• Steel and Composite Structures
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• 제21권5호
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• pp.1017-1029
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• 2016

When a welded circular hollow section (CHS) tubular joint is subjected to brace axial loading, failure position is located usually at the weld toe on the chord surface due to the weak flexural stiffness of the thin-walled chord. The failure mode is local yielding or buckling in most cases for a tubular joint subjected to axial load at the brace end. Especially when a cyclic axial load is applied, fracture failure at the weld toe may occur because both high stress concentration and welding residual stress along the brace/chord intersection cause the material in this region to become brittle. To improve the ductility as well as to increase the static strength, a tubular joint can be reinforced by increasing the chord thickness locally near the brace/chord intersection. Both experimental investigation and finite element analysis have been carried out to study the hysteretic behaviour of the reinforced tubular joint. In the experimental study, the hysteretic performance of two full-scale circular tubular T-joints subjected to cyclic load in the axial direction of the brace was investigated. The two specimens include a reinforced specimen by increasing the wall thickness of the chord locally at the brace/chord intersection and a corresponding un-reinforced specimen. The hysteretic loops are obtained from the measured load-displacement curves. Based on the hysteretic curves, it is found that the reinforced specimen is more ductile than the un-reinforced one because no fracture failure is observed after experiencing similar loading cycles. The area enclosed by the hysteretic curves of the reinforced specimen is much bigger, which shows that more energy can be dissipated by the reinforced specimen to indicate the advantage of the reinforcing method in resisting seismic action. Additionally, finite element analysis is carried out to study the effect of the thickness and the length of the reinforced chord segment on the hysteretic behaviour of CHS tubular T-joints. The optimized reinforcing method is recommended for design purposes.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.153-156
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• 2008

본 연구의 목적은 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 외부 보강된 기둥의 휨 거동을 평가하는데 있다. 이를 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 보강된 기둥 3개와 무보강 기둥 1개가 실험되었다. 모든 기둥 시험체의 단면 크기 및 주철근과 내부 띠철근 배근 특성은 동일하게 하였다. 와이어로프의 배근 간격은 ACI 318-05 설계기준에서 제시하는 최소 띠철근 배근간격의 1.0 $^{\sim}$ 0.5배인 40 $^{\sim}$ 80mm로 조절하였다. 실험 결과 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 보강된 철근콘크리트 기둥은 무보강 기둥과 비슷한 휨 내력을 보였지만, 연성적 거동에서는 와이어로프와 T형 강판이 피복 콘크리트를 구속하여 뛰어난 효과를 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.602-608
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• 2021

최근에는 다양한 보강재를 매트릭스에 혼입하는 방식으로 콘크리트 재료에 다양한 유형의 성능을 부여하는 연구 개발이 이루어지고 있다. 다량의 섬유를 사용하여 배합된 고인성 콘크리트는 다중균열분산 특성을 가지고 있으며, 이에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. 하지만 정적 하중에 대한 연구가 집중되고 있으며, 반복적인 하중에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 섬유비율을 달리한 고인성 콘크리트로 보를 제작하였고, 정적 휨시험과 피로 휨시험을 수행하였다. 그 결과 섬유 함량이 휨 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 고인성 콘크리트의 하중-수명 관계를 S-N관계식으로 제안하였다. 2%의 섬유 혼입량으로 고인성 특성의 콘크리트를 배합할 수 있었다. 0.5% 섬유를 추가하는 경우 최대 휨강도는 유사하지만 휨인성은 2배 가까이 향상되는 것으로 나타났다. 반면, 두 배합의 피로수명은 큰 차이를 보이지 않았다.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권1호
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• pp.37-50
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• 2023

This paper presented an investigation into steel tubes encased high-strength concrete (STHC) composite walls, wherein steel tubes were embedded at the boundary elements of high-strength concrete walls. A series of cyclic loading tests was conducted to evaluate the failure pattern, hysteresis characteristics, load-bearing capacity, deformability, and strain distribution of STHC composite walls. The test results demonstrated that the bearing capacity and ductility of the STHC composite walls improved with the embedding of steel tubes at the boundary elements. An analytical method was then established to predict the flexural bearing capacity of the STHC composite walls, and the calculated results agreed well with the experimental values, with errors of less than 10%. Finally, a finite element modeling (FEM) was developed via the OpenSees program to analyze the mechanical performance of the STHC composite wall. The FEM was validated through test results; additionally, the influences of the axial load ratio, steel tube strength, and shear-span ratio on the mechanical properties of STHC composite walls were comprehensively investigated.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.25-32
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• 2016

말뚝머리-확대기초 접합부는 상부구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 연결부분으로서 부재의 단면과 강성의 급격히 변화하는 부위이기 때문에 응력이 집중되고 작용하는 휨모멘트와 전단력이 큰 취약부분이다. 이 연구에서는 제작조건에 따른 PHC말뚝 및 합성 PHC말뚝과 확대기초 접합부의 구조성능을 평가하는데 목적이 있다. 반복가력 하중 조건하에서의 균열패턴, 하중-변위관계, 연성비, 초기 회전강성 및 에너지소산 특성을 각각 평가하였다. 접합부 초기 회전강성은 확대기초 내부로 삽입되는 말뚝삽입 깊이와 축방향철근 배근위치에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 접합부 강도, 연성비 및 누적 에너지소산 등의 접합부 거동은 말뚝의 종류와 축방향 철근 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.45-52
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• 2009

본 연구의 목적은 일정 축하중과 반복횡하중 하에서 탄소섬유시트와 비좌굴 가새로 보강된 보-기둥 시험체의 횡방향 거동 평가를 통하여 사용된 보강 방법의 구조적 성능을 검증하는 것이다. 세 개의 시험체를 비보강, 탄소섬유보강, 탄소섬유와 비좌굴 가새 보강 방법을 각각 적용하여 제작하였다. 변위에 따른 최대, 최소하중은 하중-변위 관계를 분석함으로써 평가되어지며, 하중과 강성의 관계는 비교구간의 유효강성 분석에 의해 평가된다. 실험의 수행 결과, 보강을 하지 않은 시험체에 비하여 보강을 적용한 시험체는 최대허용하중과 유효강성, 철근 항복 시 재하 횡하중, 변위연성비 등에서 상대적으로 우수한 성능을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.79-86
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• 2008

본 연구의 목적은 RC 전단벽의 구조성능 개선을 위한 보강방법을 연구하는 것이다. 이를 위하여 형상비가 2.2인 4개의 RC 전단벽 실험체를 제작하고 모르터로 단면을 증설하거나 강판 등으로 보강하는 방법으로 실험체의 휨성능을 향상시켰다. 보강이 완료된 실험체에 대하여 일정축력을 작용시킨 후 반복횡하중을 가력하여 구조성능을 평가하였다. 이때 작용시킨 횡력은 ACI에서 제시한 이력에 준하였다. 실험결과, 추가의 철근을 배치하고 단면을 증설한 경우에는 내력과 변형능력을 모두 증대시킬 수 있는 것으로 나타났으며 특히, 단면증설과 함께 단부에 U형태로 용접철망으로 횡구속한 실험체의 경우에는 강도와 연성의 측면에서 가장 효율적인 보강으로 확인되었다. 강판으로 보강하는 방법은 항복이후 부재의 급격한 내력저하를 방지하고 부재의 변형능력을 상승시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.493-494
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• 2009

와이어로프 유닛으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 T형 강판 정착효과를 알아보기 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 3개의 기둥 시험체가 휨 실험되었다. 주요변수는 T형 강판의 정착 유무이다. 실험된 기둥의 연성비는 기존 연구자들의 띠철근의 실험결과와 비교되었다. 실험결과 T형 강판의 정착으로 횡하중 내력 및 연성비는 각각 무보강 기둥에 비해 40%와 130% 향상되었다. 특히, 동일한 유효횡보강지수에서 T형 강판이 정착된 보강기둥의 연성비는 띠철근 기둥에 비해 현저히 높았다.

• Computers and Concrete
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• 제4권5호
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• pp.331-346
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• 2007

A computer program was developed to analyze the non-linear, cyclic flexural performance of reinforced concrete structural members under various types of loading paths including non-sequential variations in axial load. This performance is significantly affected by the loading history. Different monotonic material models as well as hysteresis rules for confined and unconfined concrete and steel, some developed and calibrated against test results on material samples, were implemented in a fiber-based moment-curvature and in turn force-deflection analysis. One of the assumptions on curvature distribution along the member was based on a method developed to address the variation of the plastic hinge length as a result of loading pattern. Functionality of the program was verified by reproduction of analytical results obtained by others for several cases, and accuracy of the analytical process and the implemented models were evaluated against the experimental results from large-scale reinforced concrete columns tested under the analyzed loading cases. While the program can be used to predict the response of a member under a certain loading pattern, it can also be used to examine various analytical models and methods or refine a custom material model against test data.