• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.76-82
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• 2018

본 논문에서는 지점부 경계조건을 고려하여 단순보의 유한요소모델을 개선하는 기법을 제안하였다. 기존의 유한요소모델개선 기법은 주로 가속도 응답으로부터 추정된 동특성(고유진동수, 모드형상)을 이용하여 유한요소모델을 개선하였다. 이렇게 개선된 유한요소모델은 실제 구조물의 정적응답을 예측하기 어렵고, 잘못된 구조물의 물성치를 추정하는 문제가 발생한다. 제안된 기법은 먼저, 구조물의 처짐과 지점부 회전변위를 계측하여 지점부 경계조건을 간략화한 유한요소모델의 회전 스프링 강성을 정량적으로 추정한다. 회전 스프링 강성이 개선된 유한요소모델과 구조물의 동특성을 사용하여 구조물의 물성치를 추정함으로써 최종 개선된 유한요소모델을 구축된다. 제안된 유한요소모델 개선 기법과 기존 유한요소모델개선 기법을 수치해석 시뮬레이션을 통하여 비교 및 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권4호
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• pp.465-477
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• 2020

This paper presents an investigation on the dynamic behavior of SRC columns with built-in cross-shaped steels under impact load. Seven 1/2 scaled SRC specimens were subjected to low-speed impact by a gravity drop hammer test system. Three main parameters, including the lateral impact height, the axial compression ratios and the stirrup spacing, were considered in the response analysis of the specimens. The failure mode, deformation, the absorbed energy of columns, as well as impact loads are discussed. The results are mainly characterized by bending-shear failure, meanwhile specimens can maintain an acceptable integrity. More than 33% of the input impact energy is dissipated, which demonstrates its excellent impact resistance. As the impact height increases, the flexural cracks and shear cracks observed on the surface of specimens were denser and wider. The recorded time-history of impact force and mid-span displacement confirmed the three stages of relative movement between the hammer and the column. Additionally, the displacements had a notable delay compared to the rapid changes observed in the measured impact load. The deflection of the mid-span did not exceed 5.90mm while the impact load reached peak value. The impact resistance of the specimen can be improved by proper design for stirrup ratios and increasing the axial load. However, the cracking and spalling of the concrete cover at the impact point was obvious with the increasing in stiffness.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-104
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• 2013

본 수치해석 연구는 초음속 항공기에 적용되는 이차원 축소-확대 노즐의 기계적인 피치 편향각 변화에 따른 추력편향노즐의 특성을 이해 하고자 수행 되었다. 수치해석은 Fluent를 이용하여 진행되었으며 해석결과는 동일한 조건에서의 실험결과와 비교검토 하였다. 노즐의 피치 편향각은 $0^{\circ}$와 $20^{\circ}$로 각각 설정하였으며 피치 플랩의 길이를 노즐 출구 높이의 0.5배에서 2.5배까지 설정하여 피치플랩의 길이에 따른 편향효율과 유동특성을 분석하였다. 연구결과 피치플랩의 길이에 따라 피치추력의 변화가 크게 나타났으며, 이러한 피치추력변화는 피치플랩 길이비의 변화에 따라 노즐 내부에서 발생하는 충격파의 상호 간섭현상에 의해 좌우됨을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권2호
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• pp.129-149
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• 2010

The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.499-505
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• 2007

본 연구의 주목적은 고속선 콘크리트 슬래브 궤도시스템에서 레일패드의 피로효과에 따른 영향을 분석하는 데에 있다. 이에 3차원 해석모델 및 실내시험을 통해 도출된 레일패드의 피로효과(경화, 스프링계수 증가)가 고속선 궤도의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도의 적정 탄성력 확보여부를 의미하는 레일패드의 적정스프링계수 산정에 관한 연구의 일환으로 고속철도 콘크리트 슬래브 궤도에 적용된 레일체결시스템에 대한 실내시험을 통한 레일패드의 정적스프링계수를 산정하고 체결시스템에 대한 피로시험을 통해 도출된 피로효과가 고려된 레일패드의 스프링계수 변화를 해석모델에 적용함으로써 향후 고속선 콘크리트 슬래브 궤도운영에서의 열차 주행안정성 확보 및 합리적인 궤도유지관리를 위한 기초데이터를 확보하고자 한다.

• Computers and Concrete
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• 제20권6호
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• pp.663-670
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• 2017

The post-tensioned (PT) flat plate slab system is commonly used in practice, and this simple and fast construction method is also considered to be a very efficient method because it can provide excellent deflection and crack control performance under a service load condition and consequently can be advantageous when applying to long-span structures. However, a detailed design guideline for evaluating the lateral behavior of the PT flat plate slab system is not available in current design codes. Thus, typical design methods used for conventional reinforced concrete (RC) flat plate slab structures have inevitably been adopted in practice for the lateral load design of PT flat plate structures. In the authors' previous studies, the unified equivalent frame method (UEFM) was proposed, which considers the combined effect of gravity and lateral loads for the lateral behavior analysis of RC flat plate slab structures. The aim of this study is to extend the concept of the UEFM to the lateral analysis of PT flat plate slab structures. In addition, the stiffness reduction factors of torsional members on interior and exterior equivalent frames were newly introduced considering the effect of post-tensioning. Test results of various PT flat plate slab-column connection specimens were collected from literature, and compared to the analysis results estimated by the extended UEFM.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.9-15
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• 2011

압축강도 100 MPa, 140 MPa 초고강도 섬유보강 콘크리트 직사각형보와 기하하적 조건 및 PS힘이 동일한 160 MPa RPC 직사각형보의 휨거동 비교를 통하여 압축강도가 낮은 초고강도 섬유보강 콘크리트 구조물의 거동 특성을 파악하였다. 직사각형보에 철근은 배근되지 않았으며 실험변수로는 강섬유, 콘크리트 압축강도, 프리스트레스 도입 방식, PS강재비 등이다. 모멘트-곡률관계와 하중-처짐관계를 통하여 압축응력이 작은 UHPC 직사각형보의 거동 특징을 분석하였다. 초고강도 섬유보강 콘크리트에 대한 간단한 형태의 응력-변형률 관계를 제안하였으며 이를 이용하여 UHPC 직사각형보에 대한 모멘트-곡률관계를 산정하였다. 실험에 의한 모멘트-곡률관계를 비교한 결과 상당히 일치함을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권6호
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• pp.517-525
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• 2018

초고층 RC구조물 건설은 콘크리트 크리프에 대한 반영이 반드시 검토되어야 한다. Fck60~80MPa를 적용하는 국내 초고층 건축물에 대하여 각종 역학적 특성과 양생조건(Dried/Sealed)별 크리프에 대해 검토하였다. Sealed 조건에서의 압축강도 및 탄성계수는 Unsealed 조건에 비해 약 5% 높게 나타났으며, 시간이 지날수록 차이가 크게 나타났다. 크리프 계수의 경우 Unsealed 조건에서 Sealed 조건 대비 2~3배 높게 평가되었고, ACI 209 모델을 보완한 수정 예측 모델의 경우 수직부재(코어월 및 메가칼럼)에서의 장기재령 예측식으로 적용하였다. 향후 실제 부재에서 측정되는 다양한 데이터를 바탕으로 최적 크리프 모델에 대해 보완 및 제안할 예정이다.

• Composites Research
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• 제32권1호
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• pp.45-49
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• 2019

최근 널리 연구되고 있는 대표적인 OOA(out-of-autoclave) 공정의 하나인 수지필름 인퓨전(resin film infusion, RFI) 공정은 우수한 기계적 물성과 수지의 균일한 함침성을 가지면서도 대형 구조물에서의 공정비용을 대폭 저감할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 RFI 탄소섬유 복합재를 2 m 이상급 무인기 구조체에 적용하여 구조적 안전성을 향상시킴과 동시에 경량화를 달성하기 위한 연구를 수행하였다. 재료 인장시험결과 T300급 탄소섬유 복합재료와 비교하였을 시 강도는 46% 높은 결과를 보이며 강성은 유사한 수준임을 확인할 수 있었다. 또한 상기 재료물성을 적용한 탄소섬유 복합재 날개구조의 설계 및 해석 결과, 유리섬유 복합재를 적용한 기존 모델 대비 날개 길이방향 강성이 증가하여 날개 끝단 처짐량은 31% 감소하고 구조 안전계수가 28% 증가함과 동시에 전체 구조의 무게를 10% 이상 경량화 가능함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.369-380
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• 2019

PSC 구조물에 폭발과 같은 극한하중이 짧은 시간 동안 발생하게 되면 급작스러운 파괴와 그로 인한 수많은 인명 및 재산피해를 발생시킨다. 하지만 원전격납구조물, 가스탱크와 같은 PSC 구조물의 경우 방호 및 방재개념이 포함된 구조설계가 적용되지 않은 실정이며, 특히, 구조물 내부에서 발생하는 폭발압력하중은 피해규모가 외부폭발에 비해 훨씬 크기 때문에 내부폭발하중에 대한 검증은 반드시 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 원전격납구조물의 내부폭발에 대한 저항성능을 검토하기 위해 이방향 프리스트레스트 콘크리트 축소모형을 제작하였다. 내부폭발 실험은 22.68, 27.22, 31.75 kg (50, 60, 70 lbs)의 ANFO 폭약을 이용하여 시편으로부터 1,000 mm의 거리에서 폭발시켰으며, 압력하중, 처짐, 변형률, 균열형상, 긴장력 변화 등의 데이터를 분석하였다. 본 연구결과를 이용하여 원전격납구조물의 내부폭발하중 발생 시 손상도 범위 예측이 가능할 것으로 판단된다.