• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권6호
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• pp.675-687
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• 2019

As the bridges are an integral part of the transportation network, their function as one of the most important vital arteries during an earthquake is fundamental. In a design point of view, the bridges piers, and in particular the wall piers, are considered as effective structural elements in the seismic response of bridge structures due to their cantilever performance. Owing to reduced seismic load during design procedure, the response of these structural components should be ductile. This ductile behavior has a direct and decisive correlation to the development of plastic hinge region at the base of the wall pier. Several international seismic design codes and guidelines have suggested special detailing to assure ductile response in this region. In this paper, the parameters which affect the length of plastic hinge region in the reinforced concrete bridge with wall piers were examined and the sensitivity of these parameters was evaluated on the length of the plastic hinge region. Sensitivity analysis was accomplished by independently variable parameters with one standard deviation away from their means. For this aim, the Monte Carlo simulation, tornado diagram analysis, and first order second moment method were used to determine the uncertainties associated with analysis parameters. The results showed that, among the considered design variables, the aspect ratio of the pier wall (length to width ratio) and axial load level were the most important design parameters in the plastic hinge region, while the yield strength of transverse reinforcements had the least effect on determining the length of this region.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권3호
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• pp.371-390
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• 2020

One of the most common strategies for retrofitting as-built reinforced concrete (RC) columns is to enlarge the existing section through the application of a new concrete layer reinforced by both steel transverse and longitudinal reinforcements. The present study was dedicated to developing a comprehensive model to predict the seismic behavior of as-built RC jacketed columns. For this purpose, a new sectional model was developed to perform moment-curvature analysis coupled by the plastic hinge method. In this analysis-oriented model, new methodologies were suggested to address the impacts of axial, flexural and shear mechanisms, variable confining pressure, eccentric loading, longitudinal bar buckling, and varying axial load. To consider the effective interaction between core and jacket, the monolithic factor approach was adopted to extent the response of the monolithic columns to that of a respective RC jacket strengthened column. Next, parametric studies were implemented to examine the effectiveness of the main parameters of the RC jacket strategy in retrofitting as-built RC columns. Ultimately, the reliability of the developed analytical model was validated against a series of experimental results of as-built and retrofitted RC columns.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.681-693
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• 2007

본 연구에서는 연속거더교량에 적용되고 있는 가설공법을 이중합성 박스거더교에 적용하여 발생 단면력을 검토하고, 적용성 측면에서 개선사항을 도출하고자 하였다. 하부콘크리트의 타설높이 및 타설범위는 각각 이중합성단면에 대한 소성모멘트 및 부모멘트영역에 의하여 결정되었다. 검토 가설공법은 일반적인 가설조건을 고려하여 크레인 가설공법, 켄틸레버 가설공법, 압출가설공법 등을 대상으로 하였으며, 이중합성 박스거더 가설 전의 하부콘크리트 타설유무에 따라 두가지의 경우로 구분하여 각각 시공중에 발생하는 단면력을 검토하였다. 또한, 압출가설공법 적용시의 단면력 저감방안으로 압출노즈에 의한 가설방안을 검토하였으며, 가설거더에 대한 압출노즈의 길이비, 단위중량비, 휨강성비 등의 변화에 따른 단면력의 저감정도를 검토하였다. 압출노즈에 의한 가설공법은 이중합성 박스거더교량에도 유효하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.517-524
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• 2010

본 논문에서는 비선형 동적해석방법을 이용하여 점성감쇠기가 설치된 철골조 건물의 연쇄붕괴 저항성능을 평가하였다. 감쇠기가 설치된 2경간 보-기둥 부분골조를 이용하여 주기 및 항복강도의 변화에 따른 감쇠력의 효과를 검토하였다. 해석 결과에 따르면 감쇠비가 증가할수록 기둥이 제거된 지점의 수직변위가 감소하는 것으로 나타났으며, 탄성시스템 뿐만 아니라 비탄성시스템에서도 효과가 있는 것으로 나타났다. 감쇠기가 설치된 15층 3경간 철골 모멘트골조의 비탄성해석을 통하여 감쇠기의 효과를 검증한 결과, 기둥이 제거될 경우 처짐이 작게 발생하는 6m 경간 모델보다 처짐이 크게 발생하는 9m경간 모델의 경우에 감쇠기의 효과가 더욱 크게 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.339-347
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• 2006

2거더 철도교량의 사용성, 특히 부모멘트 영역의 휨강성을 증대시키기 위해서 이중합성단면이 제안되었다. 이 논문에서는 제안된 이중합성구조를 갖는 5m-5m의 연속 2거더 교량 모델에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 교량 모델에 대한 실험적 연구를 통해서 유효폭,전단연결부, 이중합성단면의 극한강도에 대한 설계 고려사항을 연구하였다. 하부 콘크리트 바다판의 전단열결부는 완전합성 거동을 나타내어 제안된 경험식의 타당성을 검증하였다. 이중합성단면의 휨거동을 통해서 하부 콘크리트 슬래브의 유효폭은 압축을 받는 콘크리트 슬래브의 유효폭으로 계산될 수 있다. 교량모델의 극한 휨 강도 평가에서 이중합성단면의 완전소성해석이 타당함을 밝혔다. 실험결 과에 근거한 설계사항들이 제안되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.465-479
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• 2021

One of the important causes of building and infrastructure failure, such as bridges on pile foundations, is the placement of the piles in liquefiable soil that can become unstable under seismic loads. Therefore, the overarching aim of this study is to investigate the seismic behavior of a soil-pile system in liquefiable soil using three-dimensional numerical FEM analysis, including soil-pile interaction. Effective parameters on concrete pile response, involving the pile diameter, pile length, soil type, and base acceleration, were considered in the framework of finite element non-linear dynamic analysis. The constitutive model of soil was considered as elasto-plastic kinematic-isotropic hardening. First, the finite element model was verified by comparing the variations on the pile response with the measured data from the centrifuge tests, and there was a strong agreement between the numerical and experimental results. Totally 64 non-linear time-history analyses were conducted, and the responses were investigated in terms of the lateral displacement of the pile, the effect of the base acceleration in the pile behavior, the bending moment distribution in the pile body, and the pore pressure. The numerical analysis results demonstrated that the relationship between the pile lateral displacement and the maximum base acceleration is non-linear. Furthermore, increasing the pile diameter results in an increase in the passive pressure of the soil. Also, piles with small and big diameters are subjected to yielding under bending and shear states, respectively. It is concluded that an effective stress-based ground response analysis should be conducted when there is a liquefaction condition in order to determine the maximum bending moment and shear force generated within the pile.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권4호
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• pp.450-459
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• 2010

The present paper investigates the collapse pressure of cylinders with intermediate thickness subjected to external pressure based on detailed elastic-plastic finite element (FE) analyses. The effect of the initial ovality of the tube on the collapse pressure was explicitly considered in the FE analyses. Based on the present FE results, the analytical yield locus, considering the interaction between the plastic collapse and local instability due to initial ovality, was also proposed. The collapse pressure values based on the proposed yield locus agree well with the present FE results; thus, the validity of the proposed yield locus for the thickness range of interest was verified. Moreover, the partial safety factor concept based on the structural reliability theory was also applied to the proposed collapse pressure estimation model, and, thus, the priority of importance of respective parameter constituting for the collapse of cylinders under external pressure was estimated in this study. From the application of the partial safety factor concept, the yield strength was concluded to be the most sensitive, and the initial ovality of tube was not so effective in the proposed collapse pressure estimation model. The present deterministic and probabilistic results are expected to be utilized in the design and maintenance of cylinders subjected to external pressure with initial ovality, such as the once-through type steam generator.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3C호
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• pp.149-158
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• 2010

본 연구에서는 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하였다. 이를 위하여 실제 시공된 현장타설말뚝에 대한 말뚝재료의 균열 휨모멘트 및 균열 수평하중을 산정하였고, 국내 외에서 적용하고 있는 대표적인 수평변위 기준과의 비교분석을 수행하였다. 또한 구조적 특성을 파악하기 위하여 설계자료를 토대로 재료 및 지반조건을 반영한 현장타설말뚝의 거동을 예측하여 변단면 설계의 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 재료의 항복거동과 P-${\Delta}$ 효과 고려시, 이를 고려하지 않는 경우와 비교하여 최대 모멘트가 지표면 부근에서 발생하여 소성힌지 위치에 영향을 주는 것을 나타났으며, 말뚝의 재료파괴는 주로 기둥부의 단면적이 작은 말뚝-기둥 접합부에서 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한 주로 말뚝이 수평변위 기준에 도달하기 전에 재료의 파괴가 먼저 발생하기 때문에 말뚝의 항복효과를 고려해야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과, 변단면 단일 현장타설말뚝의 설계 시 불확실성을 고려하여 지지력을 과소평가하고 있는 것으로 나타났으며, 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 해석기법을 통하여 거동특성을 정확히 예측한다면 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.457-468
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• 2006

얇은 웨브강판을 사용한 전단지배 강판벽의 최대 에너지소산능력 및 연성능력을 연 구하기 위한 실험 연구를 실시하였다. 이를위해서 얇은 강판을 사용한 3층 골조 강판벽 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수는 강판의 형상비와 기둥 단면의 전단강도이며, 골조 강판벽 시스템의 상대적 비교를 위해 중심가새골조 및 모멘트저항골조와의 비교실험을 실시하였다. 골조 강판벽 실험체는 중심가새골조와 모멘트저항골조 실험체에 비하여 매우 우수한 연성도와 에너지소산능력을 나타냈다. 따라서 전단지배형 골조강판벽은 큰 강도, 강성 및 변형능력을 동시에 달성할 수 있는 이상적인 내진구조시스템으로 사용할 수 있다. 전단지배 강판벽의 주기거동을 예측하기 위하여, 본 연구의 실험결과와 기존 실험결과를 토대로 강판벽의 에너지소산능력을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.385-393
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• 2006

목구조의 효율적인 이용은 건설산업에 있어 자재생산에 따른 에너지의 대량소비 및 폐기물유발을 감소할 수 있어 친환경적인대응방안으로 주목받고 있다. 이러한 친환경적인 목재의 수요를 증대시키기 위해서는 중 대형 목구조를 필요로 하는데 기존의 단일부재 및 접합부로써 중 대형 목구조를 실현하는 데는 한계가 있다. 그러므로 중 대형 목구조의 가능성을 높이기 위해서는 구조용집성재의 사용 및 다른 재료를 병합한 효율적인 접합방법이 필요로 하게 된다. 본 연구는 중 대형 목구조용 2방향 라멘접합부 개발을 목표로 하여 H형강과 구조용집성재를 사용한 플랜지의 두께(None, 6mm, 9mm, 12mm)이며, 접합부의 휨 실험을 통해 강성, 강도, 구조용집성재의 응력분포, H형강 플랜지의 변형도 및 파괴형상을 파악하였다. 실험결과, H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mmm인 실험체는 높은 강도와 우수한 변형능력을 발휘하였다. 또한 H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mm인 실험체의 이력거동은 매우 크고 매우 높은 에너지 흡수능력을 가지고 있었다.