• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.161-169
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• 2011

본 연구에서는, 철근 밀집 감소, 노무비 및 보수 보강비 절약, 향상된 부식 저항성, 공기 단축 등의 장점을 가지고 있는 고성능 철근으로 휨 보강된 이방향 슬래브를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 상부 휨철근비, 기둥 인접부 휨철근의 집중배근, 강섬유 보강 콘크리트의 타설을 변수로 하여 실험하였고, 펀칭 전단강도 및 균열후 강성을 일반 철근 및 GFRP bar로 휨 보강된 슬래브의 펀칭 전단실험 결과와 비교하였다. 또한, 휨철근의 변형률 분포 및 균열제어 효과 등을 비교, 분석하였고, 휨철근비 계산을 위한 유효폭 산정 방법을 검토하였다. 고성능 철근의 사용으로 펀칭 전단강도가 향상되었고, 휨 철근량을 감소시킬 수 있었다. 기둥 인접부 휨철근의 집중배근을 통해 철근비의 감소 때문에 작아진 강성을 회복시킬 수 있었고, 훌륭한 변형률 분포 및 균열제어 효과를 나타내었다. 또한, 기둥 인접부에 대한 강섬유 보강 콘크리트의 타설은 펀칭 전단강도의 증가와 균열 제어에 탁월한 효과를 보였다. 휨철근비 산정을 위한 유효폭은 기둥면으로부터 슬래브 두께의 2배 이상으로 확대하는 것이 합리적이라 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제1권1호
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• pp.21-41
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• 2010

Multi-span steel-concrete composite (SCC) bridges are very sensitive to earthquake loading. Extensive damage may occur not only in the substructures (piers), which are expected to yield, but also in the other components (e.g., deck, abutments) involved in carrying the seismic loads. Current seismic codes allow the design of regular bridges by means of linear elastic analysis based on inelastic design spectra. In bridges with superstructure transverse motion restrained at the abutments, a dual load path behavior is observed. The sequential yielding of the piers can lead to a substantial change in the stiffness distribution. Thus, force distributions and displacement demand can significantly differ from linear elastic analysis predictions. The objectives of this study are assessing the influence of piers-deck stiffness ratio and of soil-structure interaction effects on the seismic behavior of continuous SCC bridges with dual load path, and evaluating the suitability of linear elastic analysis in predicting the actual seismic behavior of these bridges. Parametric analysis results are presented and discussed for a common bridge typology. The response dependence on the parameters is studied by nonlinear multi-record incremental dynamic analysis (IDA). Comparisons are made with linear time history analysis results. The results presented suggest that simplified linear elastic analysis based on inelastic design spectra could produce very inaccurate estimates of the structural behavior of SCC bridges with dual load path.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권1호
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• pp.1-20
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• 2016

The strength and stiffness of the steel beams to concrete-filled tubular columns connections are significantly reduced if the thick-walled components are used. However, the thick-walled tubes used for columns can largely reduce the demand for space and increase the strength-to-weight ratio. This paper describes the cyclic performance of extended through-diaphragm connections between steel beams and thick-walled concrete-filled tubular columns improved with fillets around the diaphragm corners. Test on one full-scale connection was conducted to assess the seismic behavior of the connection in terms of strength, stiffness, ductility, deformation, energy dissipation, and strain distribution. It is shown that the fillets and extended through-diaphragm can alleviate the stress concentration in the connection and thus improve the seismic performance. The test results demonstrate that the through-diaphragm connections with thick-walled concrete-filled tubular columns can offer sufficient energy dissipation capacity and ductility appropriate for its potential application in seismic design.

• Computers and Concrete
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• 제25권3호
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• pp.215-224
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• 2020

In the present study, according to the important of porosity in low specific weight in comparison of high stiffness of carbon nanotubes reinforced composite, buckling and free vibration analysis of sandwich composite beam in two configurations, of laminates using differential quadrature method (DQM) is studied. Also, the effects of porosity coefficient and three types of porosity distribution on critical buckling load and natural frequency are discussed. It is shown the buckling loads and natural frequencies of laminate 1 are significantly larger than the results of laminate 2. When configuration 2 (the core is made of FRC) and laminate 1 ([0/90/0/45/90]_s) are used, the first natural frequency rises noticeably. It is also demonstrated that the influence of the core height in the case of lower carbon volume fractions is negligible. Even though, when volume fraction of fiber increases, the critical buckling load enhances smoothly. It should be noticed the amount of decline has inverse relationship with the beam aspect ratio. Investigating three porosity patterns, beam with the distribution of porosity Type 2 has the maximum critical buckling load and first natural frequency. Among three elastic foundations (constant, linear and parabolic), buckling load and natural frequency in linear variation has the least amount. For all kind of elastic foundations, when the porosity coefficient increases, critical buckling load and natural frequency decline significantly.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.103-110
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• 2022

본 연구의 목표는 수직분할된 철근콘크리트 전단벽의 철근상세에 따른 강성 및 강도 저감에 대해 실험적으로 평가하는 것이다. 본 연구에서는 수직분할에 따른 강도 및 강성 저감효과를 확인하기 위해 실 스케일 실험체 4개를 제작하여 반복 횡가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 수직분할에 따라 강도 및 강성이 감소되는 것을 확인하였다. 특히 강도 저하율보다 강성 저하율이 큼에 따라 수직분할에 따른 하중 재분배 시 극한강도에 대한 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 균열양상을 확인한 결과, 분할된 벽체 중 압축지배를 받는 벽체에서 사인장 균열이 발생하였기 때문에 강도 평가 시 휨 강도 뿐만 아니라 전단저항 메커니즘을 같이 고려해야 한다. 벽체 단면 수직철근의 변형률 분포 분석 결과, 분할 후 두 개의 중립축이 발생하며 상부에서는 반전된 변형률 분포가 나타나 이중 곡률을 갖는 벽체의 양상을 보였다. 추후 연구에서는 벽체의 유효높이를 고려한 강성 저감률 평가가 필요하며 추가로 벽체 형상비 등 추가 변수에 대한 평가 및 유한요소해석을 이용한 다양한 벽체에 대한 해석적 연구가 필요하다.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권1호
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• pp.130-136
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• 1998

A procedure of stress and strength analysis has been proposed for the centrifuge rotor of composite materials of quasi-isotropic laminates. The goal in this study is to maximize the allowable rotating speed, that is, to minimize maximum strength ratio with the given path length by changing the geometric parameter-outer radius and ply angles in quasi-isotropic laminates. Optimum values of the geometric parameter-outer radius and ply angles are obtained by multilevel optimization. All the geometric dimensions and stresses are normalized such that the result can be extended to a general case. Two dimensional analysis at each cross section with an elliptic tube hole subjected to internal hydrostatic pressures by samples as well as the centrifugal body forces has been performed along the height to calculate the stress distribution with the plane stress assumption, and Tsai-Wu failure criterion is used to calculate the strength ratio. The maximum allowable rotating speed can be increased by changing the radii of the outer surface along the height with the maximum strength ratio under the unit value : The optimal number of ply angles maximizing the allowable rotating speed in quasi-isotropic laminates is found to be the half number of tube hole, and the optimal laminate rotation angle is the half of $[{\pi}/m]$. A $[{\pi}/3]$ laminate, for instance, is stronger than a $[{\pi}/4]$ laminate for the centrifuge rotor of 6 tube hole number even though they have the same stiffness.

• Advances in nano research
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• 제10권2호
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• pp.129-138
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• 2021

In present article, utilizing the Love shell theory with volume fraction laws for the cylindrical shells vibrations provides a governing equation for the distribution of material composition of material. Isotopic materials are the constituents of these rings. The position of a ring support has been taken along the radial direction. The Rayleigh-Ritz method with three different fraction laws gives birth to the shell frequency equation. Moreover, the effect of height- and length-to-radius ratio and angular speed is investigated. The results are depicted for circumferential wave number, length- and height-radius ratios with three laws. It is found that the backward and forward frequencies of exponential fraction law are sandwich between polynomial and trigonometric laws. It is examined that the backward and forward frequencies increase and decrease on increasing the ratio of height- and length-to-radius ratio. As the position of ring is enhanced for clamped simply supported and simply supported-simply supported boundary conditions, the frequencies go up. At mid-point, all the frequencies are higher and after that the frequencies decreases. The frequencies are same at initial and final stage and rust itself a bell shape. The shell is stabilized by ring supports to increase the stiffness and strength. Comparison is made for non-rotating and rotating cylindrical shell for the efficiency of the model. The results generated by computer software MATLAB.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2002

성능에 기초한 설계법에서는 비선형 응답산정이 필수적이며, 이를 위한 방법으로는 비선형시각이력해석법, 비선형 정적해석법, 비선형 효과를 고려한 등가선형해석법 등이 있다. 일부 규준에서는 pushover곡선으로부터 작성한 성능스펙트럼과 선형 응답스펙트럼으로부터 작성한 요구스펙트럼으로 이루어진 능력스펙트럼법을 제안하고 있다. 이 방법은 개념적으로는 간단하나 반복과정이 요구되며, 부정확한 결과를 산출하는 경우가 많다. 이에 따라 시행착오적인 등가선형 스펙트럼대신 비선형스펙트럼을 사용하는 방법들에 대한 연구들이 진행되고 있다. 비선형 요구스펙트럼은 표준적 선형 설계스펙트럼으로부터 결정될 수 있으며, 이 방법은 등가선형의 경우보다는 계산과정이 대폭 줄어들기는 하나 아직도 다소의 연산과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다자유도계의 구조물에 대한 pushover곡선으로부터 구조물의 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 일련의 계산과정을 거치지 않고도, 직접적으로 비선형 최대응답을 구할 수 있는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 제시하극 집중질량계의 MDF(다자유도계) 모델에 대해 다양한 지진기록과 제하강성저하지수를 변수로 하여 NDSM의 적용성과 신뢰성을 평가하고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 다자유도계 구조물에 대한 비선형 직접스펙트럼법에 의한 최대변위 응답은 비선형 시각이력해석법에 의한 응답과 거의 일치하므로 실용적인 방법으로 사료된다. 2) 비선형 직접스펙트럼법과 비선형 시각이력해석에 의해 산정된 죄상층 변위 결과를 비교하면, 항복후강성계수가 0.1, MAD(modal adaptive distribution)에 의한 수평정적하중분폰 그리고 제하강성저하지수가 0.2~O.3일 때 평균오차가 가장 줄어드는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.123-132
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• 1990

본논문(本論文)은 굴(堀)착깊이에 따르는 지중연속벽(地中連續壁)의 토지변동(土地變動)에 관(關)하여 벽체(壁體)의 강성(剛性), 흙의 밀도(密度), 근입(根入)깊이비(比) 벽체이동(壁體移動)에 기인(起因)되는 strut 설치지점(設置地點)의 선행변위등(先行變位等)의 요소(要素)들을 고려(考慮)한 탄소성(彈塑性) model을 제시(提示)하고 몇 가지 경우(境遇)에 대(對)하여 수치해석(數値解析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 변동영역(變動領域)에서의 탄소성한계비(彈塑性限界比)는 벽체(壁體)의 강성(剛性), 모래의 밀도(密度) 및 근입(根入)깊이비(比)가 증가(增加)됨에 따라 감소(減少)되는 현상(現像)을 나타낸다. 2. 벽체(壁體)의 최대(最大) 휨-모멘트값은 모래의 밀도(密屠)가 클수록 감소(減少)하고 벽체강성(壁體剛性)의 영향(影響) 근입(根入)깊이비(比)에 비례(比例)하여 커진다. 3. 최대(最大) strut 반력(反力)은 모래의 밀도(密度)에 반비례(反比例)한다. 4. strut 설치지점(設置地點)의 지중선행변위(地中先行變位)는 deflection에 큰 영향(影響)을 줌으로 반드시 고려(考慮)되어야한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.23-29
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• 2008

강도한계 이선형 단자유도 시스템의 지진 하중 하에서의 동적 불안정에 대해 연구하였다. 강도한계 이선형 이력 모델은 철골 모멘트 골조의 이력거동을 가장 잘 모사한다. 단자유도 시스템의 동적 불안정을 판단하기 위해 붕괴 강도비를 사용하였고, 이것은 붕괴가 일어날 때의 항복강도 저감계수이다. 단단한 지반에서 측정된 240개의 지진을 이용하고 고유주기, 강성 경화 기울기, 음강성 기울기, 연성 그리고 $2{\sim}20%$의 감쇠비를 변수로 하여 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 편차 값들을 구할 수 있도록 통계 분석을 하였다. 비선형 회귀분석을 통해 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 표준편차를 계산할 수 있는 식을 구하였다. 제안한 식을 이용하여 붕괴 강도비의 확률적 분포를 구하였고, 실제 값과 비교하여 제안한 식의 정확성을 입증하였다.