• Steel and Composite Structures
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• 제22권5호
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• pp.1001-1018
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• 2016

The purpose of this paper is to compare the structural responses obtained from the stochastic analysis of a suspension bridge subjected to uniform and partially correlated seismic ground motions, using different spatial correlation functions commonly used in the earthquake engineering. The spatial correlation function employed in this study consists of a term that characterizes the loss of coherency. To account for the spatial variability of ground motions, the widely used four loss of coherency models in the literature has been taken into account in this study. Because each of these models has its own characteristics, it is intended to determine the sensitivity of a suspension bridge due to these losses of coherency models which represent the spatial variability of ground motions. Bosporus Suspension Bridge connects Europe to Asia in Istanbul is selected as a numerical example. The bridge has steel towers that are flexible, inclined hangers and a steel box-deck of 1074 m main span, with side spans of 231 and 255 m on the European and Asian sides, respectively. For the ground motion the filtered white noise model is considered and applied in the vertical direction, the intensity parameter of this model is obtained by using the S16E component of Pacoima Dam record of 1971 San Fernando earthquake. An analytically simple model called as filtered white noise ground motion model is chosen to represent the earthquake ground motion. When compared with the uniform ground motion case, the results obtained from the spatial variability models with partial correlation outline the necessity to include the spatial variability of ground motions in the stochastic dynamic analysis of suspension bridges. It is observed that while the largest response values are obtained for the model proposed by Harichandran and Vanmarcke, the model proposed by Uscinski produces the smallest responses among the considered partially correlated ground motion models. The response values obtained from the uniform ground motion case are usually smaller than those of the responses obtained from the partially correlated ground motion cases. While the response values at the flexible parts of the bridge are totally dominated by the dynamic component, the pseudo-static component also has significant contributions for the response values at the rigid parts of the bridge. The results also show the consistency of the spatial variability models, which have different characteristics, considered in this study.

• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.44-51
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• 2010

최근 토목분야에서 철근콘크리트 압축재에 발생하고 있는 부식, 중성화 등의 문제점을 해결하기 위해 섬유강화복합재로 외부를 보강한 합성부재가 개발되어 적용되고 있다. 이러한 합성부재는 외부를 섬유강화플라스틱으로 보강하고 있어 부재 전체의 구조적 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 내화학성이 우수하여 기존 콘크리트 부재와 비교할 때 내구성이 향상된다. 그러나 복합재로 외부를 보강한 콘크리트 합성부재에 대한 기존 연구자료들은 구조적 거동해석에서 큰 차이가 없이 유사한 결과를 보여주었으나 그 결과가 부재의 단면구성과 크게 관계되기 때문에 이 연구에 직접적으로 적용하는데는 어려움이 있고, 또한 설계기준으로 적용하기에는 여전히 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 RCFFT 부재의 설계규준 마련을 위한 기초자료를 확보하기 위해 압축 및 준정적 휨실험을 수행하여 구조적 거동을 조사하였고, 압축강도를 추정할 수 있는 근사식을 제안하였으며, 휨강성을 예측할 수 있도록 하였다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.122-127
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• 2018

섬유강화고분자복합재료(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 경량화는 자동차 및 항공 분야에서 끊임없이 요구되고 있으며, 구조용 폼과 CFRP를 혼합하여 샌드위치 복합재료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 열경화성 소재인 에폭시 폼과 폴리우레탄 폼 및 열가소성 소재인 PET 폼과 PVC 폼의 조성 차이에 따른 폼의 형상 및 열 노화를 통해 변화되는 기계적 특성 변화를 관찰하였다. 성형한 에폭시 폼, 폴리우레탄 폼 및 상용화된 PET 폼과 PVC폼을 180도에서 열 노화시켰으며, 30, 60, 120, 180분의 노화시간에 따라 구조용 폼의 변화를 광학 현미경 및 만능시험기로 폼 셀의 형상 및 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼이 가장 높은 2.6 MPa의 압축강도를 가졌으며, 열 노화 조건에서도 물성저하나 형상의 변화가 거의 발생되지 않았다. 이는 에폭시 폼이 타 구조용 폼에 비해 열 노화 조건에서 후경화되어 강직한 조성을 이루며, 타 구조용 폼과는 다르게 내열 특성이 우수하기 때문에 고온용 구조용 폼으로 적용하기 적합한 소재임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.31-39
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• 1999

최근에 플라스틱 복합재료는 고강도, 초경량이라는 재료의 우수한 성질과 높은 생산성으로 인해서 그 활용도가 급속히 증가하고 있고, 그 중 섬유강호 플라스틱 복합재료는 가장 각광받는 재료중 하나이다. 본 연구에서는 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 열간 압축성형법을 이용하여 성형조건을 변화시켜 성형한 후 성형품의 성형성에 대하여 연구하였다. 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 압축 성형할 때 발생하는 문제점은 유동 속도차에 의한 섬유와 모재간의 분리현상이다. 이 분리현상으로 인해 성형품은 불균질해지고 이방성이 되어 기계적 특성 등에 영향을 받는다. 그러므로 분리에 영향을 미치는 섬유구조 및 기하하적 형상 등 성형조건을 연구할 필요가 있다. 니들펀칭 횟수 NP=0 punches/$\textrm{cm}^2$인 경우 성형시 모재와 강화재간의 분리현상이 증가하여 성형품의 성형성에 큰 영향을 미친다. 또한 펀치의 반경 rp=1mm일 경우 압축성형에 의한 큰 형상변화에 의하여 역시 분리현상이 증가한다. 본 논문에서는 성형공정 인자들이 제품의 성형성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 연속섬유강화 플라스틱 복합재료를 니들펀칭 횟수를 변화시켜 복합판을 제작한 후, 펀치의 반경을 변화시켜 고온 압축성형 하였을 때 일어나는 불균질도와 성형품의 두께를 측정하여 비교하고, 이에 미치는 금형 코너부의 반경 및 니들펀칭 횟수의 영향에 대해서 검토한 결과를 보고한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.575-583
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• 2009

최근 건물이 고층화 됨에 따라 건물의 중량감소와 시공의 효율성 확보를 위해 기존 S, RC, SRC 이외에 새로운 구조시스템이 적용되고 있으며, 그중에서도 CFT 구조는 우수한 구조성능과 시공성으로 많은 건설현장에 적용되어 왔다. CFT 구조는 접합부 구성시 보 플랜지 하중을 기둥과 반대편 보에 원활히 전달하기 위한 다이아그램이 필요하며 특히 기둥 좌우에 춤이 다른 보가 접합될 때 보의 하부 플랜지 하중전달을 위한 다이아프램 구성과 콘크리트 충전성 확보에 어려움이 있었다. 본 연구에서는 하부 보 플랜지 하중을 기둥에 원활히 전달하기 위해 CFT 기둥 내부에 유공판을 세로로 접합하는 형식의 접합상세를 제안하였다. 이 접합형식은 CFT 기둥 내부에 콘크리트가 충전될 때 콘크리트가 내부 유공판의 구멍을 관통하여 채워짐으로써 보 플랜지 하중전달에 콘크리트의 앵커효과를 이용하는 방법이며 유공판이 수직으로 설치됨으로써 콘크리트 충전성도 향상시킬 수 있다. 제안된 접합부의 구조거동분석을 위해서 내부유공판의 설치방향, 콘크리트의 충전 유/무, 내부유공판의 두께, 전단구멍의 개수등을 변수로하여 5개의 실험체를 제작하고 실험체의 실험적연구를 진행하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.100-107
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• 2007

현대인들은 실내에서 보내는 시간이 하루 중 90% 달하는 것을 간주할 때 실내의 공기는 현대에게 중요한 요소임을 알 수 있다. 1960년대 이후로 산업이 급격히 발전하면서 건축 재료는 천연재료에서 화학물질을 기본으로 하는 재료로 변하게 되고 에너지 절약의 대책으로 건물의 기밀도를 높임으로써 건축자재에서 발생하는 유해물질이 현대인에게 악영향을 미치기 시작했고 이런 요소들이 근원이 되어 새집증후군을 유발하게 되었다. 생활수준이 높아지면서 사람들은 건강에 대한 관심도 높아지게 되고 보다 유익한 친환경 건축자재를 요구하게 되었다. 본 연구에서는 황토, 물, 수지, 경화제, 무기물 충전제를 이용한 친환경 황토 마감재를 개발하였고 한국형 목조 주택 내장벽에 사용할 수 있는 최적의 비율을 연구하였다. 그리고 이런 황토 마감재가 실내벽에 사용 시 요구물성인 내잔갈림성, 내세척성, 내충격성, 부착강도를 측정하였고 황토마감재의 특성인 원적외선 실험과 포름알데히드, TVOC 방산 농도를 통하여 친환경성에 대한 평가를 하였다.

• 폴리머
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• 제30권5호
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• pp.385-390
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• 2006

본 연구는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)에 탄소나노섬유(CNF)의 함량을 달리하여 만든 CNF/PMMA 나노복합재료의 열적 및 마찰 마모 거동에 관하여 고찰하였다. CNF/PMMA의 열적특성은 시차주사열량계 (DSC)와 열중량 분석기 (TGA), 그리고 동적기계분석기(DMA)를 이용하여 고찰하였으며, 마찰 마모 거동은 마찰마모 시험기 (wow tester)를 이용하여 측정하였다. 결과로서, CNF/PMMA 복합재료의 Tg와 integral procedural decomposition temperature(IPDT), storage modulus (E'), 그리고 tan ${\delta}$의 값은 CNF의 함량이 증가함에 따라 증가하였으며, 마찰계수와 마모량은 CNF 함량 0.1 wt%에서는 감소하였다가 CNF 함량 5-10 wt%에는 점차적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 PMMA에 세장비 (aspect ratio)가 큰 CNF가 강화제로 첨가됨에 따라 고분자 사슬의 정렬이 일어나며 또한 수지 내에서 기계적 얽힘(mechanical interlocking) 현상이 증가하여 전체적으로 가교화된 구조를 형성하였기 때문이라 판단된다.

• Composites Research
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• 제18권3호
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• pp.38-46
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• 2005

3차원 복합재료의 뛰어난 특성을 확인하기 위하여 저속충격 시험을 하였다. 복합재료의 3차원 구조는 자동적층 공정 (ATP, Automated Tape Placement)과 스티칭 (stitching) 방법으로 제조하였다. 이 방법은 일정한 폭을 가지는 탄소섬유/에폭시 프리프레그 테이프를 균일한 간격을 두고 층 별로 서로 직교 적층한 후 비어 있는 공간 사이를 케블라 섬유로 스티칭하는 성형법이다. 새로운 3차원 복합재료와 기존의 프리프레그 시트(sheet)를 사용한 2차원 복합재료와의 충격특성을 비교하기 위하여 저속충격 시험을 하였으며, C-scan에 의한 충격손상 면적 확인 및 충격 후 압축시험을 하였다. 3D 복합재는 스티칭을 하기 위한 간격으로 인하여 복합재료의 전체 섬유 체적율이 낮아졌기 때문에 충격 전 압축 강도는 2D 복합재에 비해 낮았으나 충격 후 파손면적은 약 $30-40\%$의 감소를 보였으며, 충격 전 압축 강도에 패한 충격후 압축강도 비율은 약 $5-10\%$의 증가를 보였다. 스티칭에 의해 충격 후 압축강도는 전반적으로 향상되었으나, 30J의 충격 에너지부터는 그 효과가 감소하였으며 35J 이상의 충격에서는 스티칭 효과가 없었다.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.100-107
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• 2004

다공성 멤브레인 필터를 템플레이트로 이용하여 전도성 고분자를 중합하면 템플레이트의 형태대로 나노 또는 마이크로 사이즈의 전도성 고분자 구조물을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 전기화학 중합법을 템플레이트 합성 과정에 이용하여 전극에 고착된 전도성 고분자 미세 구조물을 얻었다. 이 전기화학 템플레이트 합성 방법에서의 관건은 플라스틱 템플레이트를 ITO 또는 금속 전극위에 부착시키는 일이다, 이 때 전극은 전기화학 특성을 보지하여야 한다 이를 위하여 PEDiTT(poly-3,4-ethylenedithiathiophene) 용액과 PVA (polyvinyl alcohol) 용액을 블랜딩히여 얻은 복합체(composite)를 접착제로 이용하여 다공성 멤브레인 필터를 전극에 부착시켜 템플레이트 전극을 제작하였다. 이 전극을 피롤농도가 0.5M인 중합용액에 넣은 후 전해반응으로 템플레이트의 기공 안으로 폴리피롤이 합성되도록 하였다. 폴리피를 형성여부를 확인하기 위하여 템플레이트의 제거 전과 후의 전극 모습을 SEM이미지로 얻어서 확인하였다 또한 순환전압전류댑으로 전류 곡선을 얻어 확인하였다. 비교적 면적이 큰 작업 전극과 매우 작은 미소전극을 상대전극으로 구성한 전해 중합계를 이용하여 큰 작업 전극의 국소 부분에만 전도성 고분자의 전해중합을 시도하였다. 이를 위하여 마이크로 크기의 전극을 상대전극(Counter Electrode)으로, 그리고 템플레이트가 부착된 전극을 작업 전극(Working Electrode)으로 하는 2전극계를 구성하여 이용하였다. 이 전해계를 이용하여 얻은 미세구조물은 템플레이트의 동공 크기와 같은 크기로 성장하였고 형태는 튜브나 막대기 형태를 보였다. 특히 상대전극의 위치를 조정하여 원하는 위치에 튜브형태의 미세구조물을 합성하였다. 최종 합성조건으로는 $250{\mu}m$ 전극은 인가전위 4V로 100초간 중합시간, 그리고 $10{\mu}m$전극의 경우는 인가 전위 6V에 시간은 30초 동안 중합할 때 고분자가 멤브레인 동공 밖으로 넘쳐나지 않는 만큼 성장함을 알았다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권1호
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• pp.1-15
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• 2020

This paper presents experimental and numerical studies on effects of local damages on the in-plane elastic-plastic buckling and strength of a fixed parabolic steel tubular arch under a vertical load distributed uniformly over its span, which have not been reported in the literature hitherto. The in-plane structural behaviour and strength of ten specimens with different local damages are investigated experimentally. A finite element (FE) model for damaged steel tubular arches is established and is validated by the test results. The FE model is then used to conduct parametric studies on effects of the damage location, depth and length on the strength of steel arches. The experimental results and FE parametric studies show that effects of damages at the arch end on the strength of the arch are more significant than those of damages at other locations of the arch, and that effects of the damage depth on the strength of arches are most significant among those of the damage length. It is also found that the failure modes of a damaged steel tubular arch are much related to its initial geometric imperfections. The experimental results and extensive FE results show that when the effective cross-section considering local damages is used in calculating the modified slenderness of arches, the column bucking curve b in GB50017 or Eurocode3 can be used for assessing the remaining in-plane strength of locally damaged parabolic steel tubular arches under uniform compression. Furthermore, a useful interaction equation for assessing the remaining in-plane strength of damaged steel tubular arches that are subjected to the combined bending and axial compression is also proposed based on the validated FE models. It is shown that the proposed interaction equation can provide lower bound assessments for the remaining strength of damaged arches under in-plane general loading.