• Steel and Composite Structures
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• 제22권6호
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• pp.1487-1505
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• 2016

This paper presents the results of an experimental study on the behavior of a new type of composite FRP-concrete-steel member subjected to bi-axial eccentric loading. This new type of composite member is in the form of concrete-filled square steel tube slender columns with inner CFRP (carbon fiber-reinforced polymer) circular tube, composed of an inner CFRP tube and an outer steel tube with concrete filled in the two tubes. Tests on twenty-six specimens of high strength concrete-filled square steel tube columns with inner CFRP circular tube columns (HCFST-CFRP) were carried out. The parameters changed in the experiments include the slenderness ratio, eccentric ratio, concrete strength, steel ratio and CFRP ratio. The experimental results showed that the failure mode of HCFST-CFRP was similar to that of HCFST, and the specimens failed by local buckling because of the increase of lateral deflection. The steel tube and the CFRP worked together well before failure under bi-axial eccentric loading. Ductility of HCFST-CFRP was better than that of HCFST. The ultimate bearing capacity of test specimen was calculated with simplified formula, which agreed well with test results, and the simplified formula can be used to calculate the bearing capacity of HCFSTF within the parameters of this test.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권6호
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• pp.783-791
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• 2019

Prefabricated reinforced-concrete shear walls are used extensively in building structures because they are convenient to construct and environmentally sustainable. To make large walls easier to transport, they are divided into smaller segments and then assembled at the construction site using a variety of connection methods. The present paper proposes a precast shear wall assembled using steel shear keys, wherein the shear keys are fixed on the embedded steel plates of adjacent wall segments by combined plug and fillet welding. The anchoring strength of shear keys is known to affect the mechanical properties of the wall segments. Loading tests were therefore performed to observe the behavior of precast shear wall specimens with different anchoring components for shear keys. The specimen with insufficient strength of anchoring components was found to have reduced stiffness and lateral resistance. Conversely, an extremely high anchoring strength led to a short-column effect at the base of the wall segments and low deformation ability. Finally, for practical engineering purposes, a design approach involving the safety coefficient of anchoring components for steel shear keys is suggested.

• Computers and Concrete
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• 제29권 5호
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• pp.323-334
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• 2022

In order to study the axial compression performance of basalt-fiber reinforced recycled concrete (BFRRC) filled circular steel tubular short columns, the axial compression performance tests of seven short column specimens were conducted to observe the mechanical whole-process and failure mode of the specimens, the load-displacement curves and the load-strain curves of the specimens were obtained, the influence of design parameters on the axial compression performance of BFRRC filled circular steel tubular short columns was analyzed, and a practical mathematical model of stiffness degradation and a feasible stress-strain curve equation for the whole process were suggested. The results show that under the axial compression, the steel tube buckled and the core BFRRC was crushed. The load-axial deformation curves of all specimens show a longer deformation flow amplitude. Compared with the recycled coarse aggregate (RCA) replacement ratio and the basalt fiber dosage, the BFRRC strength has a great influence on the peak bearing capacity of the specimen. The RCA replacement ratio and the BFRRC strength are detrimental to ductility, whereas the basalt fiber dosage is beneficial to ductility.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권4호
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• pp.283-296
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• 2023

This paper presents experimental and numerical studies of seismic performance on reinforced concrete (RC) wide beam (WB) joints. Two RC-WB joint specimens and one conventional RC joint specimen were fabricated using the reinforcing details of longitudinal reinforcing bars in a beam as a variable, and quasi-static cyclic loading tests were performed. The results were used to compare and analyze the load-drift ratio relationship, failure mode, and seismic performance of the specimens quantitatively. In addition, a finite element (FE) analysis of the RC-WB joint was conducted, and the rationality of the FE model was validated by comparing it with the test results. Based on the FE model, a parametric study was conducted, where the ratio of longitudinal reinforcing bars placed on the outer and inner parts of the joint (𝜌_ex/𝜌_in) was a key variable. The results showed that, in the RC-WB joint, an increase of 𝜌_ex/𝜌_in leads to more severe damage to concrete, which reduces the seismic performance of the RC-WB joints.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.347-355
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• 2021

다층 구조물의 경우 1층이 연약한 경우 지진 시 1층에 변형이 집중되어 기둥 부재에 심각한 손상이 발생하거나 파괴되어 구조물이 붕괴하는 사례가 발생하게 된다. 국내의 경우 포항지진 당시 필로티 구조물의 손상사례를 예로 들 수 있다. 2016년 국립재난 안전연구원의 "국내 비내진 건축물의 내진보강공법 조사 및 소요비용 분석 연구"에 따르면 민간 철근콘크리트조 건축물 중 주택의 내진화 비율은 38.3 %고, 그 중 2층 구조물 7.1 %에서 6층 96.3 % 그 외 99.4 %로 2~5층 구조물의 경우 내진비율이 50 %이하로 저조한 것으로 보고하였다. 이에 정부는 지원사업을 통해서 내진화율을 개선코자 하고있으나, 종래의 보강법은 여전히 시공비용이 고가이고 긴급시공이 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 2014년 국토교통부의 연구사업을 통해서 개발된 저렴하고 긴급시공이 가능한 벨크로를 사용한 내진보강법의 성능을 개선하고자 벨크로와 콘크리트 기둥 사이에 고발포의 경질 우레탄 내부 충진을 통해서 벨크로의 초기긴장력을 도입하고, 이를 통해서 콘크리트 구속효과에 따른 벨크로의 연성보강성능 개선을 목표로 이를 평가하기 위한 실험을 수행하였다. 시험체의 최대 연성도를 통한 평가에서 벨크로 내진 보강재의 최대 연성도 증진 효과를 재확인할 수 있었다. 에너지 소산 능력을 통한 평가에서는 VELCRO1 대비 VELCRO2 눈에 띄는 개선을 보인 반면, VELCRO1와 VELCRO2 시험체의 최대 연성도는 큰 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 충진재가 사용된 VELCRO2 시험체에서 에너지 소산 능력은 크게 증진되었으나, 최대 연성도 평가에서 최대변위(∆_max)의 증가가 크지 않은 것을 확인하였다. 따라서 내부 충진재 재료의 개선과 균일한 충진재 시공을 개선의 필요성이 확인되었다.

• 대한치과기공학회지
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• 제31권1호
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• pp.55-61
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• 2009

Passive fitting of meso-structure and super-structures is a predominant requirement for the longevity and clinical success of osseointegrated dental implants. However, precision and passive fitting has been unpredictable with conventional methods of casting as well as for corrective techniques. Alternative to conventional techniques, electro discharge machining(EDM) is an advanced method introduced to dental technology to improve the passive fitting of implant prosthesis. In this technique material is removed by melting and vaporization in electric sparks. Regarding the efficacy of EDM, the application of this technique induces severe surface morphological and elemental alterations due to the high temperatures developed during machining, which vary between $10,000{\sim}20,000^{\circ}C$. The aim of this study was to investigate the morphological and elemental alterations induced by EDM process of casting dental gold alloy and non-precious alloy used for the production of implant-supported prosthesis. A conventional clinical dental casting alloys were used for experimental specimens patterns, which were divided in three groups, high fineness gold alloy(Au 75%, HG group), low fineness gold alloy(Au 55%, LG group) and nonprecious metal alloy(Ni-Cr, NP group). The UCLA type plastic abutment patterns were invested with conventional investment material and were cast in a centrifugal casting machine. Castings were sandblasted with $50{\mu}m\;Al_2O_3$. One casting specimen of each group was polished by conventional finishing(HGCON, LGCON, NPCON) and one specimen of each group was subjected to EDM in a system using Cu electrodes, kerosene as dielectric fluid in 10 min for gold alloy and 20 min for Ni-Cr alloy(HGEDM. LGEDM, NOEDM). The surface morphology of all specimens was studied under an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). The quantitative results from EDS analysis are presented on the HGEDM and LGEDM specimens a significant increase in C and Cu concentrations was found after EDM finishing. The different result was documented for C on the NPEDM with a significant uptake of O after EDM finishing, whereas Al, Si showed a significant decrease in their concentrations. EDS analysis showed a serious uptake of C and Cu after the EDM procedure in the alloys studied. The C uptake after the EDM process is a common finding and it is attributed to the decomposition of the dielectric fluid in the plasma column, probably due to the development of extremely high temperatures. The Cu uptake is readily explained from the decomposition of Cu electrodes, something which is also a common finding after the EDM procedure. However, all the aforementioned mechanisms require further research. The clinical implication of these findings is related with the biological and corrosion resistance of surfaces prepared by the EDM process.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.59-67
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• 2017

본 연구에서는 5~13mm 순환골재를 치환한 콘크리트의 현장 적용성을 평가하기 위하여 목업 시험체를 제작하여 콘크리트를 타설한 후 이들이 콘크리트의 제반특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하고자 하였다. 기둥 및 벽체를 모사한 $1200{\times}800{\times}800mm$ 목업 시험체를 호칭강도 및 5~13mm 순환골재 치환율별로 7개 제작하였고, 24, 27 및 40MPa 급 호칭강도의 콘크리트에 5~13mm 순환골재 30%와 70%(24MPa만 해당)를 치환한 배합과 무치환배합을 선정하여 제조하였다. 실험항목으로 굳지않은 상태에서 슬럼프, 슬럼프플로, 블리딩을 측정하였고, 경화상태에서는 압축강도, 반발도, 코어강도 및 건조수축 길이변화율을 측정하였다. 연구결과 5~13mm 순환골재가 30% 치환된 경우 슬럼프, 슬럼프플로, 블리딩량은 플레인에 비해 향상되는 것으로 나타났고, 압축강도의 경우도 최밀 충전 효과에 기인하여 플레인보다 상승되는 것으로 나타났다. 목업 시험체의 높이별 반발도의 경우도 5~13mm 순환골재가 30%치환된 경우 상하간의 반발도차이가 감소되는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.19-28
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• 2014

해성점토를 활용한 준설매립공사에서는 준설토의 거동분석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 침강압밀하는 준설토의 밀도와 간극비 변화를 관찰하기 위해 물리탐사기법을 적용하였다. 서해안에서 채취한 흙에 대한 기본물성시험을 실시하였고, 침강압밀시험기에 시료를 단계적으로 투기하여 시간에 따른 계면고와 탄성파의 변화를 관찰하였다. 흙의 침강압밀이 완료된 후 하방향의 투수시험을 실시하여 조간대의 영향이 준설토의 물리적 특성에 미치는 영향을 관찰하였다. 또한 초소형 전기저항탐침을 관입하여 깊이에 따른 시료의 전기비저항을 측정하였다. 모든 실험이 완료된 후, 시료를 채취하여 간극비를 계산하였다. 실험결과, ML 시료의 특성상 급격한 침강을 보여 침강압밀특성을 육안으로 관찰하기 어려웠으나, 단계투기가 계속될수록 탄성파의 속도는 증가하는 경향을 보였다. 하방향 투수에 따른 조간대 영향은 매우 적어 관찰할 수 없었다. 한편 탄성파 속도로 추정한 시료의 간극비는 단계투기에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 전기비저항으로부터 계산된 간극비는 깊이에 따라 반복적으로 증가, 감소하는 형태를 나타내었으며 이는 단계투기에 따라 층을 이루고 있는 시료의 영향으로 파악된다. 시료채취, 탄성파 속도, 그리고 전기비저항으로부터 구한 간극비를 비교한 결과, 서로 유사한 관계를 나타내었다. 본 연구는 물리탐사기법이 준설토의 간극비 관찰에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.325-335
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• 2005

본 연구의 목적은 CFT각형기둥과의 접합에 성능이 개선된 합성 반강접 접합디테일을 제안하고 기둥-보 접합부의 단조가력시 역학적 거동을 보기 위함이다. 극한 거동에 결정적 영향을 끼치는 하부 접합부의 전단내력을 보강하고 시공성을 고려하여 합성 반강접 접합을 CFT구조 형식에 시도하여 CFT기둥-보 접합부의 접합디테일을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 하부 보 플랜지 용접접합(M-2)을 기존 합성 반강접 접합상세인 시트앵글접합(M-1)과 비교/검토하였다. 두 개의 실대형 CFT기둥-보 합성 반강접 접합부 실험체에 대한 단조가력실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안형인 하부 보플랜지 용접접합된 실험체는 강접합된 철골보의 약 85%의 강성을 확보하였다. 이는 기존형 실험체와 거의 동일하였으며, 반강접으로 분류됨을 확인할 수 있었다. 제안형 실험체가 웨브 접합부에서 볼트지압에 의한 전단파괴가 발생하였으나 파단 직전까지는 슬래브 연성파괴가 일어난 기존형 실험체와 유사한 거동을 보였다. 슬래브 보강근에 의해 충분한 강성 및 내력이 확보되며, 웨브부분의 강관내의 앵커보강에 의해 전소성모멘트에 상응하는 내력 및 변형성능이 확보되어 충분한 연성거동을 보이는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.661-671
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• 2018

강판 콘크리트구조에 대한 국내 연구는 대체적으로 강도가 큰 원전 구조물에 초점을 맞추고 있다. 현재 안전성과 시공성 측면에서 유리한 SC구조는 특수구조물에만 한정되어 적용되어 왔으며, 최근 구조적으로 장점이 명확한 SC구조에 대해 일반건축물에 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 SC 구조를 일반 건축물에 적용하기 위한 기초 연구로서 특히 SC 구조에서 중요한 요소인 콘크리트의 시멘트를 고로슬래그로 대체하여 친환경성에 부합한 구조체를 계획하기 위해 무시멘트 콘크리트를 적용한 SC 구조의 기본 설계 정보를 제시하고자 한다. 이 논문에서는 압축 특성, 중심 압축 하중을 받는 유효좌굴길이계수에 대해 연구하였다. 유효좌굴길이계수를 산정하기 위해서 판 이론을 적용하지 않고 오일러 기둥 이론으로 계산하였다. 유효좌굴길이계수를 계산할 때 필요한 변형률을 측정하여 강판의 항복강도, 강판의 좌굴 및 콘크리트가 파단되는 시점에서의 유효좌굴길이계수를 계산하였다. 또한, 세장비(B/t)를 변수로 최대 압축강도가 국외 및 국내 기준식에 부합하는 지를 검토하였으며 기둥 이론을 적용하여 실험체의 좌굴을 분석하고 측정된 강판의 변형률을 선택하는 방법에 따라 유효좌굴길이계수를 분석하여 기준식에서 제시하는 값과 비교하였다.