• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.88-97
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• 2012

본 연구에서는 비내진 교각의 내진성능과 휨-전단 거동을 파악하고자 형상비 4.5인 정사각형의 중실 및 중공단면 철근콘크리트 교각실험체를 제작하여 일정한 축력하에서 변위비 등급을 증가시켜 가면서 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 철근콘크리트 교각의 한정연성 내진설계를 위한 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 교각성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 파괴거동, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성, 철근 변형률 등의 주요 내진성능 인자들에 대한 분석결과와 비선형 해석 결과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.1-9
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• 2015

횡방향철근은 기둥의 소성힌지구간에 충분한 구속효과, 축방향철근의 좌굴방지와 연성거동을 확보하기 위해 적용된다. 기둥에서 사각형 후프 띠철근과 보강 띠철근의 조립 및 배근방법은 시공이 까다롭고 많은 횡방향철근량이 요구된다. 본 논문에서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 장방형 단면과 플레어 기둥의 횡구속을 위한 장방형 후프 띠철근을 사용한 새로운 횡구속 방법이 제안되었다. 개발된 장방형 후프 띠철근 상세는 장방형 단면과 플레어 기둥의 시공성과 경제성을 향상시켜줄 수 있는 하나의 대안으로서 적용 가능한 것으로 판단된다. 본 연구의 최종목적은 철근콘크리트 교각의 시공성 향상을 위한 장방형 후프 띠철근 상세의 제시와 실험적 기초자료의 제공과 함께 하중단계별 성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성 등의 주요 내진성능평가 변수들에 대한 분석결과를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.635-643
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• 2018

이 연구에서는 지진강도의 범위가 철근콘크리트 교량의 지진취약도 해석에 미치는 영향을 평가하였다. 이 목적을 위해 과거 지진에 의해 손상된 철근콘크리트 교량을 선택하여 비선형 동적 시간이력해석모델을 개발하였다. 총 25개의 계측지진파에 대해 비선형 동적 시간이력해석을 수행하여 교각의 최대 수평변위비를 구한 후, 이 결과를 이용하여 지진취약도 해석을 수행하였다. 지진취약도 해석에서는 최우도법을 사용하여 손상초과확률을 계산하였고, 계측지진파의 지진강도 범위가 지진취약도 곡선에 미치는 영향을 해석적으로 검토하였다. 예측된 해석결과, 실제 교량의 물리적인 손상상태를 반영할 수 있는 합리적인 지진취약도 해석 및 내진성능평가를 위해서는 계측지진파의 지진강도 범위가 매우 중요함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.3-10
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• 2010

이 연구에서는 중력 전단비에 따른 철근콘크리트 플랫 플레이트 골조의 내진성능을 평가하였다. 이를 위하여, 이 연구에서는 3층, 7층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하고, 대상 건물에 대한 비선형 정적 푸쉬 오버 해석과 비선형 동적 해석을 수행하였다. 그리고 이 연구는 그 비선형 해석에서 중력 전단비의 차이에 따른 뚫림 전단과 파괴 메커니즘을 예측할 수 있도록 제안한 슬래브-기둥 접합부 모델을 사용하였다. 이 연구 결과에 따르면 중력 전단비가 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 중력 전단비가 커짐에 따라 골조 접합부의 파괴가 취성적인 파괴를 나타내어 내진 성능이 떨어지는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.743-750
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• 2016

본 연구에서는 초고층건물의 횡력저항 구조형식으로 널리 사용되는 병렬전단벽-커플링보 구조시스템에서 전단벽의 강도, 강성이 커플링보의 설계 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 커플링보에 발생하는 설계내력은 코어벽체의 두께와 콘크리트의 강도가 변하더라도 층별 설계내력은 유사한 경향을 보이고 있으며, 벽체 콘크리트 강도와 두께에 따라 커플링보에 발생하는 외력은 다소 감소하는 경향이 있다. 커플링보의 설계내력은 6개 모델 전부 40층 건물에서, 10층에서 15층의 범위에서 가장 높게 발생하고 있음을 알 수 있다. 즉, 병렬전단벽의 휨변형 변곡점이 형성되는 건물높이의 0.25H~0.375H 위치에서 최대 부재력이 발생한다. 벽체두께가 증가 할수록 코어내부의 커플링보의 발생 외력은 점차 증가하는 것으로 확인되었다. 또한 벽체 두께가 두꺼워질수록 벽체의 콘크리트 강도 증가에 따른 커플링보의 부재력 변화는 적게 나타나는데, 이는 벽체 두께가 두꺼우므로 콘크리트 강도변화의 영향이 적게 미치는 것으로 분석된다. 병렬전단벽의 두께증가는 콘크리트의 강도증가보다 강성변화에 큰 영향을 미치고, 이에 따라 커플링보의 부재력 변화에도 더 큰 영향을 미치는 것으로 분석된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.677-689
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• 2020

A building structural system of moment resisting frame (MRF) with concrete filled steel tubular (CFST) columns and wide flange H beams, is one of the most conveniently constructed structural systems. However, there were few studies on evaluating seismic performance of full-scale CFST columns under high axial compression. In addition, some existing famous design codes propose various limits of width-to-thickness ratio (B/t) for steel tubes of the ductile CFST composite members. This study was intended to investigate the seismic behavior of CFST columns under high axial load compression. Four full-scale square CFST column specimens with a B/t of 42 were carried out that were subjected to horizontal cyclic-reversal loads combined with constantly light, medium and high axial loads and with a linearly varied axial load, respectively. Test results revealed that shear strength and deformation capacity of the columns significantly decreased when the axial compression exceeded 0.35 times the nominal compression strength of a CFST column, P₀. It was obvious that the higher the axial compression, the lower both the shear strength and deformation capacities were, and the earlier and faster the shear strength degradation occurred. It was found as well that higher axial compressions resulted in larger initial lateral stiffness and faster degradation of post-yield lateral stiffness. Meanwhile, the lower axial compressions led to better energy dissipation capacities with larger cumulative energy. Moreover, the study implied that under axial compressions greater than 0.35P₀, the CFST column specimens with B/t limits recommended by AISC 360 (2016), ACI 318 (2014), AIJ (2008) and EC4 (2004) codes do not provide ultimate interstory drift ratio of more than 3% radian, and only the limit in ACI 318 (2014) code satisfies this requirement when axial compression does not exceed 0.35P₀.

• Computers and Concrete
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• 제33권5호
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• pp.497-507
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• 2024

In squat reinforced concrete walls, the displacement capacity for lateral deformation is low and the ability to resist the axial load can quickly be lost, generating collapse. This work consists of testing two squat reinforced concrete walls. One of the specimens is built with conventional detailing of reinforced concrete walls, while the second specimen is built applying an alternative design, including stirrups along the diagonal of the wall to improve its ductility. This solution differs from the detailing of beams or coupling elements that suggest building elements equivalent to columns located diagonally in the element. The dimensions of both specimens correspond to a wall with a low aspect ratio (1:1), where the height and length of the specimen are 1.4 m, with a thickness of 120 mm. The alternative wall included stirrups placed diagonally covering approximately 25% of the diagonal strut of the wall with alternative detailing. The walls were tested under a constant axial load of 0.1f'cAg and a cyclic lateral displacement was applied in the upper part of the wall. The results indicate that the lateral strength is almost identical between both specimens. On the other hand, the lateral displacement capacity increased by 25% with the alternative detailing, but it was also able to maintain the 3 complete hysteretic cycles up to a drift of 2.5%, reaching longitudinal reinforcement fracture, while the base specimen only reached the first cycle of 2% with rapid degradation due to failure of the diagonal compression strut. The alternative design also allows 46% more energy dissipation than the conventional design. A model was used to capture the global response, correctly representing the observed behavior. A parametric study with the model, varying the reinforcement amount and aspect ratio, was performed, indicating that the effectiveness of the alternative detailing can double de drift capacity for the case with a low aspect ratio (1.1) and a large longitudinal steel amount (1% in the web, 5% in the boundary), which decreases with lower amounts of longitudinal reinforcement and with the increment of aspect ratio, indicating that the alternative detailing approach is reasonable for walls with an aspect ratio up to 2, especially if the amount of longitudinal reinforcement is high.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권2호
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• pp.163-180
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• 2009

In the design of tall reinforced concrete (R/C) buildings, the serviceability stiffness criteria in terms of maximum lateral displacement and inter-story drift must be satisfied to prevent large second-order P-delta effects. To accurately assess the lateral deflection and stiffness of tall R/C structures, cracked members in these structures need to be identified and their effective member flexural stiffness determined. In addition, the implementation of the geometric nonlinearity in the analysis can be significant for an accurate prediction of lateral deflection of the structure, particularly in the case of tall R/C building under lateral loading. It can therefore be important to consider the cracking effect together with the geometric nonlinearity in the analysis in order to obtain more accurate results. In the present study, a computer program based on the iterative procedure has been developed for the three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements. Probability-based effective stiffness model is used for the effective flexural stiffness of a cracked member. In the analysis, the geometric nonlinearity due to the interaction of axial force and bending moment and the displacements of joints are also taken into account. The analytical procedure has been demonstrated through the application of R/C frame examples in which its accuracy and efficiency in comparison with experimental and other analytical results are verified. The effectiveness of the analytical procedure is also illustrated through a practical four story R/C frame example. The iterative procedure provides equally good and consistent prediction of lateral deflection and effective flexural member stiffness. The proposed analytical procedure is efficient from the viewpoints of computational effort and convergence rate.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.45-52
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• 2018

본 논문은 바닥 격막을 고려한 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하기 위하여 80층 규모의 초고층 아웃리거 건물을 대상으로 MIDAS-Gen을 이용하여 계획설계 수준의 구조설계를 진행하였다. 그리고 본 해석의 주요한 변수는 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류이다. 또한 본 연구의 목적을 위하여 최상층에서 발생하는 수평변위, 층간변위, 슬래브에 발생한 응력을 분석하였다. 본 연구의 결과, 아웃리거의 평면상 위치, 슬래브의 강성, 아웃리거의 강성, 다이어프램의 종류는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동에 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 본 연구의 결과는 초고층 아웃리거 구조시스템의 수평거동을 파악하는데 필요한 구조설계 기본자료를 얻는데 도움이 된다고 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.116-124
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• 2020

코어 위치변화에 따른 횡력저항성능 분석을 위하여, 대칭 평면형 20층 건물을 대상으로 3차원 구조해석을 수행하였다. 중심 코어, 1축 편심 코어, 2축 편심 코어로 구분하여 4가지 해석모델을 구성하고, 고유치해석, 풍하중 해석, 지진하중 해석을 수행하였다. 중심 코어 건물에서는 비틀림이 발생하지 않았으나, 편심 코어의 배치에 따라 휨과 비틀림이 복합적으로 발생하였으며 횡력저항성능이 저하되었다. 코어의 편심 배치에 따른 풍하중 크기의 변화는 작으나, 최대 횡변위는 코어의 편심 배치에 의하여 크게 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 편심 코어의 경우 횡방향 강성의 저하로 인하여 중심 코어에 비해 지진하중이 다소 감소하였으나, 비틀림의 영향으로 최대 층간변위비는 크게 증가하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 코어의 위치에 따른 구조거동을 확인하고, 계획 및 설계 단계에서 코어 배치의 가이드라인으로 활용할 수 있다.