• Steel and Composite Structures
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• 제41권6호
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• pp.861-871
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• 2021

This study aims at investigating the hysteretic performance of a novel composite wall panel fabricated by infilling aerated concrete blocks into a novel light-steel frame used for low-rise residential buildings. The novel light-steel frame is consisted of two thin-wall rectangular hollow section columns and a truss-beam assembled using patented U-shape connectors. Two bare light-steel frames and two composite wall panels have been tested to failure under horizontal cyclic loading. Hysteretic curves, lateral resistance and stiffness of four specimens have been investigated and analyzed. Based on the testing results, it is found that the masonry infill can significantly increase the lateral resistance and stiffness of the novel light-steel frame, about 2.3~3 and 21.2~31.5 times, respectively. Failure mode of the light-steel frame is local yielding of the column. For the composite wall panel, firstly, masonry infill is crushed, subsequently, local yielding may occur at the column if loading continues. Hysteretic curve of the composite wall panel obtained is not plump, implying a poor energy dissipation capacity. However, the light-steel frame of the composite wall panel can dissipate more energy after the masonry infill is crushed. Therefore, the composite wall panel has a much higher energy dissipation capacity compared to the bare light-steel frame.

• Advances in concrete construction
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• 제13권 2호
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• pp.183-190
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• 2022

A wide range of experimental bases and improved performance with different forms of Fiber Reinforced Polymer (FRP) have attracted researchers to produce eco-friendly and sustainable structures. The reinforced concrete (RC) beam's shear capacity has remained a complex phenomenon because of various parameters affecting. Design recommendations for the shear capacity of RC elements having FRP reinforcement need a more experimental database to improve design recommendations because almost all the recommendations replace different parameters with FRP's. Steel and FRP are fundamentally different materials. One is ductile and isotropic, whereas the other is brittle and orthotropic. This paper presents experimental results of the investigation on the beams with glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforcement as longitudinal bars and stirrups. Total twelve beams with GFRP reinforcement were prepared and tested. The cross-section of the beams was rectangular of size 230 × 300 mm, and the total length was 2000 mm with a span of 1800 mm. The beams are designed for simply-supported conditions with the two-point load as per specified load positions for different beams. Flexural reinforcement provided is for the balanced conditions as the beams were supposed to test for shear. Two main variables, such as shear span and spacing of stirrups, were incorporated. The beams were designed as per American Concrete Institute (ACI) ACI 440.1R-15. Relation of VExp./VPred. is derived with axial stiffness, span to depth ratio, and stirrups spacing, from which it is observed that current design provisions provide overestimation, particularly at lower stirrups spacing.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권1호
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• pp.67-81
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• 2023

The reinforced concrete (RC) structures might need strengthening or upgradation due to adverse environmental conditions, design defects, modification requirements, and to prolong the expected lifespan. The RC beams have been efficiently strengthened using the near surface mounted (NSM) approach over the externally bonded reinforcing (EBR) system. In this study, the performance of RC beam elements strengthened with NSM-steel rebars was investigated using an experimental program and nonlinear finite element modeling (FEM). Nine medium-sized, rectangular cross-section RC beams total in number made up for the experimental evaluation. The beams strengthened with varying percentages of NSM reinforcement, and the number of grooves was assessed in four-point bending experiments up to failure. Based on the experimental evaluation, the load-displacement response, crack features, and failure modes of the strengthened beams were recorded and considered. According to the experimental findings, NSM steel greatly improved the flexural strength (up to about 84%) and stiffness of RC beams. The flexural response of the tested beams was simulated using a 3D non-linear finite element (FE) model. The findings of the experiments and the numerical analysis showed good agreement. The effect of the NSM groove and reinforcement on the structural response was then assessed parametrically.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 2002

의료용 선형가속기에서 발생되는 고 에너지 광자선은 콜리메이터에 의하여 누출되며 치료두부(head), 콜리메이터, 환자를 포함한 치료실내의 모든 벽과 구성 물질들에 의하여 많은 산란선이 발생된다. 방사선치료는 종양에 따라서 최소한 40 Gy에서 80 Gy까지 조사되기 때문에 주위건강조직 특히 생식가능한 사람에 대한 생식선의 피폭선량을 평가하여야하며 종양치료에 영향을 주지 않은 범위에서 가능한 방법을 동원하여 피폭선량을 줄여야한다. 방사선 안전관리등의 기술기준에 관한 규칙(과학기술부령 제17호) 제3절 의료분야의 특별기준, 제44조(진료환자의 방사선 피폭)에 의하면 진료를 위한 환자 피폭선량을 합리적으로 달성 가능한 최소의 수준으로 유지하기 위한 절차를 구비하여야 하며 과학기술부 장관은 이에 준하는 의료시설 및 장비취급의 기술기준을 정하고 고시하여야한다고 명시 되어있다. 고 에너지방사선은 악성종양환자들의 치료성과를 향상시키는 동시에 치료후 방사선에 의한 만성효과가 발생 될 수 있기 때문에 주선속의 다양한 산란선과 누출선의 선질변화와 선량을 측정하고 생식선과 같은 주요장기를 산란선으로부터 차폐할 수 있는 기구를 제작 사용함으로서 방사선 피폭선량을 최대한으로 감소시킬 수 있었다. 고 에너지 방사선은 의료용 선형가속기(CLINAC 2100C/D. 2100C. 600C)에서 발생시킨 4, 6, 10 MV x-ray와 코발트원격치료장치(ALCYON II)의 코발트선원에서 방출되는 1.25 MV의 감마선을 이용하였다. 선량측정은 폴리스틸렌과 인체팬텀(Rando)사용하였으며 측정기는 이온함, TLD 및 필름을 사용하였다. 고 에너지 방사선에 의한 산란선은 장치의 콜리메이터 뿐만 아니라 치료실 벽 인체내부등 모든 방향에서 방사됨으로 납 벽돌에 의한 차폐율측정은 많은 변수를 가졌으며 고환인 경우에는 3면이 모두 차폐되도록 항아리모양으로 제작하였다. 태아인 경우 태아가 위치하고 있는 골반위에 육교모양의 선반을 만들고 그 위에 납 벽돌을 장치하도록 고안하였다. Co-60 감마선, 4 MV x-선, 10 MV x-선에서 발생되는 누출선량과 산란선량에 의한 평균 피폭선량은 조사면 중심으로부터 10, 30, 60cm 거리에서 조사면내 최대선량에 대하여 각각 $10^{-2},\;10^{-3},\;10^{-4}$의 비율로 측정되었으며 거리에 따라 지수함수로 줄어들었다. 흉부에 국한된 종양을 10 MV x-ray, $12{\times}12 cm^2$ 조사면으로 치료하였을 때 자궁에 받는 피폭선량은 0.9 mGy/Gy이며 고환이 받는 피폭선량은 0.6 mGy/Gy 이었으며 체장과 신장은 각각 4.8 mGy/Gy 와 2.5 mGy/Gy이다 10 MV x-선, $14{\times}14cm^2$ 조사면 경계로부터 10 cm 밖에서 납벽돌의 반가층 두께는 약 9.0 mm 이였고 20cm 밖에서는 반가층 두께가 약 6.5 mm로 측정되었다. 복부에 위치한 악성종양을 60 Gy 조사하였을 경우 태아가 위치하고 있는 자궁의 피폭선량은 약 370 mGy이고 이곳을 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 6.2 cm두께의 납 벽돌을 자궁위에 장착하여야 하며 골반치료시 고환에 10 mGy이하가 되도록 차폐하려면 약 5 cm 두께의 납 항아리가 요구된다. 고 에너지 고 준위 방사선치료시 고환은 3면을 항아리모양으로 차폐할 수 있어 피폭선량을 상당히 줄일 수 있으며 자궁인 경우 체내에서 산란된 선량의 차폐는 불가능하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.37-44
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• 2015

본 연구는 변형경화형 시멘트 복합체(strain hardening cement composite, SHCC)가 고강도 철근이 배근된 보의 휨 거동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 또한, 본 연구에서는 SHCC가 철근콘크리트 휨 부재의 균열완화성능 및 연성에 미치는 영향을 분석하였으며, 실험결과를 토대로 하여 이론적인 휨 강도 예측 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 시멘트 복합체의 종류 및 강도, 철근의 항복강도를 변수로하여 총 6개의 실험체를 제작하였다. 가력을 위해 단순 보 실험체를 500 kN용량의 유압 엑추에이터를 사용하여 변위제어 방식으로 4점 가력 하였다. 실험결과 SHCC를 사용한 경우 일반 고강도 철근콘크리트 보에 비하여 균열완화성능 및 연성이 증가하는 양상을 나타내었다. 특히 고강도 철근을 배근한 경우 휨 내력에 큰 차이를 나타내었으며, 이는 SHCC 대체가 800 MPa급 이상의 고강도 철근을 휨 철근으로 적용할 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 판단된다. 예측된 휨 거동 산정 기법을 제한된 실험의 휨 내력을 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 향후 SHCC의 인장강도 모델분석을 통해 보다 명확한 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.99-106
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• 2001

이 연구의 목적은 기존의 단순지지로 더블티 슬래브에 발생하는 과도한 모멘트, 슬래브 깊이, 중앙부 처짐, 단부 균열의 발생 원인을 근원적으로 해결할 연속화된 개량조인트를 개발하는데 그 초점을 두었다. 개량조인트는 다음과 같은 장점을 얻을 수 있다. 먼저, 보중앙 정모멘트의 감소로 인하여 적용하중에 대한 설계스팬을 증가시킬 수 있으며, 슬래브의 처짐을 감소시킬 수 있다. 또한, 기존 더블티공법의 문제점인 더블티와 역티사이의 연결부 균열을 감소시킬 수 있으며, 시공시 부가적인 거푸집을 필요로 하지 않는다. 개선된 더블티의 댑단부와 직사각형보를 연결부 시험체를 활용하여, 길이철근 배근량을 변수로한 정적 3점재하 실험에서 전단력과 모멘트에 대한 거동을 평가하였다. 이 연구의 범위 안에서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. 개량댑에 의한 연결 부의 연속화는 토핑 콘크리트에 길이 방향 철근을 배근함으로써 효과적으로 구할 수 있으며, 더블티 슬래브의 스팬용량을 증 가시키고 처짐을 일반적으로 감소시킨다. 아울러, 개량댑의 연속화는 단순지지 연결부보다 초기균열에 효과적인 것으로 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제38권1호
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• pp.15-42
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• 2024

A flexible-base coupled-two-beam (CTB) discrete model with equivalent tuned mass dampers is used to assess the effect of soil-structure interaction (SSI) and different types of lateral resisting systems on the design of passive dynamic absorbers (PDAs) under the action of along-wind and across-wind loads due to vortex shedding. A total of five different PDAs are considered in this study: (1) tuned mass damper (TMD), (2) circular tuned sloshing damper (C-TSD), (3) rectangular tuned sloshing damper (R-TSD), (4) two-way liquid damper (TWLD) and (5) pendulum tuned mass damper (PTMD). By modifying the non-dimensional lateral stiffness ratio, the CTB model can consider lateral deformations varying from those of a flexural cantilever beam to those of a shear cantilever beam. The Monte Carlo simulation method was used to generate along-wind and across-wind loads correlated along the height of a real shear wall-frame building, which has similar fundamental periods of vibration and different modes of lateral deformation in the xz and yz planes, respectively. Ambient vibration tests were conducted on the building to identify its real lateral behavior and thus choose the most suitable parameters for the CTB model. Both alongwind and across-wind responses of the 144-meter-tall building were computed considering four soil types (hard rock, dense soil, stiff soil and soft soil) and a single PDA on its top, that is, 96 time-history analyses were carried out to assess the effect of SSI and lateral resisting system on the PDAs design. Based on the parametric analyses, the response significantly increases as the soil flexibility increases for both type of lateral wind loads, particularly for flexural-type deformations. The results show a great effectiveness of PDAs in controlling across-wind peak displacements and both along-wind and across-wind RMS accelerations, on the contrary, PDAs were ineffective in controlling along-wind peak displacements on all soil types and different kind of lateral deformation. Generally speaking, the maximum possible value of the PDA mass efficiency index increases as the soil flexibility increases, on the contrary, it decreases as the non-dimensional lateral stiffness ratio of the building increases; therefore, there is a significant increase of the vibration control effectiveness of PDAs for lateral flexural-type deformations on soft soils.

• 한국광학회지
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• 제35권3호
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• pp.107-114
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• 2024

본 연구에서는 다채널 결맞음 빔결합 시스템에서 공분산 행렬 적응 진화 전략(covariance-matrix-adaptation-evolution-strategy, CMA-ES) 알고리즘의 구현 가능성을 실험적으로 확인하였다. 파장이 635 nm인 결맞음 광원과 함께 공간 광 변조기를 다채널 위상 변조기 배열로 활용하는 다채널 결맞음 빔결합 시스템을 구성하고, 확률적 병렬 경사 하강(stochastic parallel gradient descent, SPGD) 및 CMA-ES 알고리즘을 결맞음 빔결합 시스템에 적용하여 획득한 두 알고리즘의 동작 특성을 비교하였다. 사각 구조인 16채널 및 벌집 구조인 19채널 결맞음 빔결합 시스템에서 두 알고리즘의 동작 특성을 평가한 결과 두 알고리즘의 동작 특성은 주어진 조건에서 평균적으로 유사하였으나, CMA-ES 알고리즘이 SPGD 알고리즘에 비해 초기 위상값 설정에 따른 동작 특성 변동이 상대적으로 작아 보다 안정적으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 저자가 아는 범위 내에서 CMA-ES 위상제어 알고리즘을 다채널 결맞음 빔결합 시스템에 적용한 최초의 원리증명 시연이며, 향후 CMA-ES 위상제어 알고리즘에 기반한 다채널 결맞음 시스템에서 채널 수 증가 혹은 외부 위상잡음 효과 등을 실험적으로 연구할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.46-53
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• 2001

본 연구에서는 PCI 방법으로 설계한 직사각형보의 댑 전단거동을 구명키 위해 실물 크기의 두 개의 보 네 개의 댑단부에 대하여 실험하였다. 적용된 설계 활하중 500kgf/$m^2$은 주차장, 1,200kgf/$m^2$은 매장을 위한 국내설계기준이다. 보의 하단폭은 5층 정도의 매장 또는 주차장건물의 하부 기둥크기와 동일하게 60cm로 하였고, 댑의 깊이는 PCI에서 허용하는 최대치 내에서 하부 플랜지높이의 절반을 적용하였다. 대상 실물 실험체는 PCI 설계에 충분히 만족하도록 설계하였으나, 네 개의 실험체중 활하중 1200kgf/$m^2$를 위한 두 개의 실험체는 사용하중이전에 초기균열이 발생되었고 예측강도에 훨씬 못 미치는 하중에서 니브의 수직 전단파괴에 의하여 종국파괴되었다. 니브 수직전단파괴를 일으킨 활하중 1200kgf/$m^2$실험체의 최종 파괴강도는 77.22tonf과 78.36tonf으로 PCI의 81.9tonf과 ACI의 65.62tonf 사이 값으로 ACI의 예측식에 상회하나 PCI 제안 값에 미달하여 발생하였으므로 ACI제안 방식이 안전적인 측면을 고려할 때 더 합리적인 것으로 사료된다. 모든 하중-변형률곡선에서 걸이철근(Ash)의 변형률이 항복변형률에 도달할 정도로 가장 두드러졌다. 강도를 개선하기 위하여 추가적인 경사 걸이 철근이 필요한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.211-218
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• 2014

철근콘크리트 직사각형 휨 부재의 설계에서, 최소철근량은 취성파괴를 방지하기 위하여 필요하다. 콘크리트구조기준은 극한강도 설계개념을 기반으로 국내에서 일반적으로 사용되는 모델코드이다. 그러나 국토해양부에서 2012년 제정한 도로교설계기준은 한계상태설계법을 기반으로 하고 있으며, 유럽의 EN 코드와 유사하다. 따라서, 두 설계기준에서 제시된 최소철근량은 서로 다른 기원과 안전율에 근거한다. 이 연구에서 단철근 직사각형 단면의 실험체에 상기 두 기준을 적용하여 분석한 결과, EN 코드에서 제시된 최소철근량은 KCI 코드에서 제시된 최소철근량의 76%에 불과하며, 이러한 점에서 구조 설계자의 혼란을 야기한다. 이 연구에서는, KCI와 EN 코드에서 제시한 각각의 최소철근량을 보강한 9개의 직사각형 단면의 휨 실험체를 제작하고, 휨 실험을 수행하였다. 결과에서, 모든 실험체에 대하여 실험에서 측정된 공칭강도와 균열강도의 비는 각 설계식으로부터 평가된 공칭강도와 균열강도의 비에 비하여 25% 이상 큰 것으로 나타났다. 국내기준에서 규정하고 있는 최소철근비의 76%가 보강된 EN 보는 보강철근의 파단으로 파괴되었지만 연성적인 파괴거동을 나타내었다. 따라서, 유럽과 국내기준에 의하여 설계된 최소철근비로 보강된 보는 충분한 구조적 안전성과 연성을 보유하고 있는 것으로 확인되었다.