• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.185-193
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• 1995

The softening behaviors of concrete have been the object of numerous experimental and numerical studies, because the load carrying capacity of cracked concrete structure is not zero. Numerical studies are devoted to the investigation of three-dimensional softening behaviors of concrete on the basis of a viscoplastic theory, which may be able to represent the effects of plasticity and also of rheology. In order to properly describe material behaviors corresponding to different stress levels, two surfaces in stress space are adopted; one is a yield surface, and the other is a failure or bounding surface. When a stress path reaches the failure surface, it is considered that the softening behaviors are initiated as micro-cracks coalesce and are simulated by assuming that the actual strain increments in the post-peak region are less than the equivalent viscoplastic strain increment. The experimental studies and the finite element analyses have been carried out under the displacement control. Numerically simulated results indicate that the model is able to predict the essential characteristics of concrete behaviors such as the non-linearity, stiffness degradation, different behaviors in tension and compression, and specially dilatation under uniaxial compression.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.97-118
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• 2019

Based on Nonlinear Finite Element Analysis (NFEA), this paper focuses on the bi-axial ultimate strength of typical bottom structures under corrosion. On one hand, uniform and not simultaneous corrosion across different structures is introduced, and surrogate models by Gaussian Process (GP) are built for both longitudinal and transverse cases individually, and corresponding probabilistic characteristics are investigated; meanwhile, corrosion effects on interaction between bi-axial stresses at ultimate state are studied. On the other hand, non-uniform localized pitting corrosion of normally distributed circular shapes is introduced, and different pitting corrosion densities are considered; structural bi-axial ultimate strengths under pitting corrosion are studied, and the results are compared with that from equivalent uniform corrosion; the probabilistic characteristics of structural ultimate strength in life cycle are studied; finally, the ultimate strength under randomly distributed pitting corrosion is compared with results from normally distributed pitting and uniform corrosion under various boundary conditions.

• Computers and Concrete
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• 제30권4호
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• pp.257-267
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• 2022

Two different types of rubber aggregates (40 mesh rubber powder and 1-4 mm rubber particles respectively) were devised to substitute fine aggregates at 10%, 15%, 20% and 30% by volume in self-compacting concrete to investigate their basic mechanical properties. The results show that with the increase of rubber content, the reduction of compressive strength, splitting tensile strength and static modulus of elasticity gradually increase, and energy dissipation performance gradually increase. The rubber addition significantly reduces brittleness and decelerates damaged process. Whilst, the effect of rubber particles is greater when they are finer. Considering the mechanical properties, the optimal rubber content is 10%. It is recommended that the rubber volume content in rubberized concrete (RC) should not be higher than 20%. In addition, a constitutive model under uniaxial compression was proposed basing on the strain equivalent principle of Lemaitre and the damage theory, which was in good agreement with the test curves.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.1-10
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• 2022

이 연구에서는 강재 스프링을 감쇠 장치로써 사용 가능성을 평가하기 위해서, 강재 스프링의 인장 및 반복하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 강재의 종류(SAE9254 및 SS275), 스프링상수(700 N/mm, 1,000 N/mm 및 1,400 N/mm) 및 SAE9254의 열처리 유·무이다. 인장 실험 결과, SAE9254로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 1.08 ~ 1.13이며, SS275로 제작된 강재 스프링의 설계 스프링상수와 측정 스프링상수의 비는 0.86 ~ 0.97로 측정되었다. 항복 이후 열처리 유·무에 따른 SAE9254로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 약 240 ~ 251 kN/mm 및 92 N/mm 이었으며, SS275로 제작된 스프링의 하중-변위 관계 기울기는 거의 0이었다. 반복하중 실험 결과에서 모든 실험체는 KDS 41 17 00 (2019)에서 요구하는 변위 의존형 감쇠 장치의 적합 조건인 변위 원점에서의 하중 조건, 최대변위에서 하중 조건 그리고 에너지 소산 능력 조건을 모두 만족하였다. 그리고 열처리 안 된 SAE9254 및 SS275로 제작된 강재 스프링의 등가 감쇠비는 열처리 된 SAE9254로 제작된 스프링에 비해 각각 약 2.8배 및 1.9배 높은 수준이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-87
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• 1991

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 탄성, 비탄성, 극한영역등 모든 응력상태에 대한 재료적(材料的), 기하학적(幾何學的) 비선형(非線形) 해석(解析)을 위해서 유한요소법에 의한 수치해법(數値解法)을 개발하였다. 유한요소로서는 면회전단변형을 고려하여 Degeneration 방법에 의해 유도된 8절점 Serendipity 등매개변수 요소를 사용하였으며, 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법(層狀化技法)을 도입하였다. 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며, 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용했으며, 철근에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근량으로 모델화하였다. 차후 논문( )의 수치예제를 통하여 본 논문의 해석방법이 기하학적(幾何學的), 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)을 고려한 임의형상의 철근콘크리트 쉘구조의 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.181-188
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• 1993

본 논문에서는 철근콘크리트 쉘 구조물의 크리프와 건조수축에 의한 시간의존성 효과를 포함하여 해석할 수 있는 기법을 개발하였다. Degenerate 쉘 요소를 해석에 사용하였으며 층 분할 기법을 이용하였다. 콘크리트의 압축 거동 모델은 탄-소성 모델 혹은 변형율 경화 모델을 사용할 수 있도록 하였고, 인장 영역에서는 균열 발생시 까지 선형 탄성으로 가정하였다. 철근은 등가의 두께를 가지는 철근 층으로 근사되었으며 각 철근 층은 철근의 배치 방향으로만 저항하는 일축거동을 하며 응력-변형율 곡선을 두 개의 직선으로 이상화 하였다. 비선형 해석을 위해 하중 증분 기법과 반복계산 기법을 사용하였으며 시간 의존성 효과를 고려하기 위해 시간영역을 같은 간격이 아닐 수도 있는 여러 개의 구간으로 나누어 해석하였다. 몇 개의 계산 예를 제시하고 다른 연구자들의 결과와 비교하여 본 연구의 타당성을 검토하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권1호
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• pp.65-76
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• 1996

콘크리트의 미세공극 혹은 미세균열의 발생과 성장은 콘크리트의 점차적인 물성 저하를 야기한다. 이와같은 손상은 이방성을 가지며 소성과 함께 콘크리트의 비선형거동을 일으키는 주요원인이 된다. 본 논문은 콘크리트의 탄소성 변형 및 손상을 고려하여 콘크리트의 이방성 손상거동을 해석할 수 있는 콘크리트 연속체 손상모델의 개발에 관한 연구이다. 등가 탄성 에너지원리를 이용하여 이방 손상텐서로 표현된 유효탄성텐서를 구하고, 이를 포함하고 있는 열역학 법칙의 자유에너지함수와 소산포텐셜로부터 손상의 전개법칙을 유도한 후, 손상에너지해방률의 함수로 표현한 손상면을 적용하므로써 콘크리트의 이상성손상을 효율적으로 해석 할 수 있는 구성방정식을 유도하였다. 또한 이방성 손상모델에 콘크리트의 소성모델을 도입시켜 탄소성 변형 및 손상을 함께 고려할 수 있는 콘크리트의 연속체 손상모델을 개발하였다. 개발된 손상모델을 유한요소해석 프로그램에 적용하여 1축 및 2축의 여러 조합응력을 받는 콘크리트 모형을 유한요소해석하였으며, 실험결과 또는 타 모델과의 비교로부터 손상모델의 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.223-234
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• 1996

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동, 즉 탄성, 비탄성, 극한영역에 이르기까지의 모든 하중이력에 대한 응력-변형도 관계와 균열의 진행 및 철근 및 텐던과 콘트리트의 응력과 변형도 등을 정확히 해석할 수 잇는 해석법의 제시를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 재료적 및 기하학적 비선형성을 고려하였다. 기하학적 비선형성은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근 및 텐던모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며, 철근 및 텐던에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근 및 텐던층으로 모델화하였다. 본 논문에서 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 몇 개의 실험치를 해석치와 비교.검토한 결과, 본 논문의 해석방법에 의하면 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동을 보다 정확하게 예측할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.185-190
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• 2019

본 연구에서는 단순지지 경계조건을 갖는 적층 복합재료 사다리꼴 주름판에 대한 탄성 좌굴특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 좌굴 해석에서는 한 방향 하중, 두 방향 하중 및 전단하중 등 3가지 유형의 내평면 하중조건이 고려되었다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 전반적인 좌굴 거동을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 이전 연구에서 유도한 주름판에 대한 등가 굽힘강성계수식을 본 해석에 적용하였다. 제안된 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 바탕으로 한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 임계 좌굴하중 및 좌굴형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치 예가 제시되었다.

• Wind and Structures
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• 제32권1호
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• pp.55-69
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• 2021

Ultrapure ferritic stainless steel provides a new generation of long-span metal roof systems with continuous welding technology, which exhibits many unknown behaviors during wind excitation. This study focuses on the wind-resistant capacity of a new continuous welding stainless steel roof (CWSSR) system. Full-scale testing on the welding joints and the CWSSR system is performed under uniaxial tension and static ultimate wind uplift loadings, respectively. A finite element model is developed with mesh refinement optimization and is further validated with the testing results, which provides a reliable way of investigating the parameter effect on the wind-induced structural responses, namely, the width and thickness of the roof sheeting and welding height. Research results show that the CWSSR system has predominant wind-resistant performance and can bear an ultimate wind uplift loading of 10.4 kPa without observable failures. The welding joints achieve equivalent mechanical behaviors as those of base material is produced with the current of 65 A. Independent structural responses can be found for the roof sheeting of the CWSSR system, and the maximum displacement appears at the middle of the roof sheeting, while the maximum stress appears at the connection supports between the roof sheeting with a significant stress concentration effect. The responses of the CWSSR system are greatly influenced by the width and thickness of the roof sheeting but are less influenced by the welding height.