• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.81-88
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• 2022

The paper introduces an experimental program for the newly developed vertical joints between Precast Concrete (PC) walls to improve their in-plane shear capacity. Compared to the existing vertical joints, two types of vertical joints were developed by increasing the transverse reinforcement ratio and improving frictional force at the joint interface. A total of four specimens including the Reinforced Concrete (RC) wall and PC walls with developed vertical joints were designed and constructed. The constructed specimens were experimentally investigated through monotonic shear tests. The observed damage, load-deformation relationship, strain and strength are investigated and compared with the cases of RC wall specimen. Experimental results indicate that the maximum force and initial stiffness of the PC wall with proposed vertical joints were decreased by comparing with those of RC wall. However, the ultimate displacement increased by up to 217.30% compared to the RC wall specimen. In addition, brittle failure did not occurred and relatively few cracks and damages occurred.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권1호
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• pp.57-76
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• 2024

The management of waste tire rubber has become a pressing environmental and health issue, requiring sustainable solutions to mitigate fire hazards and conserve natural resources. The performance of waste materials in structural components needs to be investigated to fabricate sustainable structures. This study aims to investigate the behavior of glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforced rubberized concrete (GRRC) compressive components under compressive loads. Nine GRRC circular compressive components, varying in longitudinal and transverse reinforcement ratios, were constructed. A 3D nonlinear finite element model (FEM) was proposed by means of the ABAQUS software to simulate the behavior of the GRRC compressive components. A comprehensive parametric analysis was conducted to assess the impact of different parameters on the performance of GRRC compressive components. The experimental findings demonstrated that reducing the spacing of GFRP stirrups enhanced the ductility of GRRC compressive components, while the addition of rubberized concrete further improved their ductility. Failure in GRRC compressive components occurred in a compressive columnar manner, characterized by vertical cracks and increased deformability. The finite element simulations closely matched the experimental results. The proposed empirical model, based on 600 test samples and considering the lateral confinement effect of FRP stirrups, demonstrated higher accuracy (R² = 0.835, MSE = 171.296, MAE = 203.549, RMSE = 195.438) than previous models.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.23-32
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• 2017

대심도 복층터널 구조물에서 중간슬래브 구조에 적용되는 형식중 하나인 프리캐스트 구조에서는 차량 진행 방향으로 이음이 발생한다. 따라서, 이 이음부를 일체로 거동하게 하는 것이 중요하다. 이 연구에서 제안하는 대심도 복층터널 중간슬래브는 터널의 공간 활용을 극대화 하기 위하여 프리스트레스를 도입한 보 형식의 구조체로, 'PS 이음방식'과 '볼트체결방식'에 대한 이음방법을 개발하였다. 또한, 두 가지 이음방식을 적용한 중간슬래브의 구조성능을 평가하기 위해서 실물모형 구조실험을 수행하였으며, Contact 모델을 적용한 FEM 해석을 통해서 구조적인 안정성을 검증하였다. 이음방식을 적용한 복층터널 중간슬래브의 정적재하실험 결과 매우 안정적인 거동을 보였으며, 균열 및 처짐에 있어 도로교설계기준(2011)을 만족하여 사용성에도 문제가 없다고 판단되었다. FEM 해석에 따른 중간슬래브의 거동은 실험과 비교하여 강성이 미소하게 크게 나타났으나 전체적인 거동이 거의 유사하게 나타났다. 따라서 이 연구에서 개발한 이음방법을 적용한 중간슬래브를 시공함에 있어 구조적으로 문제가 없을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제16권4호
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• pp.385-397
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• 2018

This study evaluates the interfacial properties of composite specimens consisting of shotcrete and sprayed waterproofing membrane. Two different membrane prototypes were first produced and tested for their waterproofing ability. Then composite specimens were prepared and their interfacial properties assessed in direct shear and uniaxial compression tests. The direct shear test showed the peak shear strength and shear stiffness of the composites' interface decreased as the membrane layer became thicker. The shear stiffness, a key input parameter for numerical analysis, was estimated to be 0.32-1.74 GPa/m. Shear stress transfer at the interface between the shotcrete and membrane clearly emerged when measuring peak shear strengths (1-3 MPa) under given normal stress conditions of 0.3-1.5 MPa. The failure mechanism was predominantly shear failure at the interface in most composite specimens, and shear failure in the membranes. The uniaxial compression test yielded normal stiffness values for the composite specimens of 5-24 GPa/m. The composite specimens appeared to fail by the compressive force forming transverse tension cracks, mainly around the shotcrete surface perpendicular to the membrane layer. Even though the composite specimens had strength and stiffness values sufficient for shear stress transfer at the interfaces of the two shotcrete layers and the membrane, the sprayed waterproofing membrane should be as thin as possible whilst ensuring waterproofing so as to obtain higher strength and stiffness at the interface.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권1호
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• pp.104-111
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• 2009

This paper shows the behaviors of macro- and micro-structures and mechanical properties for specimen's welding region welded by FSW. according to welding conditions with 5mm thickness aluminum 5083O alloy plate. It apparently results in defect-free weld zone in case traverse speed was changed to 32 mm/min under conditions of anti-clockwise direction and tool rotation speed such as 800 and 1250 rpm with tool's pin diameter of 5 ${\Phi}mm$ and shoulder diameter of 20 ${\Phi}mm$, pin length of 4.5 mm and tilting angle of $2^{\circ}$. The ultimate stress of ${\sigma}_T=331$ MPa and the yield point of 147 MPa are obtained at the condition of the travel speed of 32 mm/min with the tool rotation speed of 1250 rpm. There is neither voids nor cracks on bended surface of $180^{\circ}$ after bending test. The improvement of toughness after impact test was found. The lower rotating and traverse speed became, the higher were yield point, maximum stress and elongation(%) with the stresses and the elongation(%) versus the traverse speed diagram. Vickers hardness for cross section of welding zone were also presented. The typical macro-structures such as dynamically recrystallized zone, thermo-mechanically affected zone and heat affected zone and the micro-structures of the transverse cross-section were also showed. However, the author found out that the region of 6mm far away from shoulder circumference was affected by friction heat comprehensively, that is, hardness softened and that part of micro-structures were re-solid-solution or recrystallized, the author also knew that there is no mechanically deformation on heat affected zone but there are the flow of plastic deformation of $45^{\circ}$ direction on thermo-mechanically affected zone and the segregation of Al-Mg on nugget. The solid solution wt(%) of parent material as compared against of friction stir welded zone was comprehensively changed.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1824-1832
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• 1992

본 연구에서는 충돌입자의 크기의 영향을 평가하기 위하여 동일한 운동에너지 를 갖는 직경 5mm 및 10mm의 강구를 시편에 충돌시킨 후 배항각 변화에 따른 손물역의 크기 변화를 초음파현미경(SAM)과 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였고, 충돌에 따른 압축강성의 변화를 고찰하기 위하여 충격전후의 압축탄성계수를 측정하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권4호
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• pp.91-98
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• 1990

시멘트콘크리트 포장의 세로줄눈 및 가로줄눈은 교통하중의 반복이동에 의한 포장슬래브의 단차현상을 억제하고, 하중, 온도 및 습도변화 등에 의하여 발생하는 응력 및 변형을 효율적으로 조절하기 위하여 설치된다. 그러나, 노반공극수의 동결융해, 지하수위의 변화, 줄눈부의 펌핑 및 단차현상으로 지반지지력이 저하되면 줄눈부에 국부적 응력집중이 발생하여 하중분산응력이 저하됨은 물론 포장의 공용성 및 안전성을 크게 위협하게 된다. 따라서 시멘트콘크리트 포장을 효율적으로 유지관리하고 사용성을 확보하기 위해서는 줄눈부의 하중전달특성을 보다 엄밀히 반영할 수 있는 해석모델이 정립되어야 하며, 이를 토대로 체계적인 유지관리 시스템이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 줄눈부의 거동을 다우얼바의 연결작용, 골재 맞물림작용 및 타이드키 작용으로 구분한 후, 포장체의 특성에 따라 이들의 영향을 포장슬래브의 구조해석에 선택적으로 반영시킬 수 있도록 해석프로그램을 개발하였다. 포장슬래브의 거동평가를 위하여 Winkler 기초모델 및 탄성지반 위에 놓인 판이론을 적용하였으며, 4절점 사각형 유한요소를 사용하여 줄눈요소의 강성 매트리스를 전 해석과정에 반영하였다. 한편, 본 연구의 해석결과를 Huang의 수치예에 비하여 Arlington 실험값에 더욱 근접된 경향을 보이므로 매우 효율적인 것으로 평가된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.231-238
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.243-251
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• 2016

두께가 얇아짐에 따라 강바닥판은 윤하중의 작용으로 국부적으로 매우 큰 변형이 발생하고, 이것은 교면포장에 종방향으로 구조적인 균열을 야기 시킬 수 있다. 이 연구에서는 강바닥판의 윤하중 국부해석을 위하여 가로보의 휨 및 비틀림강성을 엄밀히 고려할 수 있는 평면쉘 스트립요소, 프리즘요소, 그리고 이 두요소를 연결하는 링크요소로 구성된 개선된 유한대판법을 제시하고자 한다. 이 방법의 효용성을 검증하기 위하여, 강판 플레이트 거더교의 일부를 해석예제로 선택하여 연직처짐 및 교축직각방향 변형율 결과를 쉘요소, 솔리드요소, 그리고 코히시브요소를 이용한 ABAQUS 해석결과와 비교, 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1988년도 학술세미나 강연집
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• pp.3-67
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• 1988

Model studies on the response of homgeneous earth embankment dams subjected to strike-slip fault movement have been penomed via centrifuge and finite element analysis. The centrifuge model tests have shown that crack development in earth embankment experiences two major patters: shear failure deep inside the embankment and tension failure near the surface. The shear rupture zone develops from the base level and propagates upward continuously in the transverse direction but allows no open leakage chnnel. The open tensile cracks develop near the surface of the embankment, but they disappear deep in the embankment. The functional relationship has been developed based on the results of the centrifuge model tests incorporating tile variables of amount of fault movement, embankment geometry, and crack propagation extent in earth des. This set of information can be used as a guide line to evaluate a "transient" safety of the duaged embankment subjected to strike-slip fault movement. The finite element analysis has supplemented the additional expluations on crack development behavior identified from the results of the centrifuge model tests. The bounding surface time-independent plasticity soil model was employed in the numerical analysis. Due to the assumption of continuum in the current version of the 3-D FEM code, the prediction of the soil structure response beyond the failure condition was not quantitatively accurate. However, the fundamental mechanism of crack development was qualitatively evaluated based on the stress analysis for the deformed soil elements of the damaged earth embankment. The tensile failure zone is identified when the minor principal stress of the deformed soil elements less than zero. The shear failure zone is identified when the stress state of the deformed soil elements is at the point where the critical state line intersects the bounding surface.g surface.