• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제26권4호
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• pp.6-12
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• 1998

Test results of domestic softwood lumber were presented to examine the notch effect of beams and compare to present AIJ(Architecture Institute of Japan) formula in notched wood member especially positioned in bottom side (tension side) of a beam. Notched lumber was tested under following condition : each specimen supported simply, and subjected to third-point loading at points of 1/3 of the span length. Notch was located opposite side to loading direction and notch depth were 1/6, 1/4, 1/3 of beam depth. Deflection and load were measured by digital dial guage each in 25kgf increment. Bending test results were as follows; Mpro/Mmax range (proportional and maxium bending moment ratio in notched beam) was 0.5 - 0.65. It was considered that maxium bending moment was about 1.5 times to proportional bending moment in notched beam and showed same tendency in the test result of ordinary wood specimens. AU standard formula for the tension side notch, Mmat = 0.6 ${\times}$ (Zo $\sigma$), the constant 0.6 was suitble for notch ratio(notch depth to beam depth) 1/6, but this ratio for 1/4, and 1/3 was not. So it is preferable to accept smaller value than 0.6 for notch ratio more than 1/3. These experiment results showed critical effect in tension side notched wood beam especially in greater than notch ratio 1.3 of wood beam. From the above results, it is recommened to revise design formula adoptable to domestic wood constructon member with tension side notched member.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권4호
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• pp.451-471
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• 2022

In the present paper, the static bending and buckling responses of functionally graded carbon nanotubes-reinforced composite (FG-CNTRC) beam under various boundary conditions are investigated within the framework of higher shear deformation theory. The significant feature of the proposed theory is that it provides an accurate parabolic distribution of transverse shear stress through the thickness satisfying the traction-free boundary conditions needless of any shear correction factor. Uniform (UD) and four graded distributions of CNTs which are FG-O, FG-X, FG- and FG-V are selected here for the analysis. The effective material properties of FG-CNTRC beams are estimated according to the rule of mixture. To model the FG-CNTRC beam realistically, an efficient Hermite-Lagrangian finite element formulation is successfully developed. The accuracy and efficiency of the present model are demonstrated by comparison with published benchmark results. Moreover, comprehensive numerical results are presented and discussed in detail to investigate the effects of CNTs volume fraction, distribution patterns of CNTs, boundary conditions, and length-to-thickness ratio on the bending and buckling responses of FG-CNTRC beam. Several new referential results are also reported for the first time which will serve as a benchmark for future studies in a similar direction. It is concluded that the FG-X-CNTRC beam is the strongest beam that carries the lowest central deflection and is followed by the UD, V, Λ, and FG-O-CNTRC beam. Besides, the critical buckling load belonging to the FG-X-CNTRC beam is the highest, followed by UD and FG-O.

• Advances in concrete construction
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• 제16권4호
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• pp.205-216
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• 2023

Concrete structures may become vulnerable during their lifetime due to several reasons such as degradation of their material properties; design or construction errors; and environmental damage due to earthquake. These structures should be repaired or strengthened to ensure proper performance for the current service load demands. Several methods have been investigated and applied for the strengthening of reinforced concrete (RC) structures using various materials. Fiber reinforced polymer (FRP) reinforcement is one of the most recent type of material for the strengthening purpose of RC structures. The main objective of the present research is to identify the behavior of reinforced concrete slabs strengthened with FRP bars by using near surface mounted (NSM) technique. Validation study is conducted based on the experimental test available in the literature to investigate the accuracy of finite element models using LS-DYNA to present the behavior of the models. A parametric analysis is conducted on the effect of FRP bar diameters, number of grooves, groove intervals as well as width and height of the grooves on the flexural behavior of strengthened reinforced slabs. Performance of strengthening RC slabs with NSM FRP bars was confirmed by comparing the results of strengthening reinforced slabs with control slab. The numerical results of mid-span deflection and stress time histories were reported. According to the numerical analysis results, the model with three grooves, FRP bar diameter of 10 mm and grooves distances of 100 mm is the most ideal and desirable model in this research. The results demonstrated that strengthening of reinforced concrete slabs using FRP by NSM method will have a significant effect on the performance of the slabs.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1529-1539
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• 2013

최근에 일본의 시공사례에 따르면 터널확대를 위해 보호공(프로텍터)을 설치하고 기존 터널을 사용하면서 시공하는 경우에는 록볼트를 굴착방향에 수직하게 타설할 수 없어서 경사지게 타설하는 경우가 있다. 운용 중인 터널을 확대 시공하는 경우에는 작업조건이 매우 나쁘기 때문에 록볼트의 패턴(경사 록볼트 설치, 사전 록볼트 시공, 록볼트 제외 등)에 대한 검토가 필요하다. 이 연구에서는 모형시험을 이용하여 일반적으로 터널 굴착방향과 수직하게 설치되는 시스템 록볼트의 보강효과와 터널 굴착방향에 경사지게 설치되는 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 비교하였다. 모형 록볼트의 설치각도, 설치간격, 정착 길이 등을 변화시켜 총 24회의 모형시험을 수행하였으며, 모형시험 결과 모형볼트 1개가 부담하는 면적에 대한 이완하중 발생률은 부담면적 감소에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 모형볼트 정착 길이 변화에 따른 이완하중 발생률은 정착 길이가 길어질수록 감소하는 경향이 나타났다. 한편 터널 지보재 설치효과를 주변 지반의 공학적 특성 증가로 간주하는 지보재 모형화 방법에 의한 2차원 수치해석 결과가 모형시험의 처짐 증가량 발생경향을 유사하게 예측하는 것으로 나타나 본 해석 기법이 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 적절히 모사할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.319-332
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• 2004

복합재료(FRP)는 재료적 고비강도, 고내구성 등으로 인하여 건설분야에 널리 사용되고 있어, 본 연구에서는 인발성형된 FRP 바닥판의 형상최적설계를 수행하였다. 최적설계의 정식화에서 목적함수는 단위모듈의 체적을 최소화하도록 하였으며, 설계변수는 바닥판 단면의 기하적 치수와 재료적 물성을 사용하였다. 반면 바닥판의 성능을 최대한 효율적으로 설계하기 위하여 설계 제약조건으로 처짐규정, 재료파괴 기준, 좌굴하중, 바닥판 최소두께와 응력을 사용하였다. 단면형상의 효율적 결정과 시공성을 고려하여 구조적 보조부재를 포함하지 않는 튜브 모양의 형상으로 제한하였으며, 최적화 알고리즘은 Index기법을 적용하여 수렴성을 극대화한 개선된 GAs를 사용하였다. 상용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 구조해석 결과를 최적화 과정에 필요한 제약조건으로 활용하고, 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 개발한 최적화 프로그램을 검증하기 위하여, 40m의 지간, 폭 12.14m에 주형 간격이 2.5m인 단순교를 대상으로 하였으며, 도로교 설계 기준을 만족하는 DB-24하중을 적용하였다. 복합재료의 재료로 E-glass섬유를 사용하였으며, 최적설계를 수행한 결과 인발성형공법에 의한 실용적인 단면을 제안하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권2호
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• pp.121-130
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• 2003

본 연구는 전기도금을 이용하여 교정용 선재의 직경을 증가시킨 후 그 물성 변화를 알아봄으로써 이의 임상적 적용 가능성을 알아보고자 시행되었다. 0.016 인치 스테인레스 스틸 교정용 선재에 전기도금을 위한 적절한 전처리를 시행한 후, 황산 니켈 100g/L, 염화니켈 60g/L, 붕산 30g/L, 염화나트륨 50g/L의 조성을 가지는 전해액을 제조하여 1.7V의 전압과 $25\~29^{\circ}$의 온도, $3.1\~3.3pH$의 조건 하에서 직경을 0.002 인치 증가시켜 0.018 인치 직경의 선재로 만들었다 전기도금 과정 중 1분 단위로 직경을 측정하여 시간에 따른 직경 증가율을 구하였고, 도금 후 서로 다른 세 지점의 직경을 계측하여 균일성을 평가하였으며, 도금 금속의 정성분석을 위하여 X-선 회절검사를 시행하였다. 도금층의 밀착성 증진을 위해 $400^{\circ}$의 전기로에서 10분간 열처리를 시행한 후 도금 전후와 열처리 전후의 물성 변화를 알아보기 위하여 3점 굴곡 실험을 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1.전반적인 하중-변형률 곡선을 보면 0.016인치 군과 0.018인치 군 사이에 도금 처리한 군이 존재하였으며 열처리한 경우가 0.018 인치 군에 더욱 가까워지는 양상을 보였다. 2. 도금에 이해 지경은 0.002이차 증가시킨 군이 기존의 0.016이차 군에 비하여 강성과 항복강도 극한강도 모두 증가하는 경향을 보였으며 이중 강성과 극한 강도는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 3. 0.016인치에서 도금에 의해 직경을 0.002인치 증가시킨 군이 기존의 0.018인치 군보다 강성과 항복강도, 극한강도 모두에서 낮게 나타났으며 통계적 유의차를 보였다. 4. 도금 후 열처리를 시행한 군이 시행하지 않은 군보다 강성, 항복강도, 극한강도 모두 높은 경향을 보였으며, 극한강도에서 유의한 차이를 나타내었다. 5. 전기도금 후 서로 다른 세 지점의 직경차이는 $0.1\~0.3\%$로 균일하게 나타났으며 통계적으로도 유의차가 존재하지 않았다.