• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제18권2호
• /
• pp.151-166
• /
• 2004

The interaction between concrete core expansion and deformation of perimeter ties has been known to have a significant effect on the effective confinement of rectangular reinforced concrete (RC) tied columns. This interaction produces passive confining pressure to the concrete core. Most existing models for determining the response of RC tied columns do not directly account for the influence of flexural stiffness of the ties and the variation of confining stress along the column height. This study presents a procedure for determining the confined compressive strength of RC square columns confined by rectilinear ties with various tie configurations considering directly the influence of flexural flexibility of the ties and the variation of confining stress along the vertical direction. The concept of area compatibility is employed to ensure compatibility of the concrete core and steel hoop in a global sense. The proposed procedure yields satisfactory predictions of confined strengths compared with experimental results, and the influence of tie flexibility, tie configuration and degree of confinement can be well captured.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권4호
• /
• pp.459-475
• /
• 2022

In this paper a model for the prediction of the ultimate axial compressive capacity of square and rectangular Concrete Filled Steel Tubes, based on an Artificial Neural Network modeling procedure is presented. The model is trained and tested using an experimental database, compiled for this reason from the literature that amounts to 1193 specimens, including long, thin-walled and high-strength ones. The proposed model was selected as the optimum from a plethora of alternatives, employing different activation functions in the context of Artificial Neural Network technique. The performance of the developed model was compared against existing methodologies from design codes and from proposals in the literature, employing several performance indices. It was found that the proposed model achieves remarkably improved predictions of the ultimate axial load.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.35-45
• /
• 2013

콘크리트 충전강관 기둥은 우수한 구조성능에도 불구하고 폐단면이라는 특성 상 내다이아프램 형태의 접합부 제작이 어려워 시공성에 다소 문제가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 미리 내다이아프램이 설치된 ㄷ형태의 부재 두 개를 용접하여 각형강관을 제작하는 방법을 제안한다. 접합부의 상부 다이아프램은 수평플레이트를, 하부는 수직 플레이트를 사용하였다. 본 연구는 제시된 접합부의 구조적 성능을 평가하기 위해 접합부 상 하부를 6개의 단순인장 실험과 실대 크기인 2개의 T형 기둥-보 접합부에 대해 반복가력 실험을 수행하였다. 단순인장 실험에서의 주요변수는 상부 다이아프램의 형태와 가력방향이며 하부 다이아프램은 수직 플레이트의 두께와 구멍 개수이고, 실대형 접합부의 변수는 가력방향이다. 실험결과 모서리 절삭형태는 큰 영향이 없었으며 강축방향이 약축방향보다 초기강성이 16~24% 높았다. 수직 플레이트의 구멍개수와 두께가 증가함에 따라 최대내력이 각 약 5% 증가하였다. 실대형 T형 접합부의 가력축에 따른 내력 차이는 크지 않았으며 보의 전소성모멘트에 도달할 때까지 안정적인 거동을 나타냈다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권5호통권66호
• /
• pp.579-589
• /
• 2003

콘크리트충전 강판(CFT)기둥과 H-형강 보 접합부의 기존 보강 방식은 상 하 동일 다이아프램 형태로 처리하는 것이 일반적이지만, 우리나라와 같은 중 약진지역에서는 하부플랜지에 인장 발생률이 적으므로 하부측을 단순화시켜 경제적인 접합부를 만들 수 있다. 우선적으로 본 논문에서는 단순인장실험을 실시하여 인장거동을 파악하고, 그 결과를 확장 적용하여 하부측 단순화의 타당성을 검증하였다. 본 실험에서는 상부에 복합십자형 다이아프램(Combined Diaphragm)을 하부에는 네 가지 형식 즉, 복합십자형, 무보강, 수평 T-bar, 수직 Plate를 다아아프램으로 제작한 실대크기의 실험체를 ANSI/AISC SSPEC-2002 가력 프로그램(AISC,2002)에 따라 반복가력실험을 하였다. 하부다이아프램에 사용된 수평 T-bar와 수직 Flat bar의 스터드 볼트는 횡력에 의해 하부다이아프램에 인장력이 가해질 때 보 플랜지의 인장력을 내부 콘크리트에 전달하기 위함이다. 각각의 실험체는 하부 인장시 내력의 차이가 조금 있었으나 모든 실험체가 AISC에서 규정하고 있는 합성보통모멘트 골조인(AISC,2002) 0.01rad의 비탄성회전 능력을 발휘하였다. 하부 접합부의 거동을 분석한 결과, 단순화된 하부다이아프램은 내력과 강성뿐만 아니라 소성 변형 능력이 우수하며 현장에 사용하기에 충분한 내진성능을 나타냄을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.153-161
• /
• 2010

1970년대에 콘크리트를 기반으로 지어진 많은 구조물과 빌딩은 안전성과 사용성을 고려하여 무수히 많은 연구를 현재까지 진행해 왔으나, 설계강도 보다 낮은 최대강도를 보이고 있다. 현재 노후화된 콘크리트 구조물들에 대한 다양한 보수 보강 공법이 개발되어 적용되고 있지만 기존 연구들은 구조물의 특성에 대해서는 고려하지 않고, 단지 기존 부재와 보수 재료의 부착에 관한 연구와 기존 부재를 효과적으로 보강하기 위한 새로운 방법을 개발하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 보수 보강 재료를 이용한 효율적인 강도증진 방법에 대한 연구, 보강 재료와 기존 부재 사이의 거동에 대해 부족했던 연구를 보완하고자 한다. 또한 고강도 콘크리트는 높은 압축강도를 발현하기 때문에 부재의 단면을 축소시킬 뿐만 아니라 구조물의 자중 또한 감소시킬 수 있으므로 거대한 구조물 건설에 사용되고 있다. 고강도 콘크리트의 사용이 점차 증가하는 추세이지만 고강도 콘크리트를 이용한 구조물의 보수 보강에 대한 방법 연구 역시 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 효과적인 고강도 콘크리트 기둥에 대한 보수 보강 방법을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 사각단명 형상을 가진 기둥을 팔각단면으로 형상 변형을 통해 CFS로 보수 보강하여 단면 형상이 변함에 따른 효과를 파악하고, CFS로 보강된 고강도 콘크리트(HSC) 기둥의 강도 증대 효과와 파괴 거동에 대해 파악하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.3-12
• /
• 2006

화해를 입은 콘크리트 구조물의 거동은 많은 변수에 따라 영향을 받는 복잡한 현상을 나타낸다. 연구에서 고려되는 변수들은 콘크리트 및 철근이 받는 온도크기 및 가열시간, 콘크리트와 철근의 기계적 물성, 함수율, 피복두께, 편심유무, 기둥단면형상 등을 들 수 있다. 이러한 주요변수들이 화해를 입은 기둥의 잔존내력에 미치는 영향을 추적할 수 있는 수치해석 모델이 존재하나 실무에서 용이하게, 그러나 어느 정도 정확성을 갖고 화해 입은 기둥의 잔존내력을 예측할 수 있는 실용예측식이 필요하다. 본 연구에서는 이 목적을 위하여 화해를 입은 보통강도 철근콘크리트 정방형 기둥에 대하여 수치해석적 모델에 의한 잔존내력 예측치를 근사적으로 산정할 수 있는 실용예측식을 개발하였다. 개발된 식은 화해시간, 콘크리트강도, 철근비, 기둥단면크기의 영향을 고려한다. 개발된 실용예측식에 의한 잔존내력값은 수치해석 모델에 의한 잔존내력값을 비교적 근접하게 예측하였다. 화해를 입은 보통강도 철근콘크리트 기둥에 대한 잔존내력, 안정성 및 추가 필요내력의 산정 등에 대한 예제를 수록하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제14권2호
• /
• pp.230-234
• /
• 1999

한외여과공정에서 압력구배를 주기적으로 변화시켜 막 표면의 용질층을 불안정화시켜 여과 flux의 총괄적 향상을 유도한 실험을 수행하였다. 일정압력에서의 여과 flux 감소현상을 Hernia 식을 사용하여 모사하였고, 또한 압력구배의 주기적 변화를 Fourer series로 표현하여 압력구배의 변화에 따른 flux 변화를 수학적으로 모사하였고 이 결과를 실제의 실험결과와 비교하여 보았다. 수학적 모사결과 압력변화의 형태, 진폭, 주기 등의 변화에 따른 평균 flux의 변화는 미미하였다. 하지만 실제실험결과 주기적으로 압력구배를 변화시킨 경우 약 11%의 향상을 관찰할 수 있었다. 이는 압력구배가 주기적으로 변하는 과정에서의 응질층의 압축이완속도가 다른 것에 기인하는 것으로 유추된다. 주기적 압력구배변화외에 feed pump interruption을 이용하여 평균총괄 flux를 약 32%까지 향상 시켰다. 역확산에 의한 용질층의 이완에는 일정한 시간이 필요함을 찾아내었고 interruption은 용질층이 형성되기 전부터 시작하는 것이 유리하다고 판단되었다. 본 실험을 위하여 한외여과의 자동제어 시스템을 설계제작하여 다양한 압력함수를 이용할 수 있었고, 공정운영 중 압력구매와 여과 flux를 실시간 모니터링 및 제어할 수 있었다. 자동제어 시스템을 통해 압력구매를 주기적으로 변화시켜 총괄 flux의 극대화를 도모하는 기법은 기존장치를 최소로 변경시키면서 한외여과성능을 극대화시킬 수 있는 방법으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권8호
• /
• pp.1055-1062
• /
• 2011

본 연구는 실내 환경오염물질 제거성능 향상을 목적으로 공조기 덕트 내에 착탈 가능한 광촉매코팅 모듈의 형상을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 광촉매코팅 모듈로 적용 가능한 사각, 원, 마름모등 기둥형 세 가지와 마름모, 사각 등 휜부착형 두 가지 등 총 다섯 가지 형상의 모델을 개발하였다. 속도변화에 대한 수치해석결과, 대부분 모듈 전후 0.3m 범위 이내에서 속도변화가 발생하였지만, 마름모기둥형(Type A-3)의 경우에는 모듈 뒷부분 0.4m까지 속도가 변하였고 모듈 전후에서의 속도 변동 폭이 가장 컸다. 다섯 가지 형상 중 속도변화가 가장 안정적인 것은 마름모 휜부착형(Type B-1)으로 평가되었다. 또한 국부적인 압력강하에 대한 비교에서도 비슷한 결과가 도출되었다. 즉, 다른 형상에 비해 마름모기둥형(Type A-3)의 압력강하계수가 2.44로 가장 크게 나타났으며, 마름모 휜부착형(Type B-1)은 0.59로 가장 변화량이 적었다. 한편, 모듈 수 증가에 따른 덕트 내 유동해석에서는, 모듈 수 증가에 따라 기류 충돌이 발생하여 압력이 증가하였다. 특히 모듈 수가 3개 이상이 되면 모듈 뒷부분은 변화가 없지만 앞부분에서 압력이 상승함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.2393-2399
• /
• 2013

본 논문에서는 특이값 분해(SVD: singular value decomposition)에 의한 기저 스펙트럼의 합성을 통해 혈소판 라만 스펙트럼에서 알츠하이머병(AD: Alzheimer's disease)을 검출하는 방법을 제안하였다. AD가 유도된 형질 전환 실험용 쥐의 혈소판에서 측정한 라만 스펙트럼은 가산 잡음과 배경 잡음의 제거와 정규화로 구성된 전처리 과정을 수행한다. 각 데이터 행렬의 열벡터는 AD와 정상(NR: normal)의 라만 스펙트럼으로 구성한다. 이 데이터 행렬을 SVD로 분해한 다음 각 행렬의 열벡터 12개를 AD와 NR의 기저 스펙트럼으로 결정한다. 분류 과정은 각 클래스의 기저 스펙트럼을 선형 합성한 스펙트럼과 분류 스펙트럼의 평균제곱근오차(root mean square error)가 최소인 클래스를 선택하는 것으로 완료된다. 278개의 혈소판 라만 스펙트럼을 사용한 실험에 따르면 제안한 방법의 평균 분류율은 약 97.6%로 주성분 분석(principle components analysis)으로 추출한 특징에 MLP(multi-layer perceptron)를 이용한 경우보다 약 6.1% 정도의 우수한 성능을 보였다. 이 결과에서 SVD에 의한 기저 스펙트럼이 혈소판 라만 스펙트럼에서 AD의 검출에 적합하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권1호통권68호
• /
• pp.11-20
• /
• 2004

본 눈문은 C.F.T구조에서 폐단면인 각형강관기둥과 H형강보의 접합방법중의 하나인 외측형 다이아프램을 대상으로 한다. 본 연구에서의 내력평가는 기존의 단순인장형 접합부 실험결과를 기초로 항복선이론을 이용한 내력평가, 범용 유한요소해석 프로그램을 이용한 비선형 해석, 규준식 등을 통하여 수행되었다. 항복선이론은 수정된 K. Morita 역학모델을 이용하였고, 범용 유한요소해석프로그램은 Abaqus/Standard를 사용하였으며 비탄성 정역학적 유한요소해석을 하였다. 규준식에서의 최대내력 예측식은 장기하중에 대한 계수와 재질을 고려한 항복비를 적용하였으며, 규준식에서의 항복내력은 비충전형의 경우 2.6의 안전율을 갖는 값으로 하였고, 충전형의 경우 2.2의 안전율을 갖는 값으로 하였다. 연구결과, 본 연구에 사용된 기존의 단순인장형 접합부 내력평가는 항복선이론, 유한요소해석, 규준식을 통하여 모두 가능한 것으로 판단되며, 이들 중 규준식이 기존의 실험결과를 가장 과소평가하였다. 유한요소 해석결과에서의 내력과 변형모듈은 기존의 단순인장형 접합부 실험결과와 잘 일치하였다.