• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.675-684
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• 2020

An innovative retrofit method using pre-stressed steel strips and externally-bonded steel plates was presented in this paper. With the aim of exploring the seismic performance of the retrofitted RC interior joints, four 1/2-scale retrofitted joint specimens together with one control specimen were designed and subjected to constant axial compression and cyclic loading, with the main test parameters being the volume of steel strips and the existence of externally-bonded steel plates. The damage mechanism, force-displacement hysteretic response, force-displacement envelop curve, energy dissipation and displacement ductility ratio were analyzed to investigate the cyclic behavior of the retrofitted joints. The test results indicated that all the test specimens suffered a typical shear failure at the joint core, and the application of externally-bonded steel plates and that of pre-stressed steel strips could effectively increase the lateral capacity and deformability of the deficient RC interior joints, respectively. The best cyclic behavior could be found in the deficient RC interior joint retrofitted using both externally-bonded steel plates and pre-stressed steel strips due to the increased lateral capacity, displacement ductility and energy dissipation. Finally, based on the test results and the softened strut and tie model, a theoretical model for determining the shear capacity of the retrofitted specimens was proposed and validated.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.113-123
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• 2006

콘크리트 부재의 내진설계에 있어 강도와 더불어 변형 능력은 중요한 요소이다. 연결보는 전단 지배 부재임에도 항복 이후 소성 변형을 요구하는 부재인데 본 연구에서는 연결보의 변형 능력에 대한 실험을 통해 변형 모형을 제시하였다. 일반적인 배근 형태를 가진 철근 콘크리트 연결보를 대상으로 단조하중실험을 수행하였다. 경간-깊이비, 휨 철근비, 전단 철근비를 변수로 하여 연결보의 거동을 평가하였다. 전단 지배 부재인 연결보는 아치작용과 트러스 작용으로 전단력에 대해 저항하는데 실험 결과를 통해 전단력을 두 작용의 구분과 항복 강도 발현 이후 소성 변형에 따른 두 작용의 구성비 변화에 대해 분석하였다. 실험결과에 기초한 전단 철근과 휨 철근의 변형률 분포 모형을 이용하여 휨 철근의 응력 상태를 산정하였다. 휨 철근의 부착-미끄러짐에 의해 결정되는 균열폭을 고려하는 연결보의 변형 모형을 제시하였다. 항복 상태는 휨 철근의 항복 시점으로 정의하였고, 극한 상태는 변형 증가에 따른 스트럿의 압축 강도 저하에 의해 결정되었다. 이 변형 모형은 변위기초설계에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권2호
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• pp.89-96
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• 2010

본 연구에서는 섬유의 종류에 따른 고인성 모르타르의 역학 및 내구특성을 비롯한 ECC내화패널의 역학 및 내화특성을 평가한 결과 고장력 PVA섬유를 활용하여 ECC내화패널을 제작하여 역학 및 내화특성을 검토한 결과 국토해양부 관리기준에서의 3시간 내화성능을 확보할 수 있었으며, 폭렬 억제 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한, 역학적 특성 평가결과 일반 고강도 콘크리트 시험체에 비해, 압축강도 및 압축강성이 증가하는 것으로 나타났으며, 연성비도 크게 증가되는 것이 확인되었다. 본 연구 결과 ECC내화패널의 구속효과에 의한 고강도 콘크리트 부재의 역학적 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 변형능력도 크게 향상되는 것으로 나타나, 향후 내화패널의 제조공법 및 현장 조립공법에 대한 지속적인 연구를 통해 기존 PC공법의 단점을 해결할 수 있는 초고층 건축물의 새로운 PC공법으로의 개발이 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.287-295
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• 1998

흙 사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있다. 그러나 절 리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 거동에 지배를 받으므로 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 암반사면의 안정성해석을 위하여 임의방향으로 발달한 두 조의 절리군을 고려할 수 있는 편재절리모델을 사용하여 사면과 절리의 상대적인 방향성이 사면의 안전율에 어떠한 영향을 주는지 살펴보았다. 이를 위하여 이미 개발된 바 있는 비등방 탄소성 모델을 사면안정 해석에 적용할 수 있도록 수정하였으며, 안전율 계산 routine을 상용프로그램인 FLAC인 FISH macro 언어를 사용하여 작성하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 1요소에 대한 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였고, 안전율이 1인 흙사면을 선택하여 서로 수직인 2조의 절리군이 발달한 암반의 안정성 해석을 수행하여 Culmann의 평면파괴해와 비교하였다. 또한 UDEC에 의한 해석을 수행하여 사면파괴양상을 비교하였다. 절리의 간격이 충분히 작을 경우 편재절리모델은 정확한 결과를 나타내어 절리암반사면의 설계 및 안정성 해석에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권1호
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• pp.34-38
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• 2012

Titanium has good deformability, high hardness, high biocompatibility, excellent corrosion resistance and low density. Due to these attractive properties, it has been used in many industrial applications. Dense nanostructured Ti was sintered from mechanically activated Ti and $TiH_2$ powders by high frequency induction heating under pressure of 80 MPa. The advantage of this process is that it allows very quick densification to near theoretical density and inhibition of grain growth. $TiH_2$ powder was decomposed to Ti during sintering. The hardness of Ti increased and the average grain size of Ti decreased with increasing milling time. The average grain sizes of Ti samples sintered from Ti and $TiH_2$ powder milled for 5 hrs were about 26 nm, 44 nm, respectively. The hardness of Ti sintered from Ti and $TiH_2$ powder milled for 5 h was $504kg/mm^2$ and $567kg/mm^2$, respectively.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권1호
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• pp.57-67
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• 2019

Water-induced strength reduction is one of the most critical causes for rock deformation and failure. Understanding the effects of water on the strength, toughness and deformability of rocks are of a great importance in rock fracture mechanics and design of structures in rock. However, only a few studies have been conducted to understand the effects of water on fracture properties such as fracture toughness, crack propagation velocity, consumed energy, and microstructural damage. Thus, in this study, we focused on the understanding of how microscale damages induced by water saturation affect mesoscale mechanical and fracture properties compared with oven dried specimens along three notch orientations-divider, arrester, and short transverse. The mechanical properties of calcite-cemented sandstone were examined using standard uniaxial compressive strength (UCS) and Brazilian tensile strength (BTS) tests. In addition, fracture properties such as fracture toughness, consumed energy and crack propagation velocity were examined with cracked chevron notched Brazilian disk (CCNBD) tests. Digital Image Correlation (DIC), a non-contact optical measurement technique, was used for both strain and crack propagation velocity measurements along the bedding plane orientations. Finally, environmental scanning electron microscope (ESEM) was employed to investigate the microstructural damages produced in calcite-cemented sandstone specimens before and after CCNBD tests. As results, both mechanical and fracture properties reduced significantly when specimens were saturated. The effects of water on fracture properties (fracture toughness and consumed energy) were predominant in divider specimens when compared with arrester and short transverse specimens. Whereas crack propagation velocity was faster in short transverse and slower in arrester, and intermediate in divider specimens. Based on ESEM data, water in the calcite-cemented sandstone induced microstructural damages (microcracks and voids) and increased the strength disparity between cement/matrix and rock forming mineral grains, which in turn reduced the crack propagation resistance of the rock, leading to lower both consumed energy and fracture toughness ($K_{IC}$).

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.347-354
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• 2018

형상기억고분자 복합재료는 가볍고, 변형률이 크며, 좋은 가공성과 비용적인 측면에서의 장점으로 우주환경에서 사용되는 전개형 안테나 재료로의 활용이 검토되고 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브를 보강재로 하여 물성이 향상된 형상기억고분자 복합재료를 제조하고, 이를 사용하여 전개형 안테나를 제작하였다. 탄소나노튜브를 형상기억고분자 기지재 안에 분산시키기 위해 다양한 방법이 사용되었고 물성적인 측면에서 우수한 분산 방법을 탐색하였다. 이렇게 제조된 형상기억고분자 복합재료의 형상기억거동을 평가하였고 형상기억고분자 복합재료 안테나의 전개 거동을 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권2호
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• pp.133-148
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• 2021

The paper presents a simplified force-based seismic design procedure for the preliminary design of steel haunch retrofitting for the seismic upgrade of deficient RC frames. The procedure involved constructing a site-specific seismic design spectrum for the site, which is transformed into seismic base shear coefficient demand, using an applicable response modification factor, that defines base shear force for seismic analysis of the structure. Recent experimental campaign; involving shake table testing of ten (10), and quasi-static cyclic testing of two (02), 1:3 reduced scale RC frame models, carried out for the seismic performance assessment of both deficient and retrofitted structures has provided the basis to calculate retrofit-specific response modification factor Rretrofitted. The haunch retrofitting technique enhanced the structural stiffness, strength, and ductility, hence, increased the structural response modification factor, which is mainly dependent on the applied retrofit scheme. An additional retrofit effectiveness factor (ΩR) is proposed for the deficient structure's response modification factor Rdeficient, representing the retrofit effectiveness (ΩR=Rretrofitted /Rdeficient), to calculate components' moment and shear demands for the retrofitted structure. The experimental campaign revealed that regardless of the deficient structures' characteristics, the ΩR factor remains fairly the unchanged, which is encouraging to generalize the design procedure. Haunch configuration is finalized that avoid brittle hinging of beam-column joints and ensure ductile beam yielding. Example case study for the seismic retrofit designs of RC frames are presented, which were validated through equivalent lateral load analysis using elastic model and response history analysis of finite-element based inelastic model, showing reasonable performance of the proposed design procedure. The proposed design has the advantage to provide a seismic zone-specific design solution, and also, to suggest if any additional measure is required to enhance the strength/deformability of beams and columns.

• Computers and Concrete
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• 제26권6호
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• pp.483-495
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• 2020

Dams are vital infrastructures that are expected to maintain their stability during seismic excitations. Accordingly, cemented material dams are an emerging type, which are being increasingly used around the world owing to benefiting from advantages of both earth-fill and concrete gravity dams, which should be designed safely when subjected to strong ground motion. In the present paper, the seismic performance of a cemented sand and gravel (CSG) dam is assessed using incremental dynamic analysis (IDA) method by accounting for two failure modes of tension cracking and base joint sliding considering the dam-reservoir-foundation interactions. To take the seismic uncertainties into account, the dam is analyzed under a suite of ground motion records and then, the effect of friction angle for base sliding as well as deformability of the foundation are investigated on the response of dam. To carry out the analyses, the Cindere dam in Turkey is selected as a case study, and various limit states corresponding to seismic performance levels of the dam are determined aiming to estimate the seismic fragilities. Based on the results, sliding of the Cindere dam could be serious under the maximum credible earthquake (MCE). Besides, dam faces are mostly to be cracked under such level of intensity. Moreover, the results indicate that as friction angle increases, probability of sliding between dam and foundation is reduced whereas, increases tensile cracking. Lastly, it is observed that foundation stiffening increases the probability of dam sliding but, reduces the tensile damage in the dam body.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.66-73
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• 2022

본 연구에서는 록킹 거동을 하는 강재댐퍼에 대한 기존 연구결과를 근간으로 스트럿 높이가 동일하고 단면적이 유사한 댐퍼 7개의 실험결과를 비교하였다. 강판댐퍼로 Ldpd(횡변형 방지 상세) 없는 SI-260, SV-260, SS-260, Ldpd 있는 I-1, V-1, S-1 및 강봉댐퍼인 R20-260을 평가하였다. 또한 단면적이 0.56배인 R15-260도 같이 평가하여, 강봉댐퍼 거동 성능을 적절히 평가하고자 하였다. 중요한 연구결과는 강판댐퍼의 일방향성을 개선한 강봉댐퍼 적용의 우수성이며, 이는 모멘트 저항 능력 및 변위비 평가에서도 확인할 수 있었다. 평가결과, 강봉댐퍼인 R20-260의 성능이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 또한 변위비 2.0까지 변형 능력을 나타내어, 충분한 내진성능을 보유한 것으로 판단된다.