• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.253-263
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• 2007

기존의 많은 연구에서 비구속 콘크리트에 비해 FRP로 구속된 콘크리트는 강도 및 연성의 탁월한 증진 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 그러나, FRP로 구속된 콘크리트에 대한 보강 설계 시 구속 효과에 의한 정확한 평가가 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 강도 및 변형률을 예측하고자 하였다. 이를 위해서 102개의 실험체를 제작하여 일축압축실험을 수행하였으며 축하중, 축방향 변형률 및 횡방향 변형률을 측정하였다. 또한, 보다 정확한 극한응력과 변형률 예측식을 개발하기 위하여 기존 연구 결과를 이용하였다. 본 연구에서는 FRP로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험을 통해 강도 및 변형률 예측 모델을 제안하였다. 제안된 식은 기존의 설계식에 비해 극한응력과 파괴 변형률을 보다 정확하게 예측하였다. 결과적으로, 본 연구에서 제안된 식은 구속된 콘크리트의 보수 보강을 위한 응력-변형률 모델에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.75-82
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• 2008

국내에는 약 18,000여개의 댐이 있는 것으로 보고되고 있다. 이 중에서 대댐으로 분류되는 1,200여개의 대댐은 비교적 양호하게 운영 관리되고 있으나, 지자체 등에서 관리하는 소규모의 댐들은 대부분 제체를 관통하는 복통을 갖고 있으며, 제도적 장치의 미비와 전문 인력의 부족으로 체계적인 유지관리가 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 소규모 댐들에서 자주 발생하는 결함의 유형에 대해서 고찰하고, 결함의 보수보강을 통하여 소규모 댐의 안전을 확보할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 또한, 전기비저항 탐사를 통하여 결함의 진행정도를 파악하고, 보수보강 이후의 보수보강 효과를 판정하는 방법론을 제시하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.237-246
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• 2006

손상된 구조부재, 특히 철근콘크리트교량 교각의 내진성능을 정확하게 평가할 수 있도록 하기 위하여 비탄성 시간종속요소를 제안하였다. 비탄성 시간종속요소는 강도 및 강성의 저하된 상태를 유지한 부재상태에 보수 및 보강에 의한 특성치들의 증가분에 대한 효과를 고려할 수 있는 요소이다. 이 시간종속요소는 활성시작시간과 활성끝시간을 갖는 비탄성 요소로서 정적시간이력해석이나 동적시간이력해석의 경우, 사용자가 원하는 시간간격 내에서 자유롭게 활성화를 시킬 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서 개발된 시간종속요소를 이용한 해석결과를 보수 및 보강된 철근콘크리트 교각 실험결과와 비교하였고 전반적으로 만족할만한 상관관계를 얻었다. 아울러 연속지진하중하에서 철근콘크리트 교량의 비선형 시간이력의 비교해석을 통하여 개발된 요소의 타당성을 입증하였다. 결론적으로 본 연구에서 개발된 시간종속요소는 보수 및 보강후의 철근콘크리트교량 교각의 내진수행능력 산정에 유용한 자료를 제공하여 구조물의 전반적인 내진안정성 검토에 크게 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제4권3호
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• pp.367-389
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• 2008

Shape Memory Alloys (SMAs) are unique materials with a paramount potential for various applications in bridges. The novelty of this material lies in its ability to undergo large deformations and return to its undeformed shape through stress removal (superelasticity) or heating (shape memory effect). In particular, Ni-Ti alloys have distinct thermomechanical properties including superelasticity, shape memory effect, and hysteretic damping. SMA along with sensing devices can be effectively used to construct smart Reinforced Concrete (RC) bridges that can detect and repair damage, and adapt to changes in the loading conditions. SMA can also be used to retrofit existing deficient bridges. This includes the use of external post-tensioning, dampers, isolators and/or restrainers. This paper critically examines the fundamental characteristics of SMA and available sensing devices emphasizing the factors that control their properties. Existing SMA models are discussed and the application of one of the models to analyze a bridge pier is presented. SMA applications in the construction of smart bridge structures are discussed. Future trends and methods to achieve smart bridges are also proposed.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제3권3호
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• pp.233-257
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• 2016

This paper provides an overview on development of long-span bridges monitoring in Japan, with emphasis on monitoring strategies, types of monitoring system, and effective utilization of monitoring data. Because of severe environment condition such as high seismic activity and strong wind, bridge monitoring systems in Japan historically put more emphasis on structural evaluation against extreme events. Monitoring data were used to verify design assumptions, update specifications, and facilitate the efficacy of vibration control system. These were among the first objectives of instrumentation of long-span bridges in a framework of monitoring system in Japan. Later, monitoring systems were also utilized to evaluate structural performance under various environment and loading conditions, and to detect the possible structural deterioration over the age of structures. Monitoring systems are also employed as the basis of investigation and decision making for structural repair and/or retrofit when required. More recent interest has been to further extend application of monitoring to facilitate operation and maintenance, through rationalization of risk and asset management by utilizing monitoring data. The paper describes strategies and several examples of monitoring system and lessons learned from structural monitoring of long-span bridges in Japan.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.161-168
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• 2021

Existing old reinforced concrete buildings could be vulnerable to earthquakes because they were constructed without satisfying seismic design and detail requirements. In current seismic design standards, the target collapse probability for a given Maximum Considered Earthquake (MCE) ground-shaking hazard is defined as 10% for ordinary buildings. This study aims to estimate the collapse probabilities of a three-story, old, reinforced concrete building designed by only considering gravity loads. Four different seismic design categories (SDC), A, B, C, and D, are considered. This study reveals that the RC building located in the SDC A region satisfies the target collapse probability. However, buildings located in SDC B, C, and D regions do not meet the target collapse probability. Since the degree of exceedance of the target probability increases with an increase in the SDC level, it is imminent to retrofit non-ductile RC buildings similar to the model building. It can be confirmed that repair and reinforcement of old reinforced concrete buildings are required.

• 소성∙가공
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• 제30권3호
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• pp.109-118
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• 2021

Recently, there has been an increased interest in the remanufacturing of mechanical parts using metal additive manufacturing processes in regards to resource recycling and carbon neutrality. DED (directed energy deposition) process can create desired metallic shapes on both even and uneven substrate via line-by-line deposition. Hence, DED process is very useful for the repair, retrofit and remanufacturing of mechanical parts with irregular damages. The objective of the current paper is to investigate the effects DED process parameters, including the effects of power and the scan speed of the laser, on deposition and residual stress characteristics for remanufacturing of mechanical parts using experiments and finite element analyses (FEAs). AISI 1045 is used as the substrate material and the feeding powder. The characteristic dimensions of the bead shape and the heat affected zone (HAZ) for different deposition conditions are obtained from the experimental results. Efficiencies of the heat flux model for different deposition conditions are estimated by the comparison of the results of FEAs with those of experiments in terms of the width and the depth of HAZ. In addition, the influence of the process parameters on residual stress distributions in the vicinity of the deposited region is investigated using the results of FEAs. Finally, a suitable deposition condition is predicted in regards to the bead formation and the residual stress.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권6호
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• pp.443-454
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• 2023

Steel shear walls are used to strengthen steel and concrete structures. One such system is Partial Attached Steel Shear Walls (PASSW), which are only connected to frame beams. This system offers both structural and architectural advantages. This study first calibrated the numerical model of RC frames with and without PASSW using an experimental sample. The seismic performance of the RC frame was evaluated by 30 non-linear static analyses, which considered stiffness, ductility, lateral strength, and energy dissipation, to investigate the effect of PASSW width and column axial load. Based on numerical results and a curve fitting technique, a lateral stiffness equation was developed for frames equipped with PASSW. The effect of the shear wall location on the concrete frame was evaluated through eight analyses. Nonlinear dynamic analysis was performed to investigate the effect of the shear wall on maximum frame displacement using three earthquake records. The results revealed that if PASSW is designed with appropriate stiffness, it can increase the energy dissipation and ductility of the frame by 2 and 1.2 times, respectively. The stiffness and strength of the frame are greatly influenced by PASSW, while axial force has the most significant negative impact on energy dissipation. Furthermore, the location of PASSW does not affect the frame's behavior, and it is possible to have large openings in the frame bay.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.153-161
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• 2010

1970년대에 콘크리트를 기반으로 지어진 많은 구조물과 빌딩은 안전성과 사용성을 고려하여 무수히 많은 연구를 현재까지 진행해 왔으나, 설계강도 보다 낮은 최대강도를 보이고 있다. 현재 노후화된 콘크리트 구조물들에 대한 다양한 보수 보강 공법이 개발되어 적용되고 있지만 기존 연구들은 구조물의 특성에 대해서는 고려하지 않고, 단지 기존 부재와 보수 재료의 부착에 관한 연구와 기존 부재를 효과적으로 보강하기 위한 새로운 방법을 개발하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 보수 보강 재료를 이용한 효율적인 강도증진 방법에 대한 연구, 보강 재료와 기존 부재 사이의 거동에 대해 부족했던 연구를 보완하고자 한다. 또한 고강도 콘크리트는 높은 압축강도를 발현하기 때문에 부재의 단면을 축소시킬 뿐만 아니라 구조물의 자중 또한 감소시킬 수 있으므로 거대한 구조물 건설에 사용되고 있다. 고강도 콘크리트의 사용이 점차 증가하는 추세이지만 고강도 콘크리트를 이용한 구조물의 보수 보강에 대한 방법 연구 역시 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 효과적인 고강도 콘크리트 기둥에 대한 보수 보강 방법을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 사각단명 형상을 가진 기둥을 팔각단면으로 형상 변형을 통해 CFS로 보수 보강하여 단면 형상이 변함에 따른 효과를 파악하고, CFS로 보강된 고강도 콘크리트(HSC) 기둥의 강도 증대 효과와 파괴 거동에 대해 파악하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-509
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• 2011

ECC는 모르타르 매트릭스에 약 2% 이내 체적비의 합성 섬유를 보강하여 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동과 다수의 미세균열을 발현하도록 제조한 높은 연성의 시멘트 복합 재료이다. 최근 ECC를 적용하는 연구가 구조물 보수보강 공법, 현장 타설 및 프리캐스트화 공법 등 다양한 형태로 진행되고 있으며, 특히 연성이 요구되는 구조 부재에 적용하고 하는 시도가 끊임없이 이루어지고 있다. 이 연구에서는 성능 저하된 철근콘크리트(RC) 보의 구조 성능 및 균열 제어 성능을 개선하기 위하여 ECC와 고장력 철근을 함께 활용하는 보강 공법을 다루고 있다. 이를 위하여 RC 보실험체를 제작 실험하여 구조 성능과 파괴 형태 등을 연구하였다. 실험 결과, ECC와 고장력 철근으로 보강된 RC보는 우수한 균열 제어 성능과 더불어 휨 내하력 및 휨 강성이 크게 향상되는 것으로 평가되었다. 이 연구 결과는 ECC와 고장력 철근을 활용한 보강 공법의 설계 및 현장 적용을 위한 기초 자료로 활용될 것이다.