• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.796-805
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• 2020

연구목적: I형 강거더의 압축플랜지에 80MPa급의 고강도 콘크리트가 합성된 거더의 극한휨강도 평가를 위하여 정적재하시험을 수행하였다. 연구방법: 본 실험은 전단연결 상세가 다른 2종류의 실험체를 설계 및 제작하여 극한한계상태 도달까지 극한휨거동을 평가하였다. 또 실험 결과와 변형률적합법 결과 비교를 통해 극한강도를 평가하였다. 연구결과: 상대슬립 측정 결과 0.02mm 이내 변위를 확인함으로서 두 실험체가 완전결합을 담보한다는 것을 검증하였다. 따라서 전단상세의 차이는 강성에 큰 영향을 미치지 않으며 완전합성 된다면 극한한계상태까지의 거동에도 차이가 없다. 결론:실험 대상이 되는 거더는 사용하중이 탄성범위 내 있고, 허용처짐에 대한 사용성 요구조건을 충족시킨다. 따라서 케이싱 일부가 균열이 발생하는 수준의 인장력을 받더라도 철근의 역할로 인해 바닥판이 압축 파괴에 먼저 도달한다.

• Computers and Concrete
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• 제24권3호
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• pp.207-222
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• 2019

This paper has presented an effective and accurate meso-scale finite element model for simulating the fracture process of concrete under compression-shear loading. In the proposed model, concrete is parted into four important phases: aggregates, cement matrix, interfacial transition zone (ITZ), and the initial defects. Aggregate particles were modelled as randomly distributed polygons with a varying size according to the sieve curve developed by Fuller and Thompson. With regard to initial defects, only voids are considered. Cohesive elements with zero thickness are inserted into the initial mesh of cement matrix and along the interface between aggregate and cement matrix to simulate the cracking process of concrete. The constitutive model provided by ABAQUS is modified based on Wang's experiment and used to describe the failure behaviour of cohesive elements. User defined programs for aggregate delivery, cohesive element insertion and modified facture constitutive model are developed based on Python language, and embedded into the commercial FEM package ABAQUS. The effectiveness and accuracy of the proposed model are firstly identified by comparing the numerical results with the experimental ones, and then it is used to investigate the effect of meso-structure on the macro behavior of concrete. The shear strength of concrete under different pressures is also involved in this study, which could provide a reference for the macroscopic simulation of concrete component under shear force.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.181-190
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• 2005

본 연구에서는 탄소섬유메쉬(Carbon Fiber Mesh, CFM)를 이용한 철근콘크리트 보의 휨보강 효과를 연구하며 CFM의 정착과 겹침이음방법에 따른 영향을 연구하고자 한다. 휨이 지배적인 5개의 철근 콘크리트 실험체를 제작하고 CFM으로 보강한 후 단순지지형태로 가력을 하여 그 보강효과를 규명하고자 한다. 보의 전체 길이는 2400mm이며 깊이와 폭이 모두 300mm로서 휨이 지배될 수 있도록 실험체를 계획하였다. 실험으로부터, 균열이 시작되는 단계에서 CFM의 보강효과는 미약한 것으로 나타났으나, 균열발생 이후에는 보의 휨강성확보의 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 보강된 실험체와 보강되지 않은 실험체의 비교를 통하여 CFM보강효과를 확인할 수 있었으며, 균열발생시와 항복시에 대하여 보강효과를 반영하여 예측한 계산값과 실험결과가 좋은 일치를 보이는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.593-610
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• 2016

In this study, an innovative and smart glass fiber-reinforced polymer (GFRP) hybrid bar was developed for stronger durability of concrete structures. As comparing with the conventional GFRP bar, the smart GFRP Hybrid bar can promise to enhance the modulus of elasticity so that it makes the cracking reduced than the case when the conventional GFRP bar is used. Besides, the GFRP Hybrid bar can effectively resist the corrosion of conventional steel bar by the GFRP outer surface on the steel bar. In order to verify the bond performance of the GFRP hybrid bar for structural reinforcement, uniaxial pull-out test was conducted. The variables were the bar diameter and the number of strands and pitch of the fiber ribs. Tensile tests showed a excellent increase in the modulus of elasticity, 152.1 GPa, as compared to that of the pure GFRP bar (50 GPa). The stress-strain curve was bi-linear, so that the ductile performance could be obtained. For the bond test, the entire GFRP hybrid bar test specimens failed in concrete splitting due to higher shear strength resulting in concrete crushing as a function of bar deformation. Investigation revealed that an increase in the number of strands of fiber ribs enhanced the bond strength, and the pitch guaranteed the bond strength of 19.1 mm diameter hybrid bar with 15.9 mm diameter of core section of deformed steel the ACI 440 1R-15 equation is regarded as more suitable for predicting the bond strength of GFRP hybrid bars, whereas the CSA S806-12 prediction is considered too conservative and is largely influenced by the bar diameter. For further study, various geometrical and material properties such as concrete cover, cross-sectional ratio, and surface treatment should be considered.

• Steel and Composite Structures
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• 제52권2호
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• pp.165-182
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• 2024

Grouted sleeve splice (GSS) is an effective type of connection applied in the precast concrete structures as it has the advantages of rapidly assembly and reliable strength. To decrease the weight and cost of vertical rebar connection in precast shear walls, a light-weight sleeve is designed according to the thick-cylinder theory. Mechanical behaviour of the light-weighted GSS is investigated through experimental analysis. Two failure modes, such as rebar fracture failure and rebar pull-out failure, are found. The load-displacement curves exhibit four different stages: elastic stage, yield stage, strengthening stage, and necking stage. The bond strength between the rebar and the grout increases gradually from outer position to inner position of the sleeve, and it reaches the maximum value at the centre of the anchorage length. A finite element model predicting the mechanical properties of the light-weighted GSS is developed based on the Concrete Damage Plasticity (CDP) model and the Brittle Cracking (BC) model. The effect of the rebar anchorage length is significant, while the increase of the thickness of sleeve and the grout strength are not very effective. A model for estimating ultimate load, including factors of inner diameter of sleeves, anchorage length, and rebar diameter, is proposed. The proposed model shows good agreement with various test data.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.29-36
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• 2008

본 연구에서는 MEMS 소자의 직접화 및 소형화에 필수적인 through-wafer via interconnect의 신뢰성 문제를 연구하였다. 이를 위하여 Au-Sn eutectic 접합 기술을 이용하여 밀봉(hermetic) 접합을 한 웨이퍼 레벨 MEMS 패키지 소자를 개발하였으며, 전기도금법을 이용하여 수직 through-hole via 내부를 구리로 충전함으로써 전기적 연결을 시도하였다. 제작된 MEMS 패키지의 크기는 $1mm{\times}1mm{\times}700{\mu}m$이었다. 제작된 MEMS패키지의 신뢰성 수행 결과 비아 홀(via hole)주변의 크랙 발생으로 패키지의 파손이 발생하였다. 구리 through-via의 기계적 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대해서 수치적 해석 및 실험적인 연구를 수행하였다. 분석 결과 via hole의 크랙을 발생시킬 수 있는 파괴 인자로서 열팽창 계수의 차이, 비아 홀의 형상, 구리 확산 현상 등이 있었다. 궁극적으로 구리 확산을 방지하고, 전기도금 공정의 접합력을 향상시킬 수 있는 새로운 공정 방식을 적용함으로써 비아 홀 크랙으로 인한 패키지의 파괴를 개선할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제13권4호
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• pp.54-66
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• 2000

탄소섬유/에폭시 복합재료의 계면 및 미세파괴 물성을 인장 fragmentation과 압축 Broutman 두 시험법과 음향방출 시험을 이용하여 평가하였다. Maleic anhydride polymeric coupling agent와 amino-silane를 각각 전기증착법 및 dipping을 통하여 섬유표면에 적용하였다. 두 coupling agents를 사용한 섬유와 기지간의 계면전단강도는 인장 및 압축 두 시험에서 모두 미처리와 비교하여 큰 증가를 나타내었다. 인장시험 동안에, 원추모양의 섬유파단과 기지의 cracking 그리고 부분적인 interlayer failure로 이루어진 전형적인 미세파괴 형태가 발생하였다. 이에 비하여, 압축시험에서는 부러진 섬유의 끝에서 대각선 방향이 슬립거동이 관찰되었다. 주어진 두 힘의 하중상태에서 섬유의 파단은 항복점 전후 부근에서 일어났다. 음향방출분포는 인장에서 섬유표면 처리와 미처리의 두 조건에서 미세파괴 신호가 잘 분리되었으며, 한편, 압축에서는 signal이 다소 중복되어 나타났다. 이는 탄소섬유의 인장력/압축력 간의 파괴에너지 차이에 기인한다고 고려된다. 탄소와 basalt 섬유복합재료의 섬유파단 waveform의 최대 voltage는 압축보다 인장시험에서 상당히 크게 나타났으며, 이들은 음향방출시험으로 파괴에너지 차이를 명확히 비교 및 확인할 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.79-83
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• 2000

Interfacial and microfailure properties of carbon liber/bismaleimide (BMI) composites were evaluated using both tensile fragmentation and compressive Broutman tests with acoustic emission (AE). Since BMI is rather difficult matrix to apply for the conventional fragmentation test because of its too low elongation and too brittle and high modulus properties, dual matrix composite system was applied. After carbon fiber/BMI composite was prepared for rod shape by controlling differing curing stage, composites rod was embedded in toughened epoxy as outer matrix. The typical microfailure modes including fiber break, matrix cracking, and interlayer failure were observed during tensile testing, whereas the diagonal slippage in fiber ends was observed during compressive test. On the other hand, AE amplitudes of BMI matrix fracture were higher than carbon fiber tincture under tensile test because BMI matrix has very brittle and high modulus. The waveform of signals coming from BMI matrix fractures was consistent with AE amplitude result under tensile tests.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.955-962
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• 2005

철근콘크리트 깊은 보(deep beam)는 균열 후의 구조 및 재료적 비선형성으로 인하여 아직까지 명확한 이론적인 해석 방법과 설계 방법이 정립되어 있지 않은 상태이다. 현재 내하력 평가는 주로 교량 상부 구조물에 대하여 수행되어 왔고, 그 평가 방법에 대한 적용성과 결과에 많은 불합리성을 포함하고 있다. 이 연구에서는 철근콘크리트 릴은 보의 복잡한 전단거동 특성 및 전단강도를 해석적으로 평가하고, 이를 신뢰성 이론을 바탕으로 적절하고 합리적인 내하력 평가를 수행할 수 있는 방안을 제공하는데 그 목적이 있다. 정확하고 올바른 평가를 하기 위하여 비선형유한요소해석 프로그램 RCAHEST를 사용하였다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열 모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 이 연구에서 제안한 해석 기법과 재료적 비선형성을 고려한 해석모델을 신뢰성 있는 연구자의 실험 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 이러한 결과를 바탕으로, Euro Code기준으로부터 철근콘크리트 깊은 보의 파괴에 대한 목표신뢰도지수를 설정하였다. 신뢰성 해석을 통하여 파괴에 대한 목표신뢰도 지수를 만족하도록 하는 감소계수를 산정하였다. 이 연구에서 제안된 철근콘크리트 깊은 보의 내하력 평가 방안을 콘크리트 구조설계기준에 의한 평가 결과와의 비교 및 분석을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권5호통권39호
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• pp.1-14
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• 2004

본 연구는 우리나라에서 저층 주거용 건물로 널리 사용되고 있는 2층 규모의 비보강조적조 의 1/3 축소 모델에 대한 진동대 실험을 수행한 것이다. 본 연구의 주목적은 내진설계가 이루어지지 않은 조적조 건물의 내진거동을 살펴보고, 실험적 자료를 확보하는데 있다. 실험대상구조물은 횡방향으로는 대칭이지만 종방향으로는 약간 비대칭이고, 비교적 강한 다이어프램을 나타내는 콘크리트 슬래브로 되어있다. 실험체에 대한 모의 지진하중은 가속도를 점차 증가시켜가면서 종방향으로 가력하였다. 실험에서 얻은 구조물의 동적 응답자료는 진동대의 입력지진과 연관지어서 분석하였다. 더욱이 성능기초설계를 위한 성능수준을 제시하였다. 실험결과 1층에서의 전단파괴가 지배적이고 상부층은 강체거동을 보여주었다. 또한 균열 발생후에도 상당한 강도와 변형능력을 보유하고 있는 것으로 나타났다.