• Steel and Composite Structures
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• 제35권4호
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• pp.475-494
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• 2020

Presented are experimental results from 24 full-scale push test specimens to study the behaviour of composite beams with trapezoidal profiled sheeting laid transverse to the beam axis. The tests use a single-sided horizontal push test setup and are divided into two series. First series contained shear loading only and the second had normal load besides shear load. Four parameters are studied: the effect of wire mesh position and number of its layers, placing a reinforcing bar at the bottom flange of the deck, normal load and its position, and shear stud layout. The results indicate that positioning mesh on top of the deck flange or 30 mm from top of the concrete slab does not affect the stud's strength and ductility. Thus, existing industry practice of locating the mesh at a nominal cover from top of the concrete slab and Eurocode 4 requirement of placing mesh 30 mm below the stud's head are both acceptable. Double mesh layer resulted in 17% increase in stud strength for push tests with single stud per rib. Placing a T16 bar at the bottom of the deck rib did not affect shear stud behaviour. The normal load resulted in 40% and 23% increase in stud strength for single and double studs per rib. Use of studs only in the middle three ribs out of five increased the strength by 23% compared to the layout with studs in first four ribs. Eurocode 4 and Johnson and Yuan equations predicted well the stud strength for single stud/rib tests without normal load, with estimations within 10% of the characteristic experimental load. These equations highly under-estimated the stud capacity, by about 40-50%, for tests with normal load. AISC 360-16 generally over-estimated the stud capacity, except for single stud/rib push tests with normal load. Nellinger equations precisely predicted the stud resistance for push tests with normal load, with ratio of experimental over predicted load as 0.99 and coefficient of variation of about 8%. But, Nellinger method over-estimated the stud capacity by about 20% in push tests with single studs without normal load.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권6호
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• pp.615-636
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• 2000

Some elevated water tanks have failed due to torsional vibrations in past earthquakes. The overall axisymmetric structural geometry and mass distribution of such structures may leave only a small accidental eccentricity between centre of stiffness and centre of mass. Such a small accidental eccentricity is not expected to cause a torsional failure. This paper studies the possibility of amplified torsional behaviour of elevated water tanks due to such small accidental eccentricity in the elastic as well as inelastic range; using two simple idealized systems with two coupled lateral-torsional degrees of freedom. The systems are capable of retaining the characteristics of two extreme categories of water tanks namely, a) tanks on staging with less number of columns and panels and b) tanks on staging with large number of columns and panels. The study shows that the presence of a small eccentricity may lead to large displacement of the staging edge in the elastic range, if the torsional-to-lateral time period ratio $({\tau})$ of the elevated tanks lies within a critical range of 0.7< ${\tau}$ <1.25. Inelastic behaviour study reveals that such excessive displacement in some of the reinforced concrete staging elements may cause unsymmetric yielding. This may lead to progressive strength deterioration through successive yielding in same elements under cyclic loading during earthquakes. Such localized strength drop progressively develop large strength eccentricity resulting in large localized inelastic displacement and ductility demand, leading to failure. So, elevated water tanks should have ${\tau}$ outside the said critical range to avoid amplified torsional response. The tanks supported on staging with less number of columns and panels are found to have greater torsional vulnerability. Tanks located near faults seem to have torsional vulnerability for large ${\tau}$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제22권5호
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• pp.541-562
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• 2006

This paper compares the performance of axially loaded concrete filled steel tube (CFST) columns cast using a conventionally vibrated normal concrete (NC) and a novel self-consolidating concrete (SCC) made with a new viscosity modifying admixture (VMA). A total of sixteen columns with a standard compressive strength of about 50 MPa for both SCC and NC were tested by applying concentric axial load through the concrete core. Columns were fabricated without and with longitudinal and hoop reinforcement (Series I and Series II, respectively) in addition to the tube confinement. The slenderness of the columns expressed as height to diameter ratio (H/D) ranged between 4.8 and 9.5 for Series CI and between 3.1 and 6.5 for Series CII. The strength and ductility of SCC columns were found comparable to those of their NC counterparts as the maximum strength enhancement in NC columns ranged between 1.1% and 7.5% only. No significant difference in strain development was found due to the presence of SCC or NC or due to the presence of longitudinal and hoop reinforcement. Biaxial stress development in the steel tube as per von Mises yield criterion showed similar characteristics for both SCC and NC columns. The confined strength ($f^{\prime}_{cc}$) of SCC was found to be lower than that of NC and $f^{\prime}_{cc}$ also decreased with the increase of slenderness of the columns. Analytical models for the prediction of confined concrete strength and axial strength of CFST columns were developed and their performance was validated through test results. The proposed models were found to predict the axial strength of CFST columns better than existing models and Code based design procedures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.417-425
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• 2000

본 연구에서는 이산성 연속형 최적성규준방법(DCOC)을 이용하여 직사각형 단면을 갖는 철근콘크리트 연속보의 최적설계 알고리즘을 유도하였고, 최적설계 프로그램을 개발하였다. 목적함수로서 건설경비는 콘크리트 경비, 철근 경비 그리고 거푸집 경비를 포함하였으며 이를 최소화하였다. 설계제약조건으로는 시방서상의 최대처짐제약, 휨 및 전단강도제약, 연성제약 그리고 설계변수에 대한 상·하한 제약을 고려하였다. 쿤-터커 필요조건을 이용하여 최적성 규준을 설계변수의 항으로 명시적으로 유도하였으며, 이때 설계변수로는 보의 유효깊이와 철근비를 취하였다. 구조물 자중의 영향을 실제 시스템의 평형방정식에서 고려하였다. 설계변수들의 개선을 위한 반복과정과 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 수치예를 들어 개발된 기법의 적용성과 효율성을 보였다.

• 소성∙가공
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• 제24권1호
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• pp.37-43
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• 2015

The purpose of the current study is to improve the clinching joint strength of aluminum and fiber metal laminates (FMLs) comprised of three layers. The joining of FML and Al 5052 by a conventional clinching joint has some disadvantages such as necking of the upper sheet, lack of interlocking, defects caused by the vertical load, and especially loss of strength of the composite material due to the low ductility. In the current study, a tapered-hole clinching method is proposed as an alternative for the joining of Al 5052 and FMLs. A hole with a tapered shape is formed before the joining process. The design parameters were evaluated using the Taguchi method for the geometry of the tapered hole in order to determine the maximum separation load. The diameter of the punch corner, clearance, punch stroke and the tapered length were used as the main variables in the Taguchi method. In conclusion, the contribution ratio for each of the fours variable examined was 35.07%, 22.44%, 21.32% and 14.11%, respectively. In addition, the appropriate combination of the design parameters can make a 5% improvement in the vertical direction joint strength.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.578-588
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• 2002

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 지진에 연성적으로 거동하도록 설계되며, 이러한 연성적인 거동을 위하여 구조부재는 주의 깊게 상세 설계되어진다. 모멘트 연성골조 구조물의 경우 기둥의 소성힌지 구역에서 횡보강근의 상세는 중요한 고려사항이다. 수 년 동안 강도와 연성을 항상시키기 위한 횡보강근의 상세에 대한 인구가 많은 연구자들에 의해 진행되어 왔고, 그 결과 횡보강근에 의한 코아 콘크리트의 적절한 구속과 주근의 횡방향 지지는 기둥의 연성을 가장 효과적으로 증진시키는 것으로 증명되었다. 횡보강근에 의해 구속된 콘크리트의 강도와 연성증진을 고려한 응력-변형률 특성에 대한 연구는 지난 30년 동안 급속하게 이루어졌다. 그러나 현재까지도 구속된 고강도 콘크리트의 특성을 정확하게 예측할 수 있는 모델은 거의 없으며, 이에 대한 자료도 부족한 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 강도, 횡보강근의 체적비, 횡보강근의 배근형태 및 간격, 주근의 배열을 주요변수로 하여 고 강도 콘크리트를 사용한 Large-Scale의 기둥을 대상으로 구조실험을 수행하였다. 연구결과 기존 모델의 일부는 최대 응력을 과대평가, 최대 응력에서의 변형률을 과소평가하는 것으로 나타났으며, 대부분의 모델이 응력-변형률 곡선의 하강부분을 합리적으로 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 따라서 구속된 고 강도 콘크리트의 거동을 정확히 예측하여 설계에 반영될 수 있는 합리적이면서 실용적인 모델의 개발이 요구된다 하겠다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.315-325
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• 1997

본 논문에서는 이산성 연속형 최적성규준방법을 이용하여 다지간 부분프리스트레스트 콘크리트보의 최적설계 알고리즘을 유도하였고, 최적설계프로그램을 개발하였다. 목적함수로서 건설 경비는 콘크리트 경비, 긴장재 경비, 철근 경비, 그리고 거푸집 경비를 포함하였으며 이를 최소화하였다. 설계제약조건으로는 시방서상의 최대처짐제약, 휨 및 전단강도제약, 연성제약 그리고 설계변수에 대한 상.하한계제약을 고려하였다. Kuhn-Tucker 필요조건을 이용하여 최적성규준을 설계변수의 항으로 명시적으로 유도하였으며, 이때 설계변수로는 보의 유효깊이, 긴장재의 편심거리 그리고 철근비를 취하였다. 긴장재의 형상은 포물선함수로 고려하였으며, 구조물 자중의 영향은 긴장력에 의한 이차효과와 마찬가지로 실제시스템의 평형방정식에서 고려하였다. 설계변수들의 개선을 위한 반복과정과 컴퓨터프로그램을 개발하였으며, 수치예를 들어 개발된 기법의 응용성 그리고 효율성을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.321-328
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• 2001

본 연구는 인장력을 받는 스터드 볼트 접합부에서 주근과 전단보강근이 스터드 볼트의 인장거동에 미치는 영향을 내력과 변형 면에서 검토한 것이다. 주근과 전단보강근이 스터드 볼트 접합부에 미치는 영향을 검토하기 위하여 8개의 실험체를 제작하여 연구하였다. 실험은 주근과 전단보강근량의 각기 다른 5개의 실험체와 접합상세 개발을 위한 3개의 실험체로 구성되었다. 실험결과를 통해서 주근은 스터드 볼트 접합부의 인장내력 상승에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 전단보강근의 증가는 최대 내력이후 급격한 취성파괴방지에 효과가 있음을 보여주었다. C형(폐쇄형, 개방형)보강근, U형 보강근을 사용한 접합부는 스터드 볼트 전합부의 연성거동에 효과가 있음을 보여주었다. 기존실험결과 분석으로부터 CCD식에 의해 인장을 받는 접합부를 설계시, 강도감소계수를 0.75 ø로 사용할 것을 제시한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.455-464
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• 2017

I형 강거더의 압축부에 SUPER(Sustainable Ultra performing, Pioneering, Economic, Remarkable) Concrete가 합성된 거더의 휨거동 특성을 평가하기 위해 정적재하시험을 수행하였다. 실험체는 총길이 25m, 형고 786mm이고 압축부 콘크리트(이하 케이싱) 강도는 80MPa이며 4점 재하로 하중 2,010kN까지 가력하여 휨거동을 분석하였다. 실험 결과 사용 하중의 2.7배에서 인장 플랜지가 항복하였고 연성비는 1.481였다. 실험 종료까지 케이싱 균열은 확인되지 않았으며 단면 간 상대변위량은 미미한 수준임을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권2호
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• pp.195-202
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• 2012

이 논문은 KBC2009에서 규정하고 있는 RC 특수전단벽과 시공성 개선을 목적으로 제안된 경계요소 내 완화된 배근상세를 갖는 특수전단벽과의 비교 실험결과를 제시하고 있다. 연구목적에 따라 22층 벽식구조 아파트로부터 모델링된 최하층 벽체가 2/3크기로 축소되어 2개의 실험체가 제작되었으며, 일정축력 하에서 반복가력 실험이 실시되었다. 실험결과, 완화된 배근상세를 따르는 특수전단벽체은 KBC2009의 배근상세를 따르는 특수전단벽체와 등가점성 감쇠비를 통해 계산된 에너지소산능력 및 연성도에서는 약간의 차이를 보이고 있으나, 하중-변위 측면에서는 매우 유사한 능력을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 현행 설계기준에서 제시하고 있는 1.5% 수준의 층간횡변위비 조건을 충분히 만족하고 있음을 확인하였다.