• Steel and Composite Structures
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• 제30권2호
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• pp.171-183
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• 2019

As China's infrastructure continues to grow, concrete filled steel tubular (CFST) structures are attracting increasing interest for use in engineering applications in earthquake prone regions owing to their high section modulus, high strength, and good seismic performance. However, in a corrosive environment, the seismic resistance of the CFST columns may be affected to a certain extent. This study attempts to investigate the mechanical behaviours of square CFST members under both a cyclic load and an acid rain attack. First, the tensile mechanical properties of steel plates with various corrosion rates were tested. Second, a total of 12 columns with different corrosion rates were subjected to a reversed cyclic load and tested. Third, comparisons between the test results and the predicted ultimate strength by using four existing codes were carried out. It was found that the corrosion leads to an evident decrease in yield strength, elastic modulus, and tensile strain capacity of steel plates, and also to a noticeable deterioration in the ultimate strength, ductility, and energy dissipation of the CFST members. A larger axial force ratio leads to a more significant resulting deterioration of the seismic behaviour of the columns. In addition, the losses of both thickness and yield strength of an outer steel tube caused by corrosion should be taken into account when predicting the ultimate strength of corroded CFST columns.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.435-450
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• 2016

Experimental studies were conducted on 36 grouted splices to investigate their mechanical performance under four loading schemes: (1) incremental tensile loading, (2) repeated tensile loading, (3) cyclic loading at high stress, and (4) cyclic loading at large strain. Load-deformation responses of the grouted splices under cyclic loadings were featured with pinching effect and stiffness degradation compared to those responses under tensile loadings. The shape of the hysteresis loops of load-deformation curves was similar to that under incremental tensile loading. For the purpose of structural analysis, stress-strain relationships were presented for grouted splices under various loadings.

• Computers and Concrete
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• 제17권3호
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• pp.353-386
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• 2016

Realistic assessment of the performance of reinforced concrete structural members like columns is needed for designing new structures or maintenance of the existing structural members. This assessment requires analytical capability of employing proper material models and cyclic rules and considering various load and displacement patterns. A computer application 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 and bi-axial cyclic load or displacement. Different monotonic material models as well as hysteresis rules, were implemented in a fiber-based moment-curvature and in turn force-deflection analysis, using proper assumptions on curvature distribution along the member, as in plastic-hinge models. Performance of the program was verified against analytical results by others, and accuracy of the analytical process and the implemented models were evaluated in comparison to the experimental results. The computer application can be used to predict the response of a member with an arbitrary cross section and various type of lateral and longitudinal reinforcement under different combinations of loading patterns in axial and bi-axial directions. On the other hand, the application can be used to examine analytical models and methods using proper experimental data.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.156-163
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• 2009

연구목적: 4종 구치용도재관(Full-porcelain-occlusal-surfaced PFG, Half-porcelain-occlusal-surfaced PFG, Empress 2, Ice Zirkon)과 선별된 한국음식의 fracture load와 dynamic cyclic load를 측정하여 구치용 도재관에 파절을 일으킬 가능성이 있는 한국음식을 선별하는데 있다. 연구재료 및 방법: 4종의 각 porcelain 보철물 system 당 15개의 축대칭을 이루는 crown을 제작했다. 이때 occlusal reduction은 1.5-2.0 mm로 했다(중심부 1.5 mm, 교두부 2.0 mm). 각 15개의 시편의 교합면 중앙부에 직경 5 mm의 stainless steel ball을 위치시킨 후 Instron 4465 universal testing machine(Instron, Norwood, MA USA)을 이용하여 5 mm/min의 crosshead speed로 수직 부하를 주어 파절을 일으키는 최대 부하(N)를 기록했다. 이후, 한국음식 중 삶은 게, 닭(뼈포함), 소갈비(뼈포함), 마른 오징어, 건멸치, 사탕, 호두껍질을 표본으로 설정하고 이들을 파절시키는 최대 부하(N)를 universal testing machine(Instron 4465) 에서 측정하여 기록했다. 각 항목당 15번을 측정했다. 음식물을 파절시킬 때 필요한 최대부하와 각 보철물의 파절저항을 비교하여 한국의 식습관과 도재를 이용한 보철물 파절의 상관관계를 조사하였다. fracture loads는 analysis of variance 와 Post Hoc tests를 이용해서 분석하였다($\alpha$=0.05). 차후에 위에서 얻은 결과를 바탕으로 Hydraulic Dynamic Fatigue Testing Machine(858 Bionix II, MTS systems, Eden Prairie, MN USA)를 이용하여 4종의 각 porcelain 보철물 system당 5개의 crown에 14Hz Cyclic Load를 가하여 crown에 파절을 일으키는 masticatory cycle수를 알아 보았다. Load 수치는 41.0 N(건멸치 파절강도), 169.0 N(마른오징어 파절강도), 382.9 N(닭뼈 파절강도), 2224.8 N(사탕 파절강도)로 설정하였다. 결과: 95% confidence intervals for mean fracture load는 2599.3-2809.1 N(완전도재교합면 PFG), 3689.4-3819.9 N(반도재교합면 PFG), 1501.2-1867.9 N(Ice Zirkon), 803.2-1188.5 N(Empress 2)로 나왔고 95% confidence intervals for dynamic cyclic load on fracture는 instron 상에서 도재보철물에 파절을 일으키지 않은 load인 2224.8 N(사탕 파절강도)와 382.9 N(닭뼈 파절강도)로 실험했을 때, 2224.8 N에서 4796.8-9321.2 cycles(완전도재교합면 PFG), 2224.8 N에서 881705.1-1143565.7 cycles(반도재교합면 PFG), 382.9 N에서 979993.0-1145773.4 cycles(Ice Zirkon), 382.9 N에서 564.1-954.7 cycles(Empress 2)로 나왔다. 결론: 통계학적으로 유의할 만한 차이가 그룹들 간 fracture load에서 나타났다. 한국음식물 중 소갈비(뼈포함)와 사탕(자두맛캔디)은 구치용 도재보철물을 파절시킬 가능성이 있는 음식물로 밝혀졌다. 단일수직부하에서는 파절이 생기지 않는 경우라 할지라도 dynamic cyclic load를 줄 경우 일정 주기 후에 파절이 생기는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권7호
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• pp.1112-1119
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• 1999

Fracture resistance(J-R) curves, which are used for the elastic-plastic fracture mechanics analyses, are known to be dependent on the cyclic loading history. The objective of this paper is to study the effect of reverse cyclic loading on J-R curves in CT specimens. The effect of two parameters was observed on the J-R curves during the reverse cyclic loading. One was the minimum-to-maximum load ratio(R) and the other was the incremental plastic displacement(${\delta}_{cycle}/{\delta}_i$), which is related to the amount of crack growth that occurs in a cycle. Fracture resistance test on CT specimens with varying load ratio and incremental plastic displacement were performed. For the SA 516 Gr. 70 steel, the results showed that the J-R curves were decreased with decreasing the load ratio and the incremental plastic displacement. When the load ratio was set to -1, the results of the J-R curves and the $J_i$ value were about $40{\sim}50$ percent of those for the monotonic loading condition. Also on condition that the incremental plastic displacement reached 1/40, the J-R curves and the $J_i$ value were about $50{\sim}60$ percent of those for the incremental plastic displacement of 1/10.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.179-186
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• 2005

실내 모형실험으로 정,반복하중 재하 실험을 실시하여 하중과 침하, 지중 측방변위, 토목섬유 변위 등을 측정한 결과 지반과의 마찰과 토목섬유 인장력의 영향으로 전반적으로 지반의 변위가 줄고 지지력이 증가하였다. 또한 Mohr-coulomb 및 수정Mohr-Coulomb 모델들과 FLAC 4.0 2D을 사용하여 수치해석을 실시하였고 실내 모형 실험결과와 비교하였다. 기존식들은 토목섬유 모델링시 FLAC의 케이블 요소는 하중증가에 따른 전단강도를 증가되는 특성을 고려할수 없었기 때문에 실험 결과치와 상이하게 나타났다. 따라서 본 연구에서는 반복적인 학습으로 상재 하중의 영향을 고려한 케이블 구성요소의 적절한 식을 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제8권6호
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• pp.441-455
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• 2008

This paper presents an effective hysteretic model for the prediction and evaluation of steel reinforced concrete member seismic performance. This model adopts the load-deformation relationship acquired from monotonic load tests and incorporates the double-pivot behavior of composite members subjected to cyclic loads. Deterioration in member stiffness was accounted in the analytical model. The composite member performance assessment control parameters were calibrated from the test results. Comparisons between the cyclic load test results and analytical model validated the proposed method's effectiveness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권3호
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• pp.253-259
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• 2019

Concrete-to-concrete bedding planes (CCBP) are observed from time to time due to the multistep hardening process of the concrete materials. In this paper, a series of direct/cyclic shear tests are performed on CCBP under static and dynamic normal load conditions to study the frictional behavior effect by the shear velocities, normal impact frequencies, horizontal shear frequencies, normal impact force amplitudes, horizontal shear displacement amplitudes and normal load levels. According to the experimental results, apparent friction coefficient k ($k=F_{Shear}/F_{Normal}$) shows different patterns under static and dynamic load conditions at the stable shear stage. k is nearly constant in direct shear tests under constant normal load conditions (DCNL), while it is cyclically changing with nearly constant peak value and valley value for the direct shear tests under dynamic normal load conditions (DDNL), where k increases with decreasing normal force and decreases with increasing normal force. Shear velocity has little influence on peak values of k for the DCNL tests, but increasing shear velocity leads to increasing valley values of k for DDNL tests. It is also found that, the valley values of k ascend with decreasing impact normal force amplitude in DDNL tests. The changing pattern of k for the cyclic shear tests under constant and dynamic normal load conditions (CCNL and CDNL tests) are similar, but the peak value of k is smaller in CDNL tests than that in CCNL tests. Normal load levels, shear displacement amplitudes, vertical impact frequencies, horizontal shear frequencies and normal impact force amplitudes have little influence on the changing pattern of k for the cyclic shear tests. The tests of this study provide useful data in understanding the frictional behavior of the CCBP under distinct loadings, and these findings are very important for analyzing the stability of the jointed geotechnical structures under complicated in situ stress conditions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.79-91
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• 2016

토목섬유를 보강한 성토지지말뚝(GRPS) 공법은 연약지반 상부에 건설되는 성토구조물의 잔류침하를 억제하고, 공사기간을 단축할 수 있는 방법으로 그 적용성이 확대되고 있다. 이에, 세계 각국에서는 다양한 연구를 통해 설계방법을 제안해왔지만, 동적하중을 고려한 시스템의 거동은 확실하게 규명되지 않은 실정이다. 본 논문에서는 섬유보강 지지말뚝 성토체내의 동적하중 전이 특성을 분석하기 위하여 실물크기의 시스템을 조성한 후, 반복재하 실험을 수행하였다. 실험은 토목섬유를 설치하지 않은 무보강, 토목섬유를 1겹 설치한 보강, 2겹 설치한 보강을 조건으로 총 3가지 경우로 나누어 진행하였다. 말뚝과 토목섬유 상부에 각각 하중계를 설치하여 반복재하 횟수에 따른 수직하중을 측정한 결과, 토목섬유의 보강효과를 제외하고 아칭효과에 의해서만 전이되는 반복하중은 오히려 인장력이 큰 토목섬유로 보강할수록 감소하는 경향이 나타났다. 그러나 최종 말뚝으로 전달되는 반복하중의 크기는 토목섬유를 보강하지 않은 경우와 1겹, 2겹 보강한 경우에서 모두 비슷한 것으로 평가되었다. 이는 토목섬유의 보강이 말뚝으로 집중되는 하중을 증가시킨다는 기존의 연구와는 상반된 결과로, 이를 바탕으로 반복하중 전이 메커니즘의 상관관계를 분석하고자한다 또한, 반복하중 재하 초기 말뚝으로의 하중전달 효과가 감소하는 경향이 보였으며, 이는 반복하중에 의한 아칭효과 감소에서 기인한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.75-82
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• 2015

이 논문에서는 철근으로 보강한 고인성 섬유복합체(ECC) 기둥의 반복이력거동을 연구하였다. ECC를 제조하기 위하여 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 기본 결합재로 하고, 플라이애시를 다량 치환하여 결합재와 충전재로 사용하는 배합을 적용하였다. 철근 보강한 ECC 기둥의 반복이력거동을 평가하기 위하여 일반 철근콘크리트 기둥 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 반복하중에 의한 실험의 결과, 일반 철근콘크리트 기둥에 비하여 철근 보강한 ECC 기둥은 높은 연성비와 함께 안정적인 이력거동을 나타내었고, 우수한 휨 균열 제어 특성을 나타내었다. 또한 횡방향 하중에 대한 기둥의 내력 증진효과와 함께 에너지 소산능력의 향상을 나타내었다.