• Steel and Composite Structures
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• 제22권3호
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• pp.613-625
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• 2016

The joints of the new prefabricated concrete assemble beam-column joints are put together by the hybrid joints of inserting steel under post-tensioned and non-prestressed force and both beams and columns adopt prefabricated components. The low cyclic loading test has been performed on seven test specimens of beam-column joints. Based on the experimental result, the rotation capacity of the joints is studied and the $M-{\theta}$ relation curve is obtained. According to Eurocode 3: Design of steel structures and based on the initial rotational stiffness, the joints are divided into three types; by equivalent bending-resistant stiffness to the precast beam, the equivalent modulus of elasticity $E_e$ is elicited with the superposition method; the beam length is figured out that satisfies the rigid joints and after meeting the requirements of application and safety, the new prefabricated concrete assemble beam-column joints can be regarded as the rigid joints; the design formula adopted by the standard of concrete joint classification is theoretically derived, thereby providing a theoretical basis for the new prefabricated concrete structure.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권1호
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• pp.27-41
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• 2019

Shear lag effect can be an important phenomenon to consider in design of the steel-concrete composite beams. Researchers have found that the effect can be strongly related with the moment distribution, the stiffness and the ductility of the composite beams. For continuous composite beams expected to sustain hogging moment, the shear lag effect can be more distinct as cracking of the concrete slab reduces its shear stiffness. Despite its influences on behaviour of the steel-concrete composite beams, a method for calculating the shear lag effect in steel-concrete composite beams sustaining hogging moment is still not available. Shear lag effect in steel-concrete composite beams sustaining hogging moment is investigated in this paper. A method was proposed specifically for predicting the effect in the cracked part of the steel-concrete composite beam. The method is validated against available experimental data. At last, FE studies are conducted for steel-concrete composite beams with different design parameters, loading conditions and boundary conditions to further investigate the shear lag effect and compare with the proposed method.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권6호
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• pp.705-720
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• 2021

Reinforced concrete (RC) columns are the primary type of vertical support used in building structures that sustain vertical loads. However, their strength may be insufficient due to fire, earthquake or volatile environments. The load demand may be increased due to new functional usages of the structure. The deformability of concrete columns can be greatly reduced under high axial load conditions. In response, a novel steel encasement that distinguishes from the traditional steel jacketing that is assembled by welding or bolt is developed. This novel strengthening method features easy installation and quick strengthening because direct fastening is used to connect the four steel plates surrounding the column. This new connection method is usually used to quickly and stably connect two steel components by driving high strength fastener into the steel components. The connections together with the steel plates behave like transverse reinforcement, which can provide passive confinement to the concrete. The confined column along with the steel plates resist the axial load. By this way, the axial load capacity and deformability of the column can be enhanced. Eight columns are tested to examine the reliability and effectiveness of the proposed method. The effects of the vertical spacing between adjacent connections, thickness of the steel plate and number of fasteners in each connection are studied to identify the critical parameters which affect the load bearing performance and deformation behavior. Lastly, a theoretical model is proposed for predicting the axial load capacity of the strengthened RC columns.

• Computers and Concrete
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• 제28권5호
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• pp.487-495
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• 2021

The use of prestressed concrete box girder bridges built by segmentally balanced cantilevers has bloomed in the last decades due to its significant structural and construction advantages in complex topographies. In Colombia, this typology is the most common solution for structures with spans ranging of 80-200 m. Despite its popularity, excessive deflections in bridges worldwide evidenced that time-dependent effects were underestimated. This problem has led to the constant updating of the creep and shrinkage models in international code standards. Differences observed between design processes of box girder bridges of the Colombian code and Eurocode, led to the need for a validation of in-service status of these structures. This study analyzes the long-term behavior of the Tablazo bridge with data scarcity. The measured leveling of this structure is compared with a finite-element model that consider the most widely used creep and shrinkage models in the literature. Finally, an adjusted model evidence excessive deflection on the bridge after six years. Monitoring of this bridge typology in Colombia and updating of the current design code is recommended.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.71-82
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• 1999

자오방향 및 주변방향으로 프리스트레스트 하중이 작용된 축대칭 쉘 구조물을 축대칭요소로 모델화하였다 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도에 비례한 부가질량으로 표현하였으며 부가질량은 유체를 비점성 비압축 및 비회전으로 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다. 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다 이때 기하학적으로 축대칭인 구조물의 특성을 최대한으로 이용할 수 있도록 쉘을 링요소로 모델링하였으며 기하학적 비선형관계식에 의하여 동적 모형식을 유도하였다 프로그램을 통하여 해석한 결과를 프리스트레스하중 하에서 고유진동수에 대한 정해와 비교한 결과 20개 이내의 링요소로 모델링한 경우에서도 정해와 근접한 해를 얻을수 있었으며 내부유체가 있는 경우에 대한 고유진동수를 문헌과 비교한 결과 근접한 해를 얻을 수 있었다 내부유체의 높이의 증가에 따라 고유진동수는 현저히 감소하였으며 Wave Number가 적을수록 감소폭이 크게 나타났다. 지진하중에 대한 반경방향의 처짐을 해석한 결과 동일한 크기의 프리스트레스하중이 작용될 때 자오방향의 프리스트레스하중이 작용될 경우가 다소 큰 처짐값을 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권1호
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• pp.59-73
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• 2013

The Xiaolan channel super large bridge is unique in style and with greatest span in the world with a total length of 7686.57 m. The main bridge with spans arranged as 100m+220m+100m is a combined structure composed of prestressed concrete V-shape rigid frame and concrete-filled steel tubular flexible arch. First of all, the author compiles APDL command flow program by using the unit birth-death technique and establishes simulation calculation model in the whole construction process. The creep characteristics of concrete are also taken into account. The force ratio of the suspender, arch and beam is discussed. The authors conduct studies on the three-plate webs's rule of shear stress distribution, the box girder's longitudinal bending normal stress on every construction stage, meanwhile the distribution law of longitudinal bending normal stress and transverse bending normal stress of completed bridge's box girder. Results show that, as a new combined bridge, it is featured by: Girder and arch resist forces together; Moment effects of the structure are mainly presented as compressed arch and tensioned girder; The bridge type brings the girder and arch on resisting forces into full play; Great in vertical stiffness and slender in appearance.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.75-83
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• 2023

프리스트레스트 콘크리트 철도 교량에서 발생하는 과다한 솟음 문제를 분석하는 연구의 일환으로, 이 논문에서는 콘크리트 구조물의 시간에 따른 솟음 증가량을 나타내는 크리프 계수에 대하여 산정 방법과 분석 결과를 제시한다. 설계기준의 크리프 계수 산정식을 사용하여 국내 12개 지역의 기후 조건(상대습도와 온도)을 적용한 크리프 계수를 구하고, 기후 조건에 대한 지역별 및 재하 시기별 차이가 크리프 계수에 미치는 영향을 분석한다. 재하 초기에 많이 발생하는 크리프를 적절하게 산정하기 위하여 시기별 기후조건을 구분하여 고려하도록 시간 단계해석 방법을 적용하여 상세 분석한다. 지역의 평균 기후조건을 적용하여 구한 크리프 계수는 시간 단계 해석으로 구한 크리프 계수의 평균과 비슷하며, 시간 단계 해석을 통하여 크리프 계수에 미치는 상대습도와 온도의 상쇄, 중첩 효과 및 재하 초기 기후 효과를 적절하게 나타낼 수 있음을 보인다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.31-40
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• 2014

LNG 저장탱크의 외조는 콘크리트 부재로 수직 방향 및 원환 방향 프리스트레싱 벽체 구조인데, 저장탱크의 대형화가 이루어짐에 따라 프리스트레싱 구간이 길어지고 결과적으로 프리스트레스 손실량이 증가하고 있다. 본 연구는 주요 사회기반시설구조물의 하나인 LNG 저장탱크에 비행체 충돌과 같은 사고가 발생하였을 때 안전성 향상을 위하여 충돌 저항 성능에 대한 분석연구를 수행하였다. 해석은 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 270,000kL급 LNG 저장탱크 외조의 비산물체 충돌에 대한 거동을 평가해보고자 하며, 해석 시 LNG 저장탱크의 대형화로 인한 PS 텐던의 길이증가에 따른 프리스트레스 손실 또한 고려될 것이다. 또한 프리스트레스 손실의 적용 유무에 따른 비산 물체 충돌에 대한 PSC 구조물의 거동 비교를 통해 구조물의 안전성 및 사용성을 평가해보고자 한다. 이 연구의 결과를 통해 프리스트레스 손실량의 적용에 따른 구조물의 거동 변화를 확인하고, 설계시 안전성 기준 및 검토의 보조자료로 활용할 수 있도록 하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권2호
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• pp.87-92
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• 2019

본 논문에서는 안정적인 전력공급이 어려운 실제 현장에 적용하기 위해서 PSC 내부 텐던의 긴장력 관리를 위한 저전압 EM센싱기법을 검증하였다. 지난 국내외 PSC 구조물 사고 사례를 볼 수 있듯이, 공용간 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 PS텐던의 긴장력 관리가 매우 중요함을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 EM센서를 통해 탄성-자기이론을 기반한 강자성체의 자기변형과 응력의 관계를 이용하여 전압 크기에 따른 긴장력에 대한 자기이력곡선을 계측하고자 하였다. 이를 위해 이중 원통코일형태의 EM센서를 제작하고 유압식 인장기를 이용한 PS텐던 인장 실험 장비를 구성하였다. 실험은 단계적으로 전압을 감소시켜 긴장력 크기에 따른 자기이력곡선의 변화를 계측하면서 최대/최소 전압값에 대한 계측결과에 따른 투자율의 변화와 긴장력의 관계를 비교 분석하였다. 그 결과, 전압이 감소하여 자기장의 크기가 작아짐에 따라 추정식에 대한 상수는 상이하지만 유사한 형태의 자기이력곡선 투자율의 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서는 저전압 상태에서 EM센싱기법을 이용한 PSC 내부 텐던에 대한 긴장력 관리가 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.187-197
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• 2009

본 논문은 진동수에 따른 취약도 곡선과 손상확률을 제시하였다. 취약도곡선과 손상확률은 주어진 지진동에 의해 임의의 구조물이 견딜 수 있는 손상의 정도를 나타낸다. 지진에 의한 피해는 지진이 가지는 불확실성으로 인하여 확률적으로 예측하여야 한다. 기존 연구와 달리 본 연구에서는 비선형 동적 해석과 실험 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 교량에 대한 수치적 시뮬레이션을 통하여 주어진 최대지반가속도에 따른 5단계의 손상 단계별 손상확률을 구하였다. 취약도 곡선을 산출하기위해 해석적 연구를 수행하였다. 이를 위해 지반조건에 따라 각각 100개의 인공지진파를 생성하고 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 손상단계는 기존의 실험 결과에 기초한 성능기반에 따라 정의하였으며 RC 교각의 지진거동을 변위연성도로 나타내었다. 손상단계 및 지반가속도를 이용하여 PSC교량의 지반조건에 따른 손상곡선을 도출하여 비교분석하였다. 연구 결과에 따르면 지반조건 및 구속철근량에 따른 손상확률의 차이를 확인할 수 있다.