• Computers and Concrete
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• 제2권4호
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• pp.249-266
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• 2005

In the present paper a transient three-dimensional thermo-mechanical model for concrete is presented. For given boundary conditions, temperature distribution is calculated by employing a three-dimensional transient thermal finite element analysis. Thermal properties of concrete are assumed to be constant and independent of the stress-strain distribution. In the thermo-mechanical model for concrete the total strain tensor is decomposed into pure mechanical strain, free thermal strain and load induced thermal strain. The mechanical strain is calculated by using temperature dependent microplane model for concrete (O$\check{z}$bolt, et al. 2001). The dependency of the macroscopic concrete properties (Young's modulus, tensile and compressive strengths and fracture energy) on temperature is based on the available experimental database. The stress independent free thermal strain is calculated according to the proposal of Nielsen, et al. (2001). The load induced thermal strain is obtained by employing the biparabolic model, which was recently proposed by Nielsen, et al. (2004). It is assumed that the total load induced thermal strain is irrecoverable, i.e., creep component is neglected. The model is implemented into a three-dimensional FE code. The performance of headed stud anchors exposed to fire was studied. Three-dimensional transient thermal FE analysis was carried out for three embedment depths and for four thermal loading histories. The results of the analysis show that the resistance of anchors can be significantly reduced if they are exposed to fire. The largest reduction of the load capacity was obtained for anchors with relatively small embedment depths. The numerical results agree well with the available experimental evidence.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2004년도 추계학술발표회
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• pp.137-141
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• 2004

선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재는 하중분담 능력에 따라서 전체적인 구조의 강도에 른 영향을 미치게 된다. 또한 각 구조적인 판부재는 개별적으로 거동하는 것이 아니라 전체적인 구조와 연속적으로 작용하게 된다. 선박구조물은 강구조물과 해양구조물에서와는 달리 고정도의 부정정 구조물로 구성되어 있으며 이러한 구조물의 거동을 정확하게 규명하기 위해서는 복잡하게 구성되어 있는 선체판넬 구조를 단순화시켜서 해석에 적용하여야 한다. 본 연구에서는 선체판넬구조의 모델링영역에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 가장 합리적인 모델링영역을 도출하고자 한다. 사용된 해석모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며, 유한요소해석 모델링 시 3가지 서로 다른 해석영역을 제시하여 적요하였다. 본 연구의 목적은 일축압축하중이 작용하는 보강판넬구조에서 서로 다른 모델링영역을 갖는 보강판에서의 최종강도 거동을 분석하여 최적의 해석모델링 영역을 찾는 것이다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권5호
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• pp.455-462
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• 2020

This study investigated the effect of horizontal casting joints on the mechanical properties and structural behavior of sustainable self-compacting reinforced concrete beams (SCRCB). The experimental research consisted of two stages. The first stage used four types of concrete mixtures which were produced to indicate the effects of cement replaced with cement waste at 0%, 5%, 10%, and 15% by weight of cement content on fresh concrete properties of self-compacting concrete (SCC) such as, passing ability, filling ability, and segregation resistance. In addition, mechanical properties such as compressive, tensile, and flexural strength were also studied. The second stage selected the best mixture from the first stage and studied the effect of horizontal casting joints on the structural behavior of sustainable SCRCBs. The effect of horizontal casting joints on the mechanical properties and structural behavior were at the 25%, 50%, 75%, and 100% of sample height. Load deflection, failure mode, and theoretical analysis were studied. Results indicated that the incorporation of replacement with cement waste by 5% to 10% led to economic and environmental advantages, and the results were acceptable for fresh and mechanical properties. The results indicated that delaying the time for casting the second layer and increasing the cement waste in concrete mixtures had a great effect on the mechanical properties of SCC. The ultimate load capacity of horizontal casting joints reinforced concrete beams slightly decreased compared with the control beam. The maximum deflection of casting joint beams with 75% of samples height is similar with the control beam. The experimental results of reinforced concrete beams were substantially acceptable with the theoretical results. The failure modes obtained the best forced casting joint on the structural behavior at 50% height of casting in the beam.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.71-79
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• 2001

본 연구는 콘크리트 충전강관을 고층 건축구조물의 기둥부재로의 이용을 위한 연구의 일환으로 필자의 실험결과와 그동안 국내에서 발표된 콘크리트충전 강관 기둥에 관한 연구논문(1991.1~2000.6)의 실험결과 값을 데이터 베이스를 통해 콘크리트 충전으로 인한 내력 상승효과와 세장비에 따른 내력 등을 파악하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 콘크리트 충전 강관 단주의 콘크리트 충전으로 인한 내력 상승효과는 단면형태에 따라 달리 나타나며, 누가강도에 비해 충전각형 강관은 1.102배 충전원형강관은 1.279배의 내력상승효과를 나타냈다. 압축력과 휨을 받는 콘크리트 충전강관의 폭-두께비는 국내의 비충전 강관의 폭-두께비에 비해 충전각형관은 1.3배 충전원형강관은 1.6배 이상 완화할 수 있음을 알 수있었다. 충전 효과를 고려한 중심축 하중을 받는 콘크리트 충전 강관 기둥의 내력식을 제안하였다. 실험데이트를 대표적인 복수강도 곡선인 SSRC 곡선 및 ECCS 곡선과 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.261-271
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• 2015

철골 중심 가새 골조는 최소의 물량으로 건물의 횡력에 대한 저항력을 확보할 수 있는 매우 효과적인 시스템이다. 본 논문에서는 기 설치된 H형 가새를 무 용접 냉간 성형보강재로 보강하여 휨-좌굴을 억제하고 인장력과 압축력에 동일한 강도를 확보하는 보강안에 대한 연구를 진행하였다. 역 V형 가새 골조에 설치된 H형가 새의 보강방안으로 선행연구의 보강재를 약축 보강형으로 변경하여 보강방안을 제시하고 부재실험, 부재변수해석, 골조실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 보강된 가새는 AISC기준을 만족하였다. 이를 통해 보강으로 골조내 가새의 불 균형력에 의한 보의 파괴가 방지될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.755-763
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• 2008

본 연구에서는 강섬유보강 콘크리트와 L형강을 사용한 합성 복근보의 구조성능을 평가하고자 실험 연구를 수행하였다. 총 6개의 강섬유보강 합성 복근보 실험체를 제작하였으며, 모든 실험체는 혼입률 1%의 강섬유 보강이 이루어졌다. 실험체의 주요 변수는 전단보강상세와 전단경간비이며, 실험에서 구한 강도특성을 대상으로 설계강도 산정식의 적용성을 분석하였다. 또한 실험체의 강성, 연성능력 및 에너지소산능력 등의 구조성능을 평가하였다. 그 결과에 의하면 합성보의 휨 및 전단강도 산정식은 양호한 수준으로 실험체의 강도특성을 예측할 수 있었다. 한편 실험체에 적용한 전단보강상세에 따라 최대강도, 연성능력, 에너지흡수능력이 다르게 나타나고 있으며, 트러스 형태의 대각부재에 의한 전단보강상세가 가장 우수한 구조성능을 보여 주었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.19-32
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• 1996

시간영역의 지진 가속도-시간 이력을 주파수 영역의 courier 진폭-주파수 이력으로 변화시키는 Trifunac의 경험적 모델을 기초로 하여 지진 관측소에서 측정된 임의 규모의 실제 지진기록들을 필요한 규모의 지진기록으로 유사화시키는 지진 확대 (scaling) 기법을 제안하였다. 또한, 지진 규모(M) 5.6의 지진기록을 이용하여 지진 규모(M) 8.0의 유사지진을 작성하여 동적 재하 시험 장치에 적용가능하도록 하였다. 지진 확대 (scaling) 기법은 MMI(modified mercalli intensity), 지진기록 부지의 조건,진앙거리,지진 가속도 성분의 방향, 해석의 신뢰도 등을 고려할 수 있으며, 다양한 지진 기록들에 적용가능하였다.유사지진은 수평방향의 성분들만을 고려하여 작성되었다. 압력토조내에 설치된 모형인장말뚝과 개단압출말뚝에 대한 유사지진 진동에 의한 동적 말뚝재하시험이 가능하였다. 정적 말뚝재하시험시 인장말뚝과 압축말뚝의 거동은 매우 상이하였는데, 인장말뚝은 2~3회의 급작스런 미끄러짐 변위를 수반하였다. 또한, 유사 지진 진동중 인장말뚝과 개단압축말뚝의 거동특성은 매우 상이하였으며, 지지력 감소특성도 크게 달랐다.

• 한국안전학회지
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• 제31권6호
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• pp.52-57
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• 2016

In this study, a restoring viscous damper is introduced for X-type damper system which is designed for the seismic response control of large spatial structures. A nonlinear numerical model for its behavior is developed using the result of dynamic loading tests. The X-type damper system is composed of restoring viscous dampers and connecting devices such as adjustable wire bracing, where the damping capacity of the system is controllable by changing the number of the dampers. The restoring viscous damper is devised to exert main damping force in tension direction, which is effective to prevent the buckling of bracing subjected to compressive axial force. To evaluate the performance of the proposed damper, dynamic cyclic loading tests are performed by using manufactured dampers at full scale. In order to construct the numerical model of the damper system, its model parameters are first identified using a nonlinear curve fitting method with the test data. The numerical simulations are then performed to validate the accuracy of the numerical model in comparison with the experimental test results. It is expected that the proposed system is effectively applicable to various building structures for seismic performance enhancement.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.5-12
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• 2016

쇄석말뚝공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 쇄석을 연약한 점성토 지반 및 느슨한 사질토 지반에 치환 후 다져 시공함으로써 연약한 지반의 지지력 증가와 침하량 감소, 압밀배수에 의한 지반개량 효과에 더불어 사질토 지반에서는 지진 발생시 액상화 방지에 효과적인 공법이다. 쇄석말뚝공법은 여러 토목분야에서 활용되고 국제적으로 상당히 많은 시공실적을 보이고 있으나, 아직까지 정형화된 침하량 산정방법은 없다. 따라서 본 연구에서는 쇄석말뚝공법의 합리적인 침하량을 예측하기 위하여 기존에 제안되어 사용되고 있는 침하량 이론식들을 비교 분석하여 적용성을 평가하였다. 그 결과 Hook's law 식이 수치해석과 가장 근접하는 것으로 확인되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.63-77
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• 2016

Top-down construction is a construction technique in which pit excavation and structure construction are conducted simultaneously. Reducing construction time and minimizing noise and vibration which affect neighboring structures, the technique is widely employed in constructing downtown structures. While H-steel columns have been commonly used as core columns, concrete filled steel tube (CFT) columns are at the center of attention because the latter have less axial directionality and greater cross-sectional efficiency than the former. When compared with circular CFT columns, square CFT columns are more easily connected to the floor structure and the area of percussion rotary drilling (PRD) is smaller. For this reason, square CFT columns are used as core columns of concrete encased and filled square (CET) columns in underground floors. However, studies on the structural behavior and concrete stress transfer of CET columns have not been conducted. Since concrete is cast according to construction sequence, checking the stress of concrete inside the core columns and the stress of covering concrete is essential. This paper presents the results of structural tests and analyses conducted to evaluate the usability and safety of CET columns in top-down construction where CFT columns are used as core columns. Parameters in the tests are loading condition, concrete strength and covering depth. The compressive load capacity and failure behavior of specimens are evaluated. In addition, 2 cases of field application of CET columns in underground floors are analyzed.