• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권3호
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• pp.253-261
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• 2024

This research explores a new finite element model for the free vibration analysis of bi-directional functionally graded (BDFG) beams. The model is based on an efficient higher-order shear deformation beam theory that incorporates a trigonometric warping function for both transverse shear deformation and stress to guarantee traction-free boundary conditions without the necessity of shear correction factors. The proposed two-node beam element has three degrees of freedom per node, and the inter-element continuity is retained using both C1 and C0 continuities for kinematics variables. In addition, the mechanical properties of the (BDFG) beam vary gradually and smoothly in both the in-plane and out-of-plane beam's directions according to an exponential power-law distribution. The highly elevated performance of the developed model is shown by comparing it to conceptual frameworks and solution procedures. Detailed numerical investigations are also conducted to examine the impact of boundary conditions, the bi-directional gradient indices, and the slenderness ratio on the free vibration response of BDFG beams. The suggested finite element beam model is an excellent potential tool for the design and the mechanical behavior estimation of BDFG structures.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권4호
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• pp.419-434
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• 2024

A flat slab is a structural system where columns directly support it without the presence of beam elements. However, despite its wide advantages, this structural system undergoes a major deficiency where stresses are concentrated around the column perimeter, resulting in the progressive collapse of the entire structure as a result of losing the shear transfer mechanisms at the cracked interface. Predicting the punching shear capacity of RC flat slabs is a challenging problem where the factors contributing to the overall slab strength vary broadly in their significance and effect extent. This study proposed a new expression for predicting the slab's capacity in punching shear using a nonuniform concrete tensile stress distribution assumption to capture, as well as possible, the induced strain effect within a thick RC flat slab. Therefore, the overall punching shear capacity is composed of three parts: concrete, aggregate interlock, and dowel action contributions. The factor of the shear span-to-depth ratio (a_v/d) was introduced in the concrete contribution in addition to the aggregate interlock part using the maximum aggregate size. Other significant factors were considered, including the concrete type, concrete grade, size factor, and the flexural reinforcement dowel action. The efficiency of the proposed model was examined using 86 points of published experimental data from 19 studies and compared with five code standards (ACI318, EC2, MC2010, CSA A23.3, and JSCE). The obtained results revealed the efficiency and accuracy of the model prediction, where a covariance value of 4.95% was found, compared to (13.67, 14.05, 15.83, 19.67, and 20.45) % for the (ACI318, CSA A23.3, MC2010, EC2, and JSCE), respectively.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권3호
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• pp.421-426
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• 2013

입도분포에 따른 고춧가루의 물리적 특성 변화를 살펴보기 위하여 이완밀도, 압축밀도, 압축시험, 안식각, 비회복성일 및 응력이완 특성을 살펴보았다. 이완밀도는 $0.34{\sim}0.45g/cm^3$ 범위에 있었으며, 다짐밀도는 $0.43{\sim}0.56g/cm^3$ 범위에 있었다. 하우스너 비는 청양품종의 $150{\mu}m$ 이하의 입도에서 1.531로 가장 높은 값을 나타내었으며, 응집성도 크게 나타났다. 압축성과 압축비는 각각 0.001351~0.004383 및 1.0062~1.0265 범위의 값을 나타내었고, 입도별 비회복성일은 69.16~90.24% 범위를 나타내었다. $k_2$ 값과 이완성은 청양품종 $425{\sim}300{\mu}m$ 입도에서 각각 1.74 및 44.92%로 가장 높았다. 안식각은 $32.84{\sim}49.84^{\circ}$ 범위를 나타내었다. $425{\sim}300{\mu}m$ 입도를 기준으로 입도가 작아지거나 커짐에 따라 물리적 특성 값이 변화하였다. $150{\mu}m$ 이하의 입도에서는 결착성과 다짐성 그리고 변형의 정도가 크게 나타났다. 따라서 작은 입도의 고춧가루를 수송, 저장할 때보다 각별한 주의가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.103-115
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• 2011

온도와 수분의 불균일한 분포로 인하여 콘크리트 슬래브는 컬링과 와핑 거동을 하고 슬래브에는 항상 응력이 도입되어 있다. 따라서 교통하중 외에도 환경하중을 고려해야만 콘크리트 슬래브에 발생하는 응력을 보다 정확하게 예측할 수 있다. 콘크리트 포장에 반복적으로 재하되는 교통하중과 환경하중에 의해 콘크리트 슬래브의 강도는 지속적으로 감소하고 응력 이하로 낮아지게 되면 피로균열이 발생한다. 본 연구에서는 기존에 수행된 연구들로부터 피로실험 결과를 수집하고 피로 회귀모형을 개발하였다. 개발된 모형을 검증하기 위하여 모형개발에 사용되지 않은 실내 휨피로실험 결과를 예측하고 기존 모형으로 예측된 결과와 비교하였다. 콘크리트 포장 누적 피로손상 해석 프로그램을 개발한 후 본 연구에서 제안된 모형과 기존 모형들을 적용하고 예측 결과를 비교 및 평가하였다. 피로모형 별로 슬래브 두께, 줄눈간격, 복합 지지력계수, 그리고 하중전달률에 따른 누적 피로손상의 민감도 분석을 실시하였다. 그 결과 본 연구에서 개발된 모형이 최소-최대응력비 R을 고려하는 기존 모형들의 경향을 개선하여 환경하중을 더욱 합리적으로 반영할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.

• 혜화의학회지
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• 제11권1호
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• pp.137-149
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• 2002

Dong-Eui-Bo-Gham Oriental medicine clinic on the purpose of losing their weight, from March 1, 2001 to March 1, 2002. The characteristics studied were gender, average weight, average height, distribution of body fat rate, base body metabolism rate, distribution of bmi, purpose of losing weight, treatment history, cause of gaining weight, clinical symptoms, distribution of Sahsang constitution, and change of body constituent. The conclusions drawn from this study were: 1. Among patients who came to the clinic for weight loss, there were 16 females (80%), and 4 males (20%). The ratio of gener was 1 to 4 (male to female) The distribution of their ages were 1 in one's teens (5%), 6 in their 20s (30%), 7 in their 30s (35%), and 6 in their 40s (30%). 2. The average weight of the patients was 72.155kg, and their average height was 163.2 cm. 3. The body fat rates of patients were distributed as: 2 were below 25 (10%), 3 were 25 to 30 (15%), 8 were 30 to 35 (40%), 5 were 35 to 40 (25%), and 2 were 40 to 45 (10%). 4. The base body metabolism rates of the patients were distributed as: 1 was below 1000Kcal (5%), 6 were 1100 to 1200Kcal (30%), 5 were 1200 to 1300Kcal (25%), 6 were 1300 to 1400Kcal (30%), and 2 were 1400 to 1500Kcal (10%). 5. The distribution of the patients bmi was: 4 were below 20 (20%), 5 were 20 to 25 (5%), 11 were 25 to 30 (55%), and 4 were 30 to 35 (20%). 6. The patients visited the clinic to lose their weight for the follwoing purposes: 5 were related to health concerns (25%), and 15 were to imprve their physical apprearnce (75%). Among patients who wanted to lose their weight becase of health concerns, 4 were married (20%) and 1 was single (5%). Among patiens who wanted to lose their weight to improve their physical appearance, 6 were married (30%) and 9 were single (45%). 7. As for the past treatment methods, physical exercises were most frequently used (19 patiens, 43%). 14 tried diet (32%), 8 used food substitues (19%), 1 was treated through Western medicine, and 1 was not related to any of these (2%). 8. Main reasons for weight gains were: 12 were related to overeating (40%), 10 were stress (33%), and 8 were lack of physical exercise (27%). 9. Physical symptoms included: 15 were fatigue (29%), 14 were constipation (26%), 13 were body swelling (25%), 3 were headache (5%), menstruation pain (4%), one was stomach upset (2%), 2 were related to physical structure, and 2 were related to other (4%). 10. As for the distribution of Sahsang constitution, 10 were Taeum (50%), 9 were Sohyang (45%), and 1 was Sohum (5%). 11. The average muscle weight was 44.87kg, average abdomen fat rate was 0.8999, and average base body metabolism rate was1369.2Kcal. 12. For the 5-week period, The body fat rate changes were 35.93 1.56% to 30.40 1.98% for A group, and 34.27 1.19% to 31.73 1.38% for B group. The abomen fat rate changes were 0.90 0.02% to 0.86 0.03 for A group, and 0.89 0.02% to 0.83 0.02% for B group. The body fat weight changes were 26.92 2.04kg to 20.74 1.98kg for A group, and 27.86 3.37kg to 24.58 3.02kg for B group. The body weight chages were 72.36 3.18kg to 64.54 2.55kg for A group, and 72.48 3.14kg to 67.74 3.11kg for B group. The muscle rate changes were 43.86 1.63kg to 43.10 1.76kg for A group, and 42.72 1.22kg to 41.60 1.86kg for B group. Overall, A group was superior to B group. 13. After being treated for obesity, 13 patients used exercise treatment (65%), 5 continued to receive obesity treatment (25%), and 2 used diet (10%). Based on these results, we could conclude that the importande of setting a criterion of obesity and weight control have changed according to changes in social and cultural values, and that treatment of obesity through Oriental medicine and research should keep up with changes in esthetic and psychological values.

• 암석학회지
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• 제16권1호
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• pp.12-26
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• 2007

12개 지역에서 분포하는 108개소의 중생대 화강암류의 석산에서 발달하는 수직의 1번 및 2번 면에 대한 분포 특성을 규명하였다. 각 지역에서 발달하는 수직 결의 방향성은 다양하다. 그러나 전국의 이들 수직 면은 전반적으로 북북동 방향이 우세하다. 수직면의 방향을 종합한 광역 분포도에서 이들 면의 빈도 등급별방향을 살펴보면 (1) $N2{\sim}10^{\circ}E(1st-order),\;(2)\;N15{\sim}25^{\circ}E(2nd-order),\;(3)\;N45{\sim}70^{\circ}E,\;N10{\sim}30^{\circ}W$ 및 $N70{\sim}80^{\circ}W(3rd-order)$ 방향의 3조의 우세 배향을 보여준다. 수평 채석면과 수직 채석면의 상대적인 분리성에 의한 화강암 석산의 유형은 R-유형, G-유형 및 H-유형의 3 종류로 분류되었다. 1번 면이 수평면을 형성하고, 2번 및 3번 면이 수직면을 형성하는 유형(R-유형), 2번 면이 수평면을 형성하고, 1번 및 3번 면이 수직면을 형성하는 유형(G-유형), 3번 면이 수평면을 형성하고, 1번 및 2번 면이 수직면을 형성하는 유형(H-유형) 등이다. 트라이아스기 화강암류의 석산은 R-유형 및 G-유형, 쥬라기 화강암류의 석산은 R-유형, G-유형 및 H-유형 그리고 백악기 화강암류의 석산은 주로 R-유형으로 각각 분류되었다. 이러한 석산 유형 중, 쥬라기 화강암류의 석산에서 가장 다양한 유형이 확인되었다. 유형별 분포비율을 살펴보면, R-유형의 분포비율이 77.8%를 차지하여 22.2%를 차지하는 G-유형 및 H-유형에 비하여 분포비율이 높다. 일반적으로 화강암질암에서는 흔히 물성의 이방성이 확인되며, 할석면의 방향과 열린 미세균열의 방향과는 상호 밀접한 상관성이 있다. 한편 관련 연구사례를 통하여 미세균열의 우세한 방향은 치대 압축 주응력의 방향을 지시함을 알 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제31권3호
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• pp.267-276
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• 2023

The main purpose of the current research is to develop an efficient two variables trigonometric shear deformation beam theory to investigate the buckling behavior of symmetric and non-symmetric functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beam resting on an elastic foundation with various boundary conditions. The proposed theory obviates the use to shear correction factors as it satisfies the parabolic variation of through-thickness shear stress distribution. The composite beam is made of a polymeric matrix reinforced by aligned and distributed single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) with different patterns of reinforcement. The material properties of the FG-CNTRC beam are estimated by using the rule of mixture. The governing equilibrium equations are solved by using new analytical solutions based on the Galerkin method. The robustness and accuracy of the proposed analytical model are demonstrated by comparing its results with those available by other researchers in the existing literature. Moreover, a comprehensive parametric study is presented and discussed in detail to show the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, length-to-thickness ratio, and spring constant factors on the buckling response of FG-CNTRC beam. Some new referential results are reported for the first time, which will serve as a benchmark for future research.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.121-130
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• 2007

베딩조건에 따라 강성재질의 지중매설관 주변에 작용하는 토압분포와 크기를 조사하기 위하여 초경량재료인 EPS블록을 매설관의 상부 또는 하부에 여러 가지 조건으로 설치한 다음 주문진 표준사로 복토하여 토압과 침하량을 측정하는 원형의 대형토조시험을 실시하였다. 실험결과 EPS 베딩재를 설치하지 않은 경우 매설관 바닥에서 측정된 토압은 $4.96_{tf/m^2}$ 으로 나타났으며 베딩재를 설치하는 경우 바닥에서 측정된 토압은 조건에 따라 $1.87{\sim}4.96_{tf/m^2}$으로 베딩재를 설치하지 않은 경우에 비하여 12~62% 가량 토압이 경감되는 것으로 나타났으며, 베딩재의 위치에 대한 매개변수적인 실험결과 베딩재를 하부-상부-상하부에 설치하는 순으로 경감효과가 크며 EPS 베딩재를 하부보다는 상부에 설치하는 경우 경감효과가 두드러지는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.119-128
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• 2008

원형수직구의 경우 지형적인 요인과 지반의 불균질성으로 인하여 등분포의 대칭하중이 작용하는 경우보다는 비대칭의 편하중이 작용하는 경우가 많을 것으로 예상된다. 지금까지 지반조건에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 산정을 위한 정량적인 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 불연속암반의 불균질성을 고려한 불연속체 해석을 통하여 이방성 거동에 따른 원형수직구 벽체에 작용하는 편하중 분포특성을 분석하였다. 또한, 깊이에 따른 암반등급 및 초기응력이 편하중에 미치는 영향을 분석하였다. 검토 결과 절리특성에 따라 양호한 경암반에서는 25%이하의 편하중이 발생하는 것으로 분석되었으며, 수직구 깊이에 따른 암반등급의 영향을 검토한 결과 경암의 편하중비는 25%이하, 연암에서는 $30%{\sim}40%$로 나타났다. 또한, 풍화가 진행된 파쇄연암의 편하중비는 $40{\sim}50%$로 나타났다. 깊이 100m의 경암반에 대하여 초기응력을 나타내는 측압계수(Ko)를 변수로 한 불연속체 해석을 수행하였다. 해석 결과 측압계수가 2.0보다 작은 경우의 편하중비는 약 25%의 값을 나타내나 측압계수가 2.0보다 큰 경우에는 편하중비가 점차 증가하는 경향을 나타냈다.