality of two-dimensional (2D) gratings have been measured by using a metrological atomic force microscope (MAFM) and measurement uncertainty has been analyzed. Gratings are typical standard artifacts for the calibration of precision microscopes. Since the magnification and orthogonality in two perpendicular axes of microscopes can be calibrated simultaneously using 2D gratings, it is important to certify the pitch and orthogonality of 2D gratings accurately for nano-metrology using precision microscopes. In the measurement of 2D gratings, the MAFM can be used effectively for its nanometric resolution and uncertainty, but a new measurement scheme was required to overcome some limitations of current MAFM such as nonnegligible thermal drift and slow scan speed. Two kinds of 2D gratings, each with the nominal pitch of 300 nm and 1000 nm, were measured using line scans for the pitch measurement of each direction. The expanded uncertainties (k = 2) of measured pitch values were less than 0.2 nm and 0.4 nm for each specimen, and those of measured orthogonality were less than 0.09 degree and 0.05 degree respectively. The experimental results measured using the MAFM and optical diffractometer were coincident with each other within the expanded uncertainty of the MAFM. As a future work, we also proposed another scheme for the measurements of 2D gratings to increase the accuracy of calculated peak positions.