• 제목/요약/키워드: moment capacity ratio

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수평반복하중 실험을 이용한 근입된 얕은 기초의 회전거동 메커니즘 평가 (Evaluation of Rocking Mechanism for Embedded Shallow Foundation via Horizontal Slow Cyclic Tests)

  • 고길완;하정곤;박헌준;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권8호
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    • pp.47-59
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    • 2016
  • 얕은 기초의 회전거동은 지진 시 상부 구조물의 지진하중을 줄이는 효과적인 방법으로 대두되고 있다. 그러나 회전거동의 메커니즘에 대한 이해부족과 항복거동으로 인한 지반변형 때문에 시공에 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험을 이용한 수평반복하중 실험을 통해 세장비가 다른 시스템의 근입된 얕은 기초의 회전거동 특성을 평가하였다. 실험결과를 통해 기초의 회전거동으로 인한 하부지반면의 원형현상을 관찰하였으며, 이로 인해 기초의 최대 전도모멘트가 기초의 극한 모멘트 지지력과 같아지는 것을 알 수 있었다. 기초 저면에서 관측된 토압변화를 통해 항복거동으로 인한 수평거동과 회전거동의 연결(coupling)과 분리(decoupling)현상을 볼 수 있었다. 또한 기초의 회전각이 증가할수록 지반의 비선형성과 에너지 감쇠가 커짐을 알 수 있었고, 근입된 기초의 극한 모멘트 지지력이 지표면에 놓인 기초의 극한 모멘트 지지력보다 더 커지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 기초의 회전거동을 이용한 내진 설계 시 보다 정확하고 적절한 기초의 극한 모멘트 지지력을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

철근콘크리트 휨 부재에서 인장, 압축 및 횡보강근이 연성률에 미치는 효과 (Effect of Tension, Compression and Lateral Reinforcement In Ductility Ratio in RC Flexural Members)

  • 연규원;박찬수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제13권6호
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    • pp.553-560
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    • 2001
  • 철근콘크리트 휨부재의 비탄성해석 및 설계를 위해서는 연성능력의 평가가 필요하며, 이를 위해서는 모멘트-곡률 관계가 정의되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 모멘트 곡률관계를 가정하여 철근콘크리트 휨부재의 연성능력을 해석적 방법으로 구하고, 실험결과와 비교한 결과, 실험값과 해석값은 거의 일치하였으므로 가정한 모멘트-곡률관계는 적합한 것으로 판명 되었다. 또한, 연성률은 곡률연성, 회전연성, 변위연성을 비교하였으며, 철근콘크리트 휨부재의 연성능력에 주로 영향을 미치는 요소는 인장철근, 압축철근 및 휨보강근으로 보고, 실험값과 해석값을 다양하게 분석한 결과 ($\rho$$_{s}$$\rho$')/$\rho$의 항으로 연성능력을 나타냄이 적절한 것으로 나타났다.

CFT 기둥-RC 무량판 슬래브 외부접합부의 횡저항 성능 (Lateral Resisting Capacity for CFT Column to RC Flat Plate Slab Exterior Connections)

  • 송호범;송진규;오상원;김병조
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.61-64
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    • 2008
  • 콘크리트충전 강관기둥(Concrete Filled steel Tube Column)과 RC 무량판 슬래브의 조합은 거푸집을 사용하지 않는다는 것만으로도 초고층 건물의 공기단축에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 뿐만 아니라 기둥의 내력 증진으로 인한 기둥 크기의 축소, 그로 인한 공간 활용도의 증가, 층간 소음문제 해결 등 많은 장점이 잠재되어 있다. 하지만 접합부의 성능을 정확히 밝혀내는 것이 우선 이루어져야 하며, 본 논문에서는 기존에 수행된 CFT 기둥-RC 무량판 슬래브의 내부접합부에 대한 중력 실험과 횡하중 실험을 바탕으로 외부접합부에 대한 실물대 실험을 수행하였다. 외부접합부 실험 결과, 내부접합부 실험체에 비하여 동일한 조건에서 설계된 외부접합부 실험체는 최대 모멘트강도가 $50%{\sim}65%$ 감소하였고, 내진밴드가 추가된 CFT-E2 실험체는 BME 실험체에 비하여 20%의 최대모멘트 증진과 탁월한 연성능력, 에너지 흡수능력을 보유한 것으로 나타났다. 또한 CFT-E2는 내진밴드의 사용으로 슬래브의 휨거동 영역이 확장되었으며 모든 실험체가 설계기준에서 요구하는 0.4V$_c$중력하중 하에서 1.5% 횡변 위비를 만족하였다.

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점성토 지반에 설치된 Tripod 버켓기초의 지지거동 분석 (Analysis of the Bearing Behavior of a Tripod Bucket Installed in Clay)

  • 김성렬;정재욱;오명학;권오순
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권3C호
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    • pp.105-111
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    • 2012
  • 해상 풍력발전기의 기초로 사용되는 버켓기초에는 수평하중과 모멘트가 크게 작용한다. 그러므로, 수평하중과 모멘트에 대한 지지력을 증가시키기 위해 3개의 단일 버켓기초를 묶은 Tripod 버켓기초가 적용되고 있다. 본 연구는 ABAQUS(2010) 해석을 수행하여 점토 지반에 근입된 Tripod 기초의 무리효과와 지지력을 분석하였다. 변수연구를 위해 버켓간 간격비 S/D(S=버켓과 타워중심간의 거리, D=버켓 직경)와 근입깊이비 L/D(L=버켓의 지반 근입깊이)를 변화시키며 해석을 수행하였다. 구성모델은 정규압밀 점토지반에 대해 Tresca 항복기준을 적용한 탄성-완전 소성 모델, 그리고 버켓기초에 대해 탄성모델을 적용하였다. 하중조건은 절점의 변위를 증가시키는 방법으로 연직, 수평 그리고 모멘트 하중을 재하하였다. 해석결과로부터, 단일 버켓기초와 Tripod 기초의 지지거동과 지지력을 비교한 후 단일 버켓의 지지력을 이용하여 Tripod 기초의 지지력을 산정하는 방법을 제안하였다.

에폭시모르타르로 보강된 부식철근 RC보의 구조적 성능 (Structural Performance of Reinforcement corrosion RC Beams Strengthened with Epoxy Mortar System)

  • 한복규;홍건호;신영수;정란
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.769-774
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    • 2000
  • The purpose of this study was to investigate the structural performance of reinforcement corrosion reinforced concrete beams strengthened with epoxy mortar system. Main test parameters are existence and the magnitude of the reinforcement corrosion and the reinforcing bar and the tensile reinforcement ratio of the specimens. eight beam specimens were tested to investigate the effectiveness of each test variables on maximum load capacity and failure mode. Test results showed that the ultimate moment of th specimens were higher tan the nominal moment and the flexural stiffness was increased about 2.5 times and the cracking moments occurred over 60% of the failure moment in comparison with same sized control beam. However, note that epoxy mortar may conduct member into brittle failure mode.

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Probabilistic Analysis of Reinforced Concrete Beam and Slab Deflections Using Monte Carlo Simulation

  • Choi, Bong-Seob;Kwon, Young-Wung
    • KCI Concrete Journal
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    • 제12권2호
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    • pp.11-21
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    • 2000
  • It is not easy to correctly predict deflections of reinforced concrete beams and one-way slabs due to the variability of parameters involved in the calculation of deflections. Monte Carlo simulation is used to assess the variability of deflections with known statistical data and probability distributions of variables. A deterministic deflection value is obtained using the layered beam model based on the finite element approach in which a finite element is divided into a number of layers over the depth. The model takes into account nonlinear effects such as cracking, creep and shrinkage. Statistical parameters were obtained from the literature. For the assessment of variability of deflections, 12 cases of one-way slabs and T-beams are designed on the basis of ultimate moment capacity. Several results of a probabilistic study are presented to indicate general trends indicated by results and demonstrate the effect of certain design parameters on the variability of deflections. From simulation results, the variability of deflections relies primarily on the ratio of applied moment to cracking moment and the corre-sponding reinforcement ratio.

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고강도 철근콘크리트 교각의 내진거동특성 (Characteristic Behavior of High-Strength Reinforced Concrete Bridge Column under Simulated Seismic Loading)

  • 나홍성;이경준;류효진;황선경;이진옥
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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    • pp.22-27
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    • 2004
  • This experimental investigation was conducted to examine the seismic performance of reinforced concrete bridge columns. The columns were subjected to a constant axial load and a cyclic horizontal load-inducing reversed bending moment. The variables studied in this research are the volumetric ratio of transverse reinforcement (ps = 0.96, 1.44 per cent) and axial load ratio (0.05, 0.1, 0.2 P/Po) and strength $(350kgf/cm^2,\;600kgf/cm^2)$. Test results show that bridge columns with 50 per cent higher amounts of transverse reinforcement than that required by seismic provisions of ACI 318-02 showed ductile behaviour. For bridge columns with axial load ratio(P/Po) less than 0.2, the ratio of Mmax over Mad, nominal moment capacity predicted by ACI 318-02 provisions, is consistently greater than 1 with approximately a 20 percent margin of safty.

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반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 교각의 내진성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Seismic Performance of Reinforced Concrete Bridge Columns under Lateral Cyclic Load)

  • 이진옥;윤현도;황선경;류효진;나홍성;이경준
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.161-164
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    • 2003
  • This experimental investigation was conducted to examine the seismic performance of reinforced concrete bridge columns. The columns were subjected to a constant axial load and a cyclic horizontal load-inducing reversed bending moment. The variables studied in this research are the volumetric ratio of transverse reinforcement ($P_s$ =0.96, 1.44 per cent) and axial load ratio (0.05, 0.1, 0.2 P/$P_o$). Test results show that bridge columns with 50 per cent higher amounts of transverse reinforcement than that required by seismic provisions of ACI 318-02 showed ductile behaviour. For bridge columns with axial load ratio(P/$P_o$) less than 0.2, the ratio of $M_{max}$ over $M_{aci}$, nominal moment capacity predicted by ACI 318-02 provisions, is consistently greater than 1 with approximately a 20 percent margin of safty.

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Evaluation of ductility capacity of steel-timber hybrid buildings for seismic design in Taiwan

  • Chen, Pei-Ching;Su, I-Ping
    • Earthquakes and Structures
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    • 제23권2호
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    • pp.197-206
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    • 2022
  • Recently, steel-timber hybrid buildings have become prevalent worldwide because several advantages of both steel and timber structures are maintained in the hybrid system. In Taiwan, seismic design specification related to steel-timber hybrid buildings remains void. In this study, the ductility capacity of steel-timber hybrid buildings in Taiwanese seismic design specification is first proposed and evaluated using nonlinear incremental dynamic analysis (IDA). Three non-linear structural models, 12-story, 8-story, and 6-story steel-timer hybrid buildings were constructed using OpenSees. In each model, Douglas-fir was adopted to assemble the upper 4 stories as a timber structure while a conventional steel moment-resisting frame was designated in the lower part of the model. FEMA P-695 methodology was employed to perform IDAs considering 44 earthquakes to assess if the ductility capacity of steel-timber hybrid building is appropriate. The analytical results indicate that the current ductility capacity of steel moment-resisting frames can be directly applied to steel-timber hybrid buildings if the drift ratio of each story under the seismic design force for buildings in Taiwan is less than 0.3%. As a result, engineers are able to design a steel-timber hybrid building straightforwardly by following current design specification. Otherwise, the ductility capacity of steel-timber hybrid buildings must be modified which depends on further studies in the future.

철골 보통모멘트골조의 내진성능 향상을 위한 강도기반 설계 절차 제안 (Proposal of Strength-Based Design Procedure for Improving the Seismic Performance of Steel Ordinary Moment Frames)

  • 김태오;한상환
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.11-20
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    • 2024
  • The ductility of the system based on the capacity of each structural member constituting the seismic force-resisting system is a significant factor determining the structure's seismic performance. This study aims to provide a procedure to supplement the current seismic design criteria to secure the system's ductility and improve the seismic performance of the steel ordinary moment frames. For the study, a nonlinear analysis was performed on the 9- and 15-story model buildings, and the formation of collapse mechanisms and damage distribution for dynamic loads were analyzed. As a result of analyzing the nonlinear response and damage distribution of the steel ordinary moment frame, local collapse due to the concentration of structural damage was observed in the case where the influence of the higher mode was dominant. In this study, a procedure to improve the seismic performance and avoid inferior dynamic response was proposed by limiting the strength ratio of the column. The proposed procedure effectively improved the seismic performance of steel ordinary moment frames by reducing the probability of local collapse.