• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.65-72
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• 2018

지진 시 댐에 여유고 이상의 과도한 침하가 발생하는 경우 댐의 붕괴로 이어질 수 있다. 댐의 침하는 댐의 손상 예측에 중요한 지표로 사용되는 횡균열 폭과 깊이에 높은 상관성을 가진 것으로 알려져 있으므로 댐의 손상 평가에서 정확한 침하량 예측이 중요하다. 국내에서는 국외에서 수치해석을 통하여 도출된 경험적인 식이 댐의 손상 평가에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 필댐으로 분류되는 콘크리트 표면차수벽 석괴댐(CFRD)과 코어형 석괴댐(ECRD) 대표 단면에 대한 2차원 비선형 동적 해석을 수행하여 댐마루의 침하량을 계산하였다. 입력지진파의 지진강도와 지진규모 등의 영향을 복합적으로 고려하기 위하여 20개의 계측기록을 해석에 사용하였다. 수치해석으로 계산된 결과를 바탕으로 댐마루 침하량을 예측하기 위해 지진파의 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias Intensity, 지진규모와의 상관관계를 도출하였다. 평가 결과, 최대지반가속도에 추가적인 변수를 사용할 경우, 상관성이 크게 향상되는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.383-393
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• 2019

Horizontal openings in reinforced concrete (RC) beams are quite often used to accommodate service pipelines. Several research papers are available in the literature describing their effect. RC beams with vertical openings are commonly used to accommodate service lines in residential buildings in Kuwait. However, there are lack of design guidelines and best practices reported in the literature for RC beams with vertical openings, whereas the detailed guidelines are available for beams with horizontal openings. In the present paper, laboratory experiments are conducted on nine RC beams with and without vertical openings. Parametric study has been carried out using nonlinear finite element analysis (FEA) with changes in the diameter of the opening, various positions of the opening along the length and width of the beam, edge distance, etc. 50 finite element simulations were conducted. The FEA results are verified using the results from the laboratory experiments. The study showed that the load carrying capacity of the beam is reduced by 20% for the RC beam with vertical openings placed near the center of the beam compared to a solid beam without an opening. Significant reduction in load carrying capacity is observed for beams with an opening near the support (${\approx}15%$). The overall stiffness of the beam, crack pattern and failure modes were not affected due to the presence of the vertical opening. Furthermore, an artificial neural network (ANN) analysis is carried out using the FEA generated data. The results and observations from the ANN and FEA are in good agreement with experimental results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.16-22
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• 2021

본 논문에서는 수화반응이 가능한 결정성장형 무기재료를 사용하여 고상 캡슐을 제조하였다. 고상 캡슐을 시멘트 질량 기준으로 8:2, 7:3, 및 6:4의 조성비에 따라 3, 5 및 10% 혼합하여 자기치유 모르타르 배합을 진행 하였으며, 정수위투수시험을 통해 내구적 치유 특성을 평가하였다. 정수위투수시험 실험결과, 고상 캡슐의 조성비 7:3으로 제조된 고상 캡슐을 혼합함에 따라 자연 치유성능을 최적으로 향상시키는 효과가 나타났다. 0.3 mm 이하 균열폭의 경우 약 90% 이상 자기치유 성능을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 결과, 고상 캡슐의 자기치유 성능은 정수위투수시험을 통하여 내구적 치유 특성에 영향이 있는 것으로 판단되며, 고상 캡슐의 혼합에 따라서 자기치유 성능을 향상시키는 경향이 있다고 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.25-29
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• 2021

본 연구에서는 HVPE 방법을 사용하여 Ni-Pd and Carbon-Nanotube nanoalloys (Ni-Pd-CNT) 위에 α-Ga₂O₃을 성장시켜 Ni-Pd-CNT에 따른 효과를 확인하였다. 그 결과, 무전해 Ni 도금 시간 40초에서 성장한 α-Ga₂O₃ 에피층의 두께는 11 ㎛로 확인되었다. 또한, α-Ga₂O₃ 에피층의 표면 형태는 균열 발생 없이 기판에 대한 우수한 접착력을 보여주었다. 결과적으로, 성장과정에서 발생한 수평 성장에 의해 α-Ga₂O₃ 대의 비대칭면인 ($10{\bar{1}}4$) FWMH 값을 크게 감소할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.243-251
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• 2022

이 연구의 목적은 인장강도 및 형상비가 다른 폴리에틸렌 섬유가 무시멘트 복합재료의 인장거동에 미치는 영향을 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 섬유 종류 및 물-결합재비를 달리한 세 가지 배합을 준비하였고, 밀도 실험, 압축강도 실험 및 일축인장 실험을 수행하였다. 실험결과 유사한 화학구조를 갖지만 인장강도가 10 % 낮고, 형상비가 8.3 % 높은 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 복합재료의 인장변형성능과 인성이 각각 11.7 %와 12.4 % 높고 균열폭은 9.1 % 작은 성능을 나타내었다. 또한 동일한 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 물-결합재비가 증가하여 복합재료의 강도가 낮지만 인장변형성능과 균열패턴이 향상될 수 있는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제29권4호
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• pp.219-235
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• 2022

Strengthening slender reinforced concrete (RC) columns is a challenge. They are susceptible to overall buckling that induces bending moment and axial compression. This study presents the precise three-dimensional finite element modeling of slender RC columns strengthened with fiber-reinforced polymer (FRP) composites sheets with various patterns under concentric or eccentric compression. The slenderness ratio λ (height/width ratio) of the studied columns ranged from 15 to 35. First, to determine the optimal modeling procedure, nine alternative nonlinear finite element models were presented to simulate the experimental behavior of seven FRP-strengthened slender RC columns under eccentric compression. The models simulated concrete behavior under compression and tension, FRP laminate sheets with different fiber orientations, crack propagation, FRP-concrete interface, and eccentric compression. Then, the validated modeling procedure was applied to simulate 58 FRP-strengthened slender RC columns under compression with minor eccentricity to represent the inevitable geometric imperfections. The simulated columns showed two cross sections (square and rectangular), variable λ values (15, 22, and 35), and four strengthening patterns for FRP sheet layers (hoop H, longitudinal L, partial longitudinal L_w, and longitudinal coupled with hoop LH). For λ=15-22, pattern L showed the highest strengthening effectiveness, pattern L_w showed brittle failure, steel reinforcement bars exhibited compressive yielding, ties exhibited tensile yielding, and concrete failed under compression. For λ>22, pattern L_w outperformed pattern L in terms of the strengthening effectiveness relative to equivalent weight of FRP layers, steel reinforcement bars exhibited crossover tensile strain, and concrete failed under tension. Patterns H and LH (compared with pattern L) showed minor strengthening effectiveness.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.383-389
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• 2010

현재 우리나라의 콘크리트구조설계기준은 강도설계법에 근간하고 있다. 강도설계법에 의해 휨부재를 설계할 경우, 콘크리트 응력-변형률 관계는 사용하중 상태에서 선형으로 가정하지만 이후 극한한계 상태까지에 대해서는 규정되어 있지 않다. 이로 인해 콘크리트구조설계기준에서는 처짐 및 균열폭 등의 산정에 대해 개별적인 규정을 두고 있다. 그러나 한계상태설계법에 근거한 EC에서는 재료에 대한 응력-변형률 관계를 규정하고 있다. 따라서 재료의 응력-변형률 관계로부터 휨강도 및 처짐 등을 직접 계산할 수 있다. 본 연구에서는 휨부재에 대하여 주어진 재료 모델을 바탕으로 평형방정식과 적합조건식을 적용하여 휨모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 이로부터 휨강도 및 처짐을 산정하여 현행 콘크리트구조설계기준에 의한 값과 비교하였다. 해석 결과 재료 모델로부터 휨모멘트-곡률 관계를 통해 산정된 처짐은 실험 결과와도 비교적 잘 일치하고, 항복 이후의 처짐 계산도 가능한 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제30권5호
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• pp.339-355
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• 2022

The high cost of ultra-high-performance engineered cementitious composite (UHP-ECC) is currently a crucial issue, especially in terms of the polyethylene (PE) fibers use. In this paper, cheap calcium carbonate whiskers (CW) were evaluated on the feasibility of hybrid with PE fibers. Diverse combinations of PE fibers and CW were employed to investigate the multi-scale enhancement on the UHP-ECC performance. A probabilistic-based UHP-ECC tensile strain reliability analysis approach was utilized, which was in general agreement with the experimental results. Furthermore, a multi-dimensional integrated representation was conducted for the comprehensive assessment of UHP-ECC. Results illustrated that CW improved the compressive strength and energy dissipation capacity of UHP-ECC owing to the microscopic strengthening mechanism. CW and PE fiber further promoted the saturated cracking of composite by multi-scale crack arresting effect. In particular, PE1.75-CW0.5 specimen possessed the best overall performance. The ultimate cracking width of PE1.75-CW0.5 group had 98 ㎛, which was 46.18% lower compared to PE2-CW0 group, the 28d compressive strength were slightly improved, the tensile strain capacity was comparable to that of PE2-CW0 group. The results above demonstrated that combinations of PE fiber and CW could significantly enhance the comprehensive performance of UHP-ECC, which was beneficial for large-scale engineering applications.

• Advances in concrete construction
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• 제16권3호
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• pp.127-139
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• 2023

In this study, the steel fiber and the polypropylene fiber were used to enhance the mechanical properties of fully recycled coarse aggregate concrete. Natural crushed stone was replaced with recycled coarse aggregate at 100% by volume. The steel fiber and polypropylene fiber were used as additive material by incorporating into the mixture. In this test two parameters were considered: (a) steel fiber volume ratio (i.e., 0%, 1%, 1.5%, 2%), (b) polypropylene fiber volume ratio (i.e., 0%, 0.1%, 0.15%, 0.2%). The results showed that compared with no fiber, the integrity of cubes or cylinders mixed with fibers after failure was better. When the volume ratio of steel fiber was 1~2%, the width of mid-span crack after flexural failure was 5~8 mm. In addition, when the volume ratio of polypropylene fiber was 0.15%, with the increase of steel fiber content, the static elastic modulus and toughness of axial compression first increased and then decreased, and the flexural strength increased, with a range of 6.5%~20.3%. Besides, when the volume ratio of steel fiber was 1.5%, with the increase of polypropylene fiber content, the static elastic modulus decreased, with a range of 7.0%~10.5%. The ratio of axial compression toughness first increased and then decreased, with a range of 2.2%~8.7%. The flexural strength decreased, with a range of 2.7%~12.6%. On the other hand, the calculation formula of static elastic modulus and cube compressive strength of fully recycled coarse aggregate with steel-polypropylene fiber was fitted, and the optimal fiber content within the scope of the test were put forward.