• Steel and Composite Structures
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• 제5권5호
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• pp.375-394
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• 2005

An experimental study was conducted to develop a new base plate anchorage system for concrete filled tubular column under an axial load and a moment. The column was connected to a concrete foundation using ordinary deformed reinforcing bars that are installed at the inside and outside of the column. In order to investigate the moment resisting capacity of the system, horizontal cyclic loads are applied until the ultimate condition is reached with the axial load held constant. To derive a design method for moment resisting capacity, the reinforced concrete section approach was investigated with the assumption of strain compatibility. The results by this approach agreeded well with those of experiments when the bearing pressure of confined concrete and tangent modulus of steel bars are assumed appropriately. Also, it was found that the column interaction curve can be used to predict the yield strength of the base plate system.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권4호
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• pp.409-426
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• 2018

This paper presents the strengthening of tubular joint by wrapping Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and glass fiber reinforced polymer (GFRP). In this study, total number of layers, stacking sequence and length of wrapping are the different parameters involved when fiber reinforced polymers (FRP) composites are used for strengthening. For this, parameters where varied and results were compared with the reference joint. The best stacking sequence was identified which has the highest value in ultimate load with lesser deflections. For determining the best stacking sequence, numerical investigation was performed on CFRP composites; length of wrapping and number of layers were fixed. Later, the studies were focused on CFRP and GFRP strengthened joint by varying the total number of layers and length of wrapping. An attempt was done to propose a parametric equation from multiple regression analysis, which can be used for CFRP strengthened joints. Hashin failure criteria was used to check the failure of composites. Results revealed that FRP was having a greater influence in the load bearing capacity of joints, and in reducing the deflections and stresses of joint under axial compressive loads. It was also seen that, CFRP was far better than GFRP in reducing the stresses and deflection.

• Earthquakes and Structures
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• 제21권6호
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• pp.641-652
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• 2021

Digging well foundation has been widely used in railway bridges due to its good economy and reliability. In other instances, bridges with digging well foundation still have damage risks during earthquakes. In this study, a new type of digging well foundation with prefabricated roots was proposed to reduce earthquake damage of these bridges. Quasi-static tests were conducted to investigate the failure mechanism of the root digging well foundation, and then to analyze seismic behaviors of the new type well foundation. The testing results indicated that these prefabricated roots could effectively limit the rotation and uplift of the digging well foundation and increase the lateral bearing capacity of the digging well foundation. The elastic critical load and ultimate load can be increased by 69% and 36% if prefabricated roots were added in the digging well foundation. The prefabricated roots drived more soil around the foundation to participate in working, the stiffness of the bridge pier with root digging well foundation was improved. Moreover, the root participation could improve the energy dissipation capacity of soil-foundation-pier interaction system. The conclusions obtained in this paper had important guiding significance for the popularization and application of the digging well foundation with prefabricated roots in earthquake-prone zones.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.539-550
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• 2022

A detailed experimental program was conducted to investigate the flexural behavior of ultra high performance concrete (UHPC) beams reinforced with high strength steel (HSS) rebars with a specified yield strength of 600 MPa via direct tensile test and monotonic four-point bending test. First, two sets of direct tensile test specimens, with the same reinforcement ratio but different yield strength of reinforcement, were fabricated and tested. Subsequently, six simply supported beams, including two plain UHPC beams and four reinforced UHPC beams, were prepared and tested under four-point bending load. The results showed that the balanced-reinforced UHPC beams reinforced with HSS rebars could improve the ultimate load-bearing capacity, deformation capacity, ductility properties, etc. more effectively owing to interaction between high strength of HSS rebar and strain-hardening characteristic of UHPC. In addition, the UHPC with steel rebars kept strain compatibility prior to the yielding of the steel rebar, further satisfied the plane-section assumption. Most importantly, the crack pattern of the UHPC beam reinforced with HSS rebars was prone to transform from single main crack failure corresponding to the normal-strength steel, to multiple main cracks failure under the condition of balanced-reinforced failure, which validated by the conclusion of direct tensile tests cooperated with acoustic emission (AE) source locating technique as well.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권8호
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• pp.25-37
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• 2014

국내 외 하중저항계수설계법의 저항계수 보정 시 수집된 데이터베이스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 저항편향계수 산정 단계에서 저항편향치의 ${\pm}2{\sigma}$ 범위의 데이터만을 선택하거나 가정된 확률분포 검정을 만족하도록 꼬리(tail)부분의 데이터를 제거하는 방법을 적용하고 있다. 그러나 이들 방법에서는 데이터베이스 내에 우연히 포함된 저품질의 데이터를 확인할 수 없는 단점이 발견되었다. 본 연구에서는 정재하시험의 품질, 원지반의 공학적 특성, 쇄석다짐말뚝의 제원 등의 품질기준을 이용하여 데이터베이스 구축 단계에서 수행할 수 있는 품질평가법을 제안하였으며, 국내 외 문헌 및 정재하시험 보고서로부터 65개소의 정재하시험 데이터를 수집하여 데이터베이스의 구축 및 품질평가를 수행하였다. 데이터베이스의 품질 평가 상태에 따른 저항편향계수와 변동계수, 저항계수를 비교한 결과, 기존의 데이터베이스 처리과정과 품질평가법을 병행할 경우에 저항편향계수의 불확실성이 감소되며, 신뢰도 높은 LRFD 저항계수 보정에 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6385-6390
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• 2015

수평 곡선 I-형 거더에는 초기곡률이라는 기하학적 특성으로 인해 휨 모멘트와 더불어 비틀림 모멘트가 작용하게 된다. 이러한 휨 비틀림 거동은 서로 상호 작용을 일으켜 약축방향으로 2차 휨거동을 유발하게 된다. 휨과 비틀림 간의 상호 작용은 곡선 거더를 조기에 비선형 상태 및 소성 상태로 유도하여 내하력의 저하를 야기하게 되고, 차량의 이동 위치에 따른 편심 하중은 비틀림을 더욱 증대시킬 수 있다. 그러나 기존에 연구되어왔던 직선 거더에 대한 휨 비틀림 상호관계식은 곡선 거더가 가지고 있는 거동 특성이 고려되지 않았기 때문에 수직하중을 받는 수평 곡선 I-형 거더의 극한 강도가 과대평가 될 수 있다. 따라서 이에 대한 보다 명확하고 합리적인 제안식의 적용이 곡선 거더의 설계 시에 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 편심하중이 작용하는 수평 곡선 I형 거더의 휨 비틀림 상호작용 특성을 파악하고 거동분석을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.13-25
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• 2004

조립토 다짐말뚝 공법은 비교적 강성이 큰 쇄석, 자갈 및 모래 등과 같은 조립질 재료를 사용하여 원지반을 치환하여 보강하는 공법으로, 기초지반의 침하를 감소시키며, 연약지반의 지지력 증가 및 압밀배수를 촉진하고, 또한 지진에 의한 액상화의 방지에도 효과가 큰 공법으로 알려져 있으나, 국내에서는 아직 널리 사용되지 않고 있다. 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 군형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 최적배치 기법을 제시하고자 한다. 분석결과, 조립토 말뚝의 배치가 중앙부에 집중될 때 조립토 군말뚝의 지지력은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 경제적인 측면을 고려하여 조립토 군말뚝의 총중량에 대한 최적설계를 수행하였으며, 조립토 군말뚝 설계변수의 변화가 최적설계에 미치는 영향을 알아보기 위해 parametric study를 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.123-131
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• 2005

우리나라에서는 최근 해안 매립지역에서의 건설공사가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 경우 말뚝기초에서는 부마찰력과 관련된 안정성 평가가 중요한 설계요소가 된다. 그럼에도 불구하고 말뚝의 부마찰력 문제는 많은 지반 기술자들에게 충분한 이해가 부족한 실정이다. 그 이유는 부마찰력이 말뚝의 침하와 관련된 문제임에도 불구하고 대부분의 설계기준들은 안전율에 의한 말뚝의 지지력 산정에만 초점을 맞추고 있기 때문이라고 생각된다. LRFD 설계법은 말뚝의 지지력과 관련된 극한한계상태해석 외에 침하량과 관련된 사용성해석을 고려하므로 전통적인 국내 설계기준을 보완하는 방법이 될 수 있다. 본 논문에서는 부마찰력이 작용하는 말뚝에서 LRFD 설계기법을 적용하는 방법에 대해 논의하고 이를 전통적인 설계기법과 비교하여 보았다. 또한, 말뚝 재하시험을 통한 실제 사례분석을 통하여 각 설계기법의 적용성을 비교분석 하였다. 이러한 분석을 통해 부마찰력이 작용하는 말뚝의 안정성 분석 시 접하는 문제를 해결하기 위해 몇 가지 대안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권12호
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• pp.55-64
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• 2016

본 논문에서는 기존의 허용응력설계법(ASD)과 신뢰성해석에 기반을 둔 하중저항계수설계법(LRFD)과 유로코드의 부분안전계수설계법(PSFD)을 사용하여 풍화토지반 얕은기초의 전단파괴에 대한 지지력과 안전여유 산정결과에 대하여 비교 분석하였다. 얕은기초의 지지력에 영향을 주는 지반정수의 불확실성을 정량화하기 위하여 시공 및 설계용 평판재하시험 자료를 수집하고 확률 통계 분석을 통하여 극한지지력의 저항편향계수와 변동계수를 조사하였다. 국내 현장의 얕은기초 대표 단면 예에 대한 신뢰성해석(FORM)을 통하여 신뢰도지수를 구하고 지반정수의 확률변수가 전단파괴에 미치는 영향을 조사하기 위하여 확률변수의 민감도 분석을 하였다. ASD설계법, ASD설계법의 안전율에 대응하는 목표신뢰도 지수의 LRFD설계법, PSFD설계법을 사용하여 얕은기초 대표단면의 안정성 검토를 실시하여 산정된 각 설계법의 안전여유에 대하여 비교 검토를 실시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.