• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.177-188
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• 2006

전통적인 비선형 유한요소해석은 모델링이 복잡하고 어려운 해석기법이 필요로 한다. 게다가 해석결과가 응력-변형률 관계로 도출되므로 그 결과를 분석하거나 설계에 활용하기 어렵다. 본 연구에서는 설계 지향적인 수치해석방법으로 트러스 모델을 이용한 비선형 해석방법을 개발하였다. 해석하고자 하는 철근콘크리트 부재를 길이방향, 직각방향, 대각방향의 트러스요소로 이상화한다. 기본적으로 각 요소는 철근과 콘크리트의 복합체이며, 주기해석을 위하여 철근과 콘크리트 요소를 위한 간략화된 비선형 주기이력모델을 적용하였다. 제안된 방법의 검증을 위하여 전단경간비, 하중조건, 철근량, 배근형태 등이 다른 다양한 전단지배 보와 벽체에 대하여 비선형해석을 수행하였고, 예측된 비탄성강도, 에너지소산능력, 변형능력, 파괴유형 등을 실험 결과와 비교하였다. 해석결과, 철근콘크리트 부재의 변형능력을 예측하기 위해서는 반복적인 인장-압축을 받는 콘크리트 스트럿에 사용되는 압축연화모델이 부재특성에 따라 수정되어야 함이 밝혀졌다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.83-92
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• 1987

피로하중(疲勞荷重)을 받는 RC 구조물은 정하중(靜荷重)을 받는 경우에 비(比)하여 큰 변형율(變形率)과 미세균열(微細龜裂)을 수반하게 된다. 계속되는 반복하중(反復荷重)으로 인하여 균열(龜裂)은 진전(進展)하게 되고 이러한 균열부(龜裂部)의 응력집중(應力集中)은 스터럽과 인장철근(引張鐵筋)의 변형율(變形率)을 계속 증가(增加)시키게 되어 결과적(結果的)으로 RC 구조물은 파괴(破壞)단계에 이르게 된다. 스터럽의 변형율(變形率)은 사인장균열(斜引張龜裂)이 발생(發生)하면서 급격한 증가(增加)를 보이게 되며 이와 같은 스터럽의 평균변형율(平均變形率)은 반복회수(反復回數)(N)의 증가(增加)에 따라 logN에 비례함을 알 수 있었다. 이와 같이 RC 구조물의 파괴(破壞)는 콘크리트의 균열성장(龜裂成長)과 밀접한 관계가 있다. 또한, RC 구조물의 피로수명(疲勞壽命)을 100만(萬) cycle로서 볼 때 이에 대한 피로강도(疲勞强度)는 정적극한강도(靜的極限强度)의 약 60~70% 정도로 알려져 있다. 본(本) 실험(實驗)에서 사용(使用)된 RC 구조물의 피로강도(疲勞强度)는 약 70%로서 기존의 연구결과(硏究結果)와 잘 부합됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 RC 구조물이 이보다 높은 피로하중(疲勞荷重)을 받게되면 피로수명(疲勞壽命)은 훨씬 짧아지게 되며, 이와 같이 피로하중(疲勞荷重)과 피로수명(疲勞壽命)과의 관계는 서로 반비례(反比例)함을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권3호
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• pp.479-499
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• 2014

This paper illustrates the damages of reinforced concrete and masonry minarets during October 23 (Erciş) and November 9 (Edremit), 2011 Van earthquakes in Turkey. Erciş and Edremit are townships located 90km and 18km from Van city center in Turkey, respectively. Ground accelerations and response spectrums for these earthquakes are given in this paper. A total of 63 reinforced concrete and masonry minarets are heavily damaged or collapsed in the city center and villages nearby after both earthquakes. Because of the fact that there is no Turkish standard and specification directly related to design of minarets, nearly all of the constructions are carried out by workers using only their own technical knowledge. So, all of the non-engineering reinforced concrete and masonry minarets completely collapsed or damaged heavily. From the study, it is seen that the damages are due to several reasons such as site effect, location, and length of the fault, reduction in cross section and formation of the discontinuity, use of plain reinforcement steel, use of concrete with insufficient strength, existence of short lap splices and incorrect end hook angle, larger mass and stiffness concentrations on some region, longitudinal reinforcements discontinuity, cracks at the cylindrical body, and damage of spire and end ornament. In addition to these reasons, the two earthquakes hit the minarets within seventeen days, causing progressive damage. So, the existing design and construction practices should be improved to provide sufficient earthquake performance. Also, it is recommended that there should be a safe distance between the minaret and surrounding structures to reduce the loose of life after earthquake.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.435-444
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• 2005

본 연구에서는 휨모멘트와 축력의 효과가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 이용하여 철근콘크리트 기둥의 전단거동을 예측하였다. TATM의 해석결과를 검증하기 위하여 다양한 전단경간비와 축력비를 가지는 총 9개의 철근콘크리트 기둥을 전단 실험하였다. 철근콘크리트 기둥의 곡률, 축변형 및 전단변형을 측정하기 위하여 기둥 옆면 전단위험단면을 중심으로 5개의 변위변환기(LVDT)를 설치하였다. 하중은 최대하중의 $85\%$ 이하로 떨어질 때까지 가력하였으며, 모든 실험체는 휨 철근의 항복이전에 전단파괴 되었다. 기둥의 전단강도와 강성은 축 하중이 증가할수록 증가하는 반면 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. TATM으로부터 얻은 전단응력-전단변형률 관계와 전단응력-전단철근변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였으며, 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM, FA-STM)보다 더 우수하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.231-238
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.13-21
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• 2016

기존의 강재 보가 콘크리트에 매립되어 볼트접합 연결되는 기존 하이브리드 접합법의 한계와 단점을 개선하기 위하여 단순한 강접합 절점을 갖는 하이브리드 PC 콘크리트 보 시스템을 개발하였다. 개발된 하이브리드 시스템의 원할한 하중전달을 파악하기 위하여 양단 고정단의 보 실험체 3개를 반복 집중하중 하에서 실험하였다. 주요 변수는 강재 보의 길이로서 지점에서 변곡점까지의 거리의 0.25, 0.5 및 1.0배로 변하였다. 모든 실험체는 동일 주철근 지수를 갖는 철근콘크리트 보에 비해 높은 변위 연성비를 나타냈는데, 보의 반복하중-처짐 관계 및 연성은 강재 보의 길이에 영향을 받지 않았다. 보 길이에 따른 연속 변형률 분포 및 붕괴하중에 기반한 극한하중 예측으로부터 제시된 강접합 절점은 구조적 효율성을 갖는다고 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.11-21
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• 2002

유연도법 섬유요소모델을 통하여 반복하중을 받는 철근콘크리트 교각의 비탄성 이력 거동을 추적하고 직접적인 방법에 의해 변위연성도 평가를 수행하였다. 철근 콘크리트 교각의 극한상태까지의 비탄성 거동을 합리적으로 추적하기 위해 인장강성거동, 기둥-기초면의 불연속 변위 등을 고려하여 철근과 콘크리트의 평균응력-평균변형률 관계, 접촉면요소 등을 실험과 잘 일치하는 기존의 해석 모델을 수정, 적용하였다. 또한 수치해석시 간편하게 적용할 수 있는 직접적인 방법에 의하여 교각의 연성능력을 평가하였으며, 항복변위 및 극한변위의 산출에 영향을 미치는 적분점의 위치, 콘크리트 압쇄 후 강루 철근의 low-cycle fatigue에 의한 파단 시점 등에 대하여 유연도법 섬유요소모델에 적용할 수 있는 값들을 제시하였다. 해석에 의한 변위연성도는 10%이내의 오차를 보이므로, 적용한 해석기법 및 모델에 의한 항복변위 및 극한변위의 평가는 타당하다고 할 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권4호
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• pp.527-538
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• 2017

The evaluation of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections using simplified numerical models describing the transverse response of a portal-like structure is presented in this paper considering the effects of the seismic-hazard disaggregation. Real earthquake time histories selected from European Strong-motion Database (ESD) are used to show the effects of the seismic-hazard disaggregation on the beam loss-of-support conditions. Seismic events are classified according to different values of magnitudes, epicentral distances and soil conditions (stiff or soft soil) highlighting the importance of considering the characteristics of the seismic input in the assessment of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections. A rigid and an elastic model of a frame of a precast industrial building (2-DoF portal-like model) are presented and adopted to find the minimum required friction coefficient to avoid sliding. Then, the mean value of the minimum required friction coefficient with an epicentral distance bin of 10 km is calculated and fitted with a linear function depending on the logarithm of the epicentral distance. A complete parametric analysis varying the horizontal and vertical period of vibration of the structure is performed. Results show that the loss-of-support condition is strongly influenced by magnitude, epicentral distance and soil conditions determining the frequency content of the earthquake time histories and the correlation between the maxima of the horizontal and vertical components. Moreover, as expected, dynamic characteristics of the structure have also a strong influence. Finally, the effect of the column nonlinear behavior (i.e. formation of plastic hinges at the base) is analyzed showing that the connection and the column are a series system where the maximum force is limited by the element having the minimum strength. Two different longitudinal reinforcement ratios are analyzed demonstrating that the column strength variation changes the system response.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.143-150
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• 2008

철근콘크리트 구조물에서 배근상태에 따라서는 다짐불량에 의한 재료분리 및 골재폐쇄현상이 발생하여 채움이 제대로 되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 그 영향을 충분히 고려하지 않고 있는 재료분리에 따른 중립축이하 인장부 콘크리트가 보부재 거동에 미치는 영향 파악을 위한 실험을 수행하여, 보부재의 인장 철근영역 콘크리트의 유효성 파악을 위한 연구를 수행하였다. 실험결과 인장철근영역 콘크리트의 재료분리에 따른 거동은 부재항복강도에는 미치는 영향이 없으나, 부재 휨연성, 전단저항능력을 저하시키는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권4호
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• pp.273-286
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• 2020

The pile group foundation is widely used for gravity pier of high-speed railway bridges in China. If a moderate or strong earthquake occurs, the pile-surrounding soil will exhibit obvious nonlinearity and significant pile group effect. In this study, an improved pushover analysis model for the pile group foundation with consideration of pile group effect is presented and validated by the quasi-static test. The improved model uses simplified springs to simulate the soil lateral resistance, side friction and tip resistance. PM (axial load-bending moment) plastic hinge model is introduced to simulate the impact of the axial force changing of pile group on their elastic-plastic characteristics. The pile group effect is considered in stress-stain relations of the lateral soil resistance with a reduction factor. The influence factors on nonlinear characteristics and plastic hinge distribution of the pile group foundation are discussed, including the pier height, longitudinal reinforcement ratio and stirrup ratio of the pile, and soil mechanical parameters. Furthermore, the displacement ductility factor, resistance increase factor and yielding stiffness ratio are provided to evaluate the seismic performance of soil-pile system. A case study for the pile group foundation of a railway simply supported beam bridge with a 32 m-span is conducted by numerical analysis. It is shown that the ultimate lateral force of pile group is not determined by the yielding force of the single one in these piles. Therefore, the pile group effect is essential for the seismic performance evaluation of the railway bridge with pile group foundation.