• Structural Engineering and Mechanics
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• 제29권3호
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• pp.259-278
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• 2008

This paper presents a nonlinear finite element procedure accounting for the effects of geometric as well as material nonlinearities for reinforced concrete bridge piers supported by laminated rubber bearings. Reinforced concrete bridge piers supported by laminated rubber bearings and carrying a cyclic load were analyzed by using a special purpose, nonlinear finite element program, RCAHEST. For reinforced concrete, the proposed robust nonlinear material model captures the salient response characteristics of the bridge piers under cyclic loading conditions and addresses with the influence of geometric nonlinearity on post-peak response of the bridge piers by transformations between local and global systems. Seismic isolator element to predict the behaviors of laminated rubber bearings is also developed. The seismic performance of reinforced concrete bridge piers supported by laminated rubber bearings is assessed analytically. The results show good correlation between the experimental findings and numerical predictions, and demonstrate the reliability and robustness of the proposed analytical model. Additionally, the studies and discussions presented in this investigation provide an insight into the key behavioral aspects of reinforced concrete bridge piers supported by laminated rubber bearings.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.59-70
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• 2022

In SRC column, the closed hoops are applied with the same detail of both 135° standard hooks to expect the same performance as hoops of RC columns. This standard detail is actually complicated to construct, thus, two separating rebars are connected in the form of a square shape and welded over the overlapping section. But this is also complicated in construction practice. Therefore, this study describes experimental results regarding cyclic behaviors shown with alternative hoops cramped by the steel clip type-binding device instead of welding and standard specimen. As a result of the experiment, the specimens with alternative hoops of the SRC column showed comparable performance to the specimens with closed hoops. Therefore, it can be evaluated that the alternative hoops applied with the rebar confinement clips in the SRC column can replace the closed hoop.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권4호
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• pp.563-577
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• 2022

This paper presents experimental and numerical investigations of a new seismic enhancement method for existing reinforced concrete (RC) frames by using an external sub-structure, the hybrid seismic retrofit method (HSRM) system. This retrofit system is an H-shaped frame bolt-connected to an existing RC frame with an infilled-concrete layer between their gaps. Two RC frames were built, one with and one without HSRM, and tested under cyclic loading. The experimental findings showed that the retrofitted RC frame was superior to the non-retrofitted specimen in terms of initial stiffness, peak load, and energy dissipation capacity. A numerical simulation using a commercial program was employed for verification with the experiments. The results obtained from the simulations were consistent with those from the experiments, indicating the finite element (FE) models can simulate the seismic behaviors of bare RC frame and retrofitted RC frame using HSRM.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.427-435
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• 2020

모듈러 건축물은 철근콘크리트 및 철골 구조물에 비하여 상대적으로 경량이고, 단위 모듈간 기둥의 일체성을 기대하기 어려운 구조적 특성을 가진다. 이와 같은 구조적 특성은 모듈러 건축물의 높이가 높아짐에 따라 바람 및 지진과 같은 횡력저항성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 횡력저항성능을 향상시키기 위해 긴장재를 활용한 모듈러 구조시스템을 제안하였다. 모듈러 구조시스템을 구성하는 주요 요소인 포스트텐션 기둥-바닥 접합부는 셀프 센터링 거동을 유도하기 위한 형상 및 상세를 가진다. 포스트텐션 기둥-바닥 접합부의 이력 거동을 상세히 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과 초기 긴장력 및 보-기둥 접합부의 접합 조건에 따라 이력 거동은 확연한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.399-407
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• 2010

이 연구에서는 동결융해 사이클을 경험한 2가지 종류의 휨부재의 거동특성을 평가하였다. 이 연구의 목적은 동결융해에 따른 철근콘크리트 보의 거동특성을 검토하는 것이다. 이를 위해 일부 실험체는 동결융해를 경험하기 전, 인장철근이 항복되기까지 손상을 입도록 계획되었다. 또한 반복하중 재하시 강성저하 특성을 평가하기 위하여 단조 및 반복재하 실험을 실시하였다. 재료 실험 결과, 동결융해 300사이클을 경험한 콘크리트의 상대동탄성계수는 86.8%까지 감소되었으나 내동해저항성은 충분히 가지고 있는 것으로 평가되었다. 단조재하 실험 결과, 동결융해 사이클에 따른 휨 강도, 연성 및 강성은 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 특히, 인위적 균열손상을 경험한 BDF13 시리즈는 현행 콘크리트설계기준에서 요구하는 공칭모멘트를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 반복재하시 BF75 시리즈에서 동결융해를 경험함에 따라 10% 이상의 반복강성 저하를 나타내었다. 따라서 내진부재와 같이 반복하중을 받게 되는 부재를 설계할 경우, 동결융해로 인한 압축측 콘크리트의 변형 특성도 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.39-46
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• 2007

세계적으로 폐기물의 발생량이 급증하여 매립지의 숫자가 급증하고 있으나 사용이 완료된 매립지의 처리에 많은 어려움이 있다. 특히, 도시 폐기물 매립지는 인구밀집 지역과의 근접성, 부지개발에 따른 경제적 가치의 급등 등의 이유로 활용 가능한 새로운 건설부지로서 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나, 폐기물 매립지반 위에 구조물을 축조할 경우, 특별한 안정처리 및 보강처리를 하지 않은 경우, 지반침하, 구조물에 대한 지지력 확보 등에 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물 매립지반위에 구조물을 축조할 경우, 지오그리드 및 지오셀의 보강 효과를 규명하고자 반복평판재하시험을 수행하여 주요 영향인자인 지지력증가비, 지반계수, 스프링상수, 탄성회복율 등을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권2호
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• pp.241-254
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• 2020

Using confined shape memory alloy (SMA) bar or plate, this study proposes an innovative self-centering damper. The damper is essentially properly machined SMA core, i.e., bar or plate, that encased in buckling-restrained device. To prove the design concept, cyclic loading tests were carried out. According to the test results, the damper exhibited desired flag-shape hysteretic behaviors upon both tension and compression actions, although asymmetric behavior is noted. Based on the experimental data, the hysteretic parameters that interested by seismic applications, such as the strength, stiffness, equivalent damping ratio and recentering capacity, are quantified. Processed in the Matlab/Simulink environment, a preliminary evaluation of the seismic control effect for this damper was conducted. The proposed damper was placed at the first story of a multi-story frame and then the original and controlled structures were subjected to earthquake excitations. The numerical outcome indicated the damper is effective in controlling seismic deformation demands. Besides, a companion SMA damper which represents a popular type in previous studies is also introduced in the analysis to further reveal the seismic control characteristics of the newly proposed damper. In current case, it was found that although the current SMA damper shows asymmetric tension-compression behavior, it successfully contributes comparable seismic control effect as those having symmetrical cyclic behavior. Additionally, the proposed damper even shows better global performance in controlling acceleration demands. Thus, this paper reduces the concern of using SMA dampers with asymmetric cyclic behavior to a certain degree.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권4호
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• pp.447-462
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• 2020

The paper aims to investigate the mechanical mechanism and seismic effect of stiffeners in blind bolt endplate connection to CFST column. A precise 3D finite element model with considering the cyclic properties of concrete and steel materials was established, and the efficiency was validated through monotonic and cyclic test data. The deforming pattern and the seismic performance of the unstiffened and stiffened blind bolt endplate connections were investigated. Then a parametric analysis was conducted to analyze the contribution of stiffeners and the joint working behaviors with endplate under cyclic load. The joint stiffness classifications were compared and a supplement stiffness classification method was proposed, and the energy dissipation ability of different class connections were compared and discussed. Results indicated that the main deformation pattern of unstiffened blind bolt endplate connections was the local bending of end plate. The vertical stiffeners can effectively alleviate the local bending deformation of end plate. And influence of stiffeners in thin endplate and thick endplate was different. Based on the stiffness of external diaphragm welded connection, a more detailed rigidity classification was proposed which included the pin, semi-rigid, quasi-rigid and rigid connection. Beam was the main energy dissipation source for rigid connection. For the semi-rigid and quasi-rigid connection, the extended endplate, stiffeners and steel beam would all participate in the energy dissipation.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.729-736
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• 2006

적절한 내진상세로 설계되지 않은 철근콘크리트 구조물은 보-기둥 접합부내에서 취약한 전단파괴에 노출되고 큰 변형이 일어나, 구조적인 붕괴가 일어날 수 있다. 본 연구는 CFRP로 보강한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부를 반복 횡력을 적용하여 보강된 보-기둥 접합부의 내진성능을 알아보았다. 보-기둥 접합부의 구조적 성능을 향상시키기 위해 CFRP의 부착 위치나 두께를 달리하여 효과적인 보강방법을 관찰하고자 하였다. 비내진상세로 배근된 실험체 1개와 내진상세로 배근된 실험체 1개 그리고 비내진상세를 가진 실험체를 CFRP로 보강한 실험체 6개, 총 8개의 보-기둥 접합부 실험체에 반복횡력을 가하여 내진보강의 효과를 조사하였다. 반복 횡력을 적용하였다. 본 연구에서는 비내진상세를 가진 콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 CFRP의 보강방법은 구조물의 강도와 연성을 증가시켜 구조물의 내진성능을 향상시키는데 효과적임을 보여 주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.369-376
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• 2003

프리캐스트 보-기둥 연결부에는 기둥 주근과 보의 정착철근, 연결부를 위한 띠철근 등으로 매우 복잡한 배근상태로 철근 배근과 콘크리트의 타설 및 다짐이 용이하지 않다. 특히 보의 갈고리는 띠철근 또는 주근과의 마주침이 흔히 발생하는 철근으로, 외곽기둥의 경우 충분한 정착길이를 확보하기가 더욱 난해할 때가 있다. 본 연구에서는 헤드철근을 적용한 보-기둥 연결부를 위하여 두 개의 프리캐스트 기둥과 하나의 프리캐스트 보를 연결한 4개의 실험체를 제작하여, 보-기둥접합부와 기둥-기둥접합부에 대한 반복하중실험으로 강도와 그 이력거동을 평가하여 보았다. 실험 결과 강주 약보 실험체들은 갈고리철근과 유사한 거동을 보였다. 국내에서 주로 적용되는 스플라이스 기둥 접합은 강주 약보의 기둥에서는 충분한 내력을 발휘하였다.