• Smart Structures and Systems
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• 제26권1호
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• pp.11-21
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• 2020

The hinge joint is the key to the overall cooperative working performance of the assembled beam bridge, and it is also the weakest part during the service period. This paper proposes a method for monitoring and evaluating the lateral cooperative working performance of fabricated beam bridges based on dynamic strain correlation coefficient indicator. This method is suitable for monitoring and evaluation of hinge joints status between prefabricated girders and overall cooperative working performance of bridge, without interruption of traffic and easy implementation. The remote cloud monitoring and diagnosis system was designed and implemented on a real assembled beam bridge. The algorithms of data preprocessing, online indicator extraction and status diagnosis were given, and the corresponding software platform and scientific computing environment for cloud operation were developed. Through the analysis of real bridge monitoring data, the effectiveness and accuracy of the method are proved and it can be used in the health monitoring system of such bridges.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.814-821
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• 2006

A structural coupling method is developed for the dynamic analysis of a nonlinear structure with concentrated nonlinear hinge joints or sliding lines. The component mode synthesis method is extended to couple substructures and the nonlinear models. In order to verify the improved coupling method, a numerical plate model consisting of two substructures and torsional springs, is synthesized by using the proposed method and its modal parameters are compare with analysis data. Then the coupling method is applied to a three-substructure-model with the nonlinearity of sliding lines between the substructures. The coupled structural model is verified from its dynamic analysis. The analysis results show that the improved coupling method is adequate for the structural nonlinear analyses with the nonlinear hinge and sliding mode condition.

• 한국안전학회지
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• 제34권1호
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• pp.53-61
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• 2019

This study performs reliability analysis of three-dimensional temporary shoring structures with three different models. The first model represents a field model which does not have diagonal bracing members. The installation of bracing members is often neglected in the field for convenience. The second model corresponds to a design model which has the bracing members with the hinge connection of horizontal and bracing members at joints. The third model is similar to the second model but the hinge connection is replaced with partial rotational stiffness. The reliability analysis results revealed that the vertical members of the three models are safe enough in terms of axial force, but the vertical and horizontal members exhibit a big difference among the three models in terms of combination stress of axial force and bi-axial bending moments. The field model showed significant increase in failure probability for the horizontal member, and thus the results demonstrate that the bracing member should be installed necessarily for the safety of the temporary shoring structures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.25-33
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• 2006

본 논문에서는 지진하중을 받는 내부 및 외부 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 강도 및 연성능력을 평가하였다. 접합부에 인접한 보에 소성힌지가 발생한 이후 접합부가 파괴할 경우 접합부 내력은 보의 소성힌지의 영향을 받아 감소하게 된다. 보에 소성힌지가 발생하면 보의 부재축방향 변형률은 급격하게 증가하게 되며, 증가된 부재축방향 변형률은 접합부의 변형에 영향을 주어 접합부의 강도를 저감시킨다. 이 논문에서는 보에 소성힌지가 발생하기 이전에 파괴하는 접합부의 내력과 보에 소성힌지가 발생한 이후에 파괴하는 접합부의 연성능력을 접합부의 변형능력 및 스트럿의 강도저감을 이용하여 평가하였다. 제시한 평가법은 52개의 접합부 실험체를 이용하여 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.169-174
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• 2019

최근 원격통신용 미러의 정밀 제어를 위한 초정밀 구동 메커니즘 설계에 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 초정밀 구동 메카니즘의 구성 조건을 만족하기 위하여 마이크로미터(um)의 분해능을 가진 탄성힌지(flexure hinge)를 이용한 6자유도 스테이지 메카니즘을 제안한다. 탄성힌지를 조인트로 이용하여 공간상의 6자유도 스테이지를 설계하고, 탄성힌지의 탄성변형을 이용하여 반복적인 운동을 제공한다. 공간상의 6 자유도 스테이지를 개발하기 위하여 탄성힌지를 이용한 평면상의 2 자유도 스테이지를 설계하고 이를 조합하여 6 자유도 스테이지를 제작하였다. 유한요소 해석을 통하여 단위입력에 대한 최대 출력변위를 생성하는 탄성힌지의 크기와 형상을 결정하였고, 전체 스테이지를 구동 할 때, 개별 탄성힌지가 탄성 영역 안에서 구동됨을 유한요소 해석을 통하여 증명하였다. 또한 전체 스테이지 구동의 변위보정과 강성검증을 실험적으로 증명하기 위하여 CCD 레이저 변위센서를 이용한 스테이지 변위 해석을 진행하였다.

• Computers and Concrete
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• 제18권6호
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• pp.1083-1096
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• 2016

Beam-column joints are recognized as the weak points of reinforcement concrete frames. The ductility of reinforced concrete (RC) frames during severe earthquakes can be measured through the dissipation of large energy in beam-column joint. Retrofitting and rehabilitating structures through proper methods, such as carbon fiber reinforced polymer (CFRP), are required to prevent casualties that result from the collapse of earthquake-damaged structures. The main challenge of this issue is identifying the effect of CFRP on the occurrence of failure in the joint of a cross section with normal ductility. The present study evaluates the retrofitting method for a normal ductile beam-column joint using CFRP under monotonic and cyclic loads. Thus, the finite element model of a cross section with normal ductility and made of RC is developed, and CFRP is used to retrofit the joints. This study considers three beam-column joints: one with partial CFRP wrapping, one with full CFRP wrapping, and one with normal ductility. The two cases with partial and full CFRP wrapping in the beam-column joints are used to determine the effect of retrofitting with CFRP wrapping sheets on the behavior of the beam-column joint confined by such sheets. All the models are subjected to monotonic and cyclic loading. The final capacity and hysteretic results of the dynamic analysis are investigated. A comparison of the dissipation energy graphs of the three connections shows significant enhancement in the models with partial and full CFRP wrapping. An analysis of the load-displacement curves indicates that the stiffness of the specimens is enhanced by CFRP sheets. However, the models with both partial and full CFRP wrapping exhibited no considerable improvement in terms of energy dissipation and stiffness.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권4호
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• pp.427-446
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• 2020

This paper carries out the progressive collapse analysis of stainless steel composite beam-to-column joint sub-models and moment-resisting frames under column removal scenarios. The static flexural response of composite joint sub-models with damaged columns was initially explored via finite element methods, which was validated by independent experimental results and discussed in terms of moment-rotation relationships, plastic hinge behaviour and catenary actions. Simplified finite element methods were then proposed and applied to the frame analysis which aimed to elaborate the progressive collapse response at the frame level. Nonlinear static and dynamic analysis were employed to evaluate the dynamic increase factor (DIF) for stainless steel composite frames. The results suggest that the catenary action effect plays an important role in preventing the damaged structure from dramatic collapse. The beam-to-column joints could be critical components that influence the capacity of composite frames and dominate the determination of dynamic increase factor. The current design guidance is non-conservative to provide proper DIF for stainless steel composite frames, and thus new DIF curves are expected to be proposed.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.73-84
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• 2016

This study analyzes the four composition elements : profile, anchorage and connection, material and member rigidity, stability, as the main composition design elements of flexure structure systems, in order to explore possibilities for more various structure designs in architectures with flexure structure system. It also examines typical design methods that use the mentioned four composition elements. At the results, this research presents an understanding of the differences between funicular shape and non-funicular shape and mechanical features of the shapes in the profile element, regarding to the ratio of rise height to span length(f/l). Also, the typical design methods are presented for the designable usages of the hinge joints and the fix joints, and for the applications of member rigidity expressed by the index of the ratio of member depth to span length(d/l). And it was presented that connection styles, addition of brace members, placement of shear walls are the main design methods in the stability element. This data would be useful to architectural designs concerning integrated design with structures.

• 항공우주기술
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• 제12권1호
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• pp.105-110
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• 2013

액체로켓엔진 고압 배관의 김발 신축이음은 고압에서 반복적인 회전 변위를 받게 된다. 본 연구에서는 고압에서 내부형 김발 신축이음의 모멘트 해석 및 시험을 수행하였다. 해석적으로 스프링 강성, 마찰과 측력에 의한 모멘트 값을 각각 구하고 시험으로 얻어진 전체 모멘트 값과 비교하였다. 또한 외부형 힌지 신축이음에 대하여 회전 핀에 이황화몰리브덴 코팅을 적용하여 저압에서 갈링 현상이 없어지고 마찰 계수가 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.186-194
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• 2011

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 철근의 복합적인 배근으로 인하여 시공성이 저하되고 철근의 정착공간이 협소하여 정착파괴가 발생할 가능성이 높다. 또한 지진하중 하에서 기둥 또는 접합부의 파괴는 구조물 전체의 파괴를 야기할 수 있기 때문에 기둥 표면에서 일정한 거리이상 떨어진 보에 소성힌지를 발생시켜 보의 파괴가 선행된 후에 기둥 및 접합부가 파괴되는 강기둥-약보의 설계 개념을 적용하여 구조물의 안전성을 확보하고 있다. 본 연구에서는 이러한 접합부의 강도 증가 및 시공성 향상을 도모하고 소성힌지를 보의 내측방향으로 이동시키기 위한 방안으로 보 주인장 철근과 접합부 보강 철근으로 헤디드 바를 활용하고자 하였다. 이를 위해 헤디드 바로 보강된 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대해 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과의 정확성을 검증하기 위하여 선행연구자에 의해 실험된 부재와 동일한 변수에 대한 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였으며, 헤디드바의 우수성을 확인하기 위한 변수를 추가하여 해석을 수행하였다. 해석결과 보 주인장 철근의 정착방법으로 헤디드 바를 사용함으로써 유사한 구조성능 하에서 시공성 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다. 또한 헤디드 바를 접합부에 보강함으로써 설계자가 의도한 위치에 소성힌지를 발생시킬 수 있었으며, 주기하중 하에서 에너지 소산능력의 증가, 강성 감소의 최소화 및 극한응력을 향상시키는 결과를 얻었다.