• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.413-417
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• 2005

A lattice model of a typical bridge column section is analyzed, and results are presented. The lattice is built as an ensemble of line elements and masses, that can capture strain rate dependency of concrete material. The research mainly breaks up into two parts: First, a micro level analysis of the material is executed, and control parameters of the governing equations are derived by matching the results with the common macroscopic properties of concrete material. Then, the properties exhibited by the micro model, which extends the classical material properties are applied to the mesoscale model. Hence, the analysis of the target structure can be performed. In the mesoscale analysis, ramp-like impulse loads are applied at different velocity, so that the contribution of the material level rate dependency to the global behavior of the structure can be tracked.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.281-287
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• 2011

최근 프리캐스트 하부 구조에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며 국내 및 국외에서 현장 적용이 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 프리캐스트 하부 구조의 경우 대부분 교각의 기둥 부분에 대한 연구에 매진하고 있으나, 프리캐스트 하부 구조를 완성하려면 코핑부 또한 사전 제작 및 현장 운반이 필요한데, 이를 위해서는 코핑부의 경량화를 이루어야 한다. 이렇듯 코핑부의 경량화를 위해서 코핑부 역시 기둥부와 같이 분절화하여 현장에서 조립하는 공법을 적용하여야 교량의 하부 구조 시스템이 완전하게 프리캐스트 하부 구조가 될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 사전에 제안된 프리캐스트 교각에 맞는 프리캐스트 코핑부를 기존 연구자에 의하여 제시되어진 모델을 기반으로 한 수정 모델을 제안하였으며, 이를 해석 및 실험 연구를 통하여 거동 분석을 수행하여 그 성능을 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.355-365
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• 2014

원형 콘크리트 충전 강관(CFT)은 급속시공이 가능하고 뛰어난 좌굴 성능 및 콘크리트의 구속효과와 같은 여러 장점을 가지고 있어, 건축물의 기둥이나 교량의 교각으로 이용되고 있다. 하지만 CFT는 이러한 장점에도 불구하고 널리 이용되고 있지 않고 있다. 이러한 이유는 CFT의 설계기준들이 서로 상이하여 보수적인 설계가 이루어지고 있는 것에 일부 기인한다. 이 연구에서는 CFT설계에 널리 이용되는 AISC 및 EC4 설계기준의 타당성을 기존 연구자들이 수행한 실험 결과 및 이 연구에서 수행된 유한요소해석 결과를 이용하여 검증하였다. 특히 축력과 휨모멘트가 동시에 작용하는 CFT에 대하여 AISC 및 EC4에서 제안한 P-M 상관곡선의 타당성 검증에 초점을 두었다. 연구 결과, 기존의 P-M 상관곡선은 CFT의 강도를 상당히 보수적으로 예측하는 것을 알 수 있었다. 이 연구에서는 개선된 P-M 상관곡선을 제안하고 기존 실험 결과 및 이 연구에서 수행한 유한요소해석 결과를 이용하여 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-10
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• 2006

형상비가 상대적으로 작은 철근콘크리트 교각에 지진작용으로 인한 반복 횡하중이 작용하면 초기단계와 중간단계의 변위에서는 휨 거동을 보이다가 최종변위단계에서는 전단에 의해 파괴되는 휨-전단 거동을 보인다. 휨-전단 파괴거동을 보이는 교각은 휨 파괴거동을 보이는 교각에 비하여 연성능력이 저하되므로, 내진설계 또는 내진성능평가에서 극한변위를 해석적으로 결정하기 위해서는 휨성능곡선과 함께 전단성능곡선 모델을 적용하여야 한다. 본 논문에서는 원형교각에 대한 기존 모델을 수정한 전단성능곡선 모델을 제안하였고, CALTRANS 모델, Aschheim등의 모델, Priestley 등의 모델, 제안모델의 특징을 비교하였다. 또 국내에서 수행된 실물크기 기둥 실험체를 대상으로 전단성능곡선 모델을 평가하였다. 제한된 범위의 소수 실험결과에 대한 적용으로서 일반화하기는 어려울 것이지만, 실험결과와 비교 검토한 결과 제안모델이 파괴형태의 예측과 변위성능 예측의 정확도에서 매우 우수한 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.160-169
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• 2015

이 연구에서는 순환굵은골재와 고로슬래그미분말을 치환한 콘크리트를 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 위험단면영역에 하이브리드 섬유 (PVA섬유+강섬유)를 적용한 외부 보-기둥 접합부 실험체를 7개 제작하여 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였다. 이 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역에 하이브리드섬유를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 하이브리드섬유의 가교역할로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부영역에 하이브리드섬유를 보강한 실험체 BCJGPSR 시리즈는 표준실험체 BCJS와 비교하여 최대내력은 1.01~1.04배 증가하였다. 그리고 에너지 소산능력은 1.06~1.29배 증가하였다. 또한 하이브리드섬유 (강섬유+PVA섬유)를 보강한 실험체 $BSJGPSR_1$은 최대강도를 확보한 변위연성 9에서 실험체 BCJS, BCJP, BCJGPR 시리즈 보다 에너지 소산능력이 1.33~1.65배 증가한 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.45-51
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• 2002

비선형동적해석을 통하여 RC 입체라멘교에 대한 지진거동특성 및 파괴메카니즘에 관한 연구를 수행하였다. 파이버모델에 기초한 RC 프레임요소를 교각에 도입하여 3차원영역에서 모델링하여 비선형동적해석을 수행하였다. 해석의 정확성을 향상시키기 위하여 균열 진전후 콘크리트와 철근의 부작특성에 의한 재료역학적 특성차이를 고려하기 위하여 파이버는 철근영역(RC zone)과 무근영역(PC zone)으로 영역화하였다. 대상교량은 관성력 중심위치와 교량의 강성중심 위치가 일치하지 않아 비틀림을 동반한 복잡한 지진거동특성을 나타내었다. 이러한 거동특성에 의하여 유연한 교각 옆에 위치하는 상대적 강성이 큰 교각에 과다한 지진하중이 집중되어 파괴에 이르는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진 설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열거동, 하중-변위 이력곡선, 에너지 소산 능력, 등가점성감쇠비, 잔류변형, 유효강성 등 내진성능의 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 실험결과들을 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준(한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권3호
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• pp.243-255
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• 2019

Utilization of fiber beam-column element has gained considerable attention in recent years due mainly to its ability to model distributed plasticity over the length of the element through a number of integration points. However, the relatively high sensitivity of the method to modeling parameters as well as material behavior models can pose a significant challenge. Residual drift is one of the seismic demands which is highly sensitive to modeling parameters and material behavior models. Permanent deformations play a prominent role in the post-earthquake evaluation of serviceability of bridges affected by a near-fault ground shaking. In this research, the influence of distributed plasticity modeling parameters using both force-based and displacement-based fiber elements in the prediction of internal forces obtained from the nonlinear static analysis is studied. Having chosen suitable type and size of elements and number of integration points, the authors take the next step by investigating the influence of material behavioral model employed for the prediction of permanent deformations in the nonlinear dynamic analysis. The result shows that the choice of element type and size, number of integration points, modification of cyclic concrete behavior model and reloading strain of concrete significantly influence the fidelity of fiber element method for the prediction of permanent deformations.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.151-157
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• 2019

대도시에 시공된 콘크리트 교량의 경우 상부의 슬래브 및 PSC 거더가 같이 존재하고 있으며 설계 강도 및 국소적인 환경의 변동성으로 탄산화 거동이 다르게 평가된다. 본 연구에서는 46년간 사용된 PSC 거더교에 대하여 54개의 콘크리트 코어를 채취하였으며, 압축강도 및 탄산화 깊이 평가를 수행하였다. 설계 강도 24MPa인 슬래브와 35MPa인 I형 거더에 대하여 코어압축강도는 19.6MPa과 25.4MPa로 평가되어 각각 84% 및 73% 수준으로 조사되었다. 탄산화의 경우 상부에 대해서는 30.6mm의 탄산화 깊이와 32.9%의 높은 변동성을 나타내었다. I형 거더의 경우 상부에 비하여 16.7~17.0mm의 탄산화 깊이와 22.8~33.6%의 변동성을 나타내었다. I형 거더의 경우 상부 슬래브에 비하여 낮은 탄산화 깊이와 변동성을 가지고 있었으나, 하부구조에 비해서 높은 변동성을 가지고 있음을 알 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권3호
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• pp.501-520
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• 2015

Presence of torsional loadings can significantly affect the flow of internal forces and deformation capacity of reinforced concrete (RC) columns. It increases the possibility of brittle shear failure leading to catastrophic collapse of structural members. This necessitates accurate prediction of the torsional behaviour of RC members for their safe design. However, a review of previously published studies indicates that the torsional behaviour of RC members has not been studied in as much depth as the behaviour under flexure and shear in spite of its frequent occurrence in bridge columns. Very few analytical models are available to predict the response of RC members under torsional loads. Softened truss model (STM) developed in the University of Houston is one of them, which is widely used for this purpose. The present study shows that STM prediction is not sufficiently accurate particularly in the post cracking region when compared to test results. An improved analytical model for RC square columns subjected to torsion with and without axial compression is developed. Since concrete is weak in tension, its contribution to torsional capacity of RC members was neglected in the original STM. The present investigation revealed that, disregard to tensile strength of concrete is the main reason behind the discrepancies in the STM predictions. The existing STM is extended in this paper to include the effect of tension stiffening for better prediction of behaviour of square RC columns under torsion. Three different tension stiffening models comprising a linear, a quadratic and an exponential relationship have been considered in this study. The predictions of these models are validated through comparison with test data on local and global behaviour. It was observed that tension stiffening has significant influence on torsional behaviour of square RC members. The exponential and parabolic tension stiffening models were found to yield the most accurate predictions.