• Steel and Composite Structures
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• 제28권6호
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• pp.719-734
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• 2018

Prior to the introduction of modern seismic guidelines, it was a common practice to provide straight bar anchorage for beam bottom reinforcement of gravity load designed building. Exterior joints with straight bar anchorages for beam bottom reinforcements are susceptible to sudden anchorage failure under load reversals and hence require systematic seismic upgradation. Hence in the present study, an attempt is made to upgrade exterior beam-column sub-assemblage of a three storied gravity load designed (GLD) building with single steel haunch. Analytical formulations are presented for evaluating the haunch forces in single steel haunch retrofit. Influence of parameters that affect the efficacy and effectiveness of the single haunch retrofit are also discussed. The effectiveness of the single haunch retrofit for enhancing seismic performance of GLD beam-column specimen is evaluated through experimental investigation under reverse cyclic loading. The single steel haunch retrofit had succeeded in preventing the anchorage failure of beam bottom bars of GLD specimen, delaying the joint shear damage and partially directing the damage towards the beam. A remarkable improvement in the load carrying capacity of the upgraded GLD beam-column sub-assemblage is observed. Further, a tremendous improvement in the energy dissipation of about 2.63 times that of GLD specimen is observed in the case of upgraded GLD specimen. The study also underlines the efficacy of single steel haunch retrofit for seismic upgradation of deficient GLD structures.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.65-70
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• 2017

본 연구는 최근 수계소화설비 배관에 적용되고 있는 스테인리스 강관용 프레스식 관이음쇠에 대한 내진성능 연구를 수행한다. 연구를 위한 설비의 구성은 NFPA 13의 배관연결방법으로 하였다. 배관의 허용변위량은 건축구조기준에서 제시한 허용량으로 하였고, 반복회수는 10회로 하였다. 실험 후 배관의 Von-mises 응력은 허용응력의 2.48, 1.25배로 NPPs Allowable Stress for Level D service loading의 "허용응력의 3배"인 기준 보다는 적게 나타났다. 따라서 프레스식 관이음쇠는 내진성능을 갖추고 있는 것으로 판단 할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권2호
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• pp.415-430
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• 2015

Integral abutment bridges have many advantages over bridges with expansion joints in terms of economy and maintenance costs. However, in the design of abutments of integral bridges temperature loads play a crucial role. In addition, seismic loads are readily transferred to the substructure and affect the design of these components significantly. Currently, the European and American bridge design codes consider these two load cases separately in their recommended design load combinations. In this paper, the importance and necessity of combining the thermal and seismic loads is investigated for integral bridges. A 2D finite element combined pile-soil-structure interactive model is used in this evaluation. Nonlinear behavior is assumed for near field soil behind the abutments. The soil around the piles is modeled by nonlinear springs based on p-y curves. The uniform temperature changes occurring at the time of some significant earthquakes around the world are gathered and applied simultaneously with the corresponding earthquake time history ground motions. By comparing the results of these analyses to prescribed AASHTO LRFD load combinations it is observed that pile forces and abutment stresses are affected by this new load combination. This effect is more severe for contraction mode which is caused by negative uniform temperature changes.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권2호
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• pp.209-219
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• 2022

Offshore platforms in seismically active areas must be designed to survive in the face of intense earthquakes without a global structural collapse. This paper scrutinizes the seismic performance of a newly designed and established jacket type offshore platform situated in the entrance of the Gulf of Suez region based on the API-RP2A normalized response spectra during seismic events. A nonlinear finite element model of a typical jacket type offshore platform is constructed taking into consideration the effect of structure-soil-interaction. Soil properties at the site were manipulated to generate the pile lateral soil properties in the form of load deflection curves, based on API-RP2A recommendations. Dynamic characteristics of the offshore platform, the response function, output power spectral density and transfer functions for different elements of the platform are discussed. The joints deflection and acceleration responses demands are presented. It is generally concluded that consideration of the interaction between structure, piles and soil leads to higher deflections and less stresses in platform elements due to soil elasticity, nonlinearity, and damping and leads to a more realistic platform design. The earthquake-based analysis for offshore platform structure is essential for the safe design and operation of offshore platforms.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.407-417
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• 2023

Precast assembled bridge piers with hybrid connection (PASP) use both tendons and socket connections. To study the seismic performance of PASP, a full-scale in-situ test was performed based on an actual bridge project. The elastic-plastic fiber model of PASP was established using finite element software, and numerical analyses were performed to study the influence of prestress degree and socket depth on the PASP seismic performance. The results show that the typical failure mode of PASP under horizontal load is bending failure dominated by concrete cracking at the joint between the column and cushion cap. The cracking of the pier concrete and opening of joints depend on the prestress degree and socket depth. The prestressing tendons and socket connection can provide enough ductility, strength, restoration capability, and bending strength under small horizontal displacements. Although the bearing capacity and post yield stiffness of the pier can be improved to some extent by increasing the prestressing force, ductility is reduced, and residual deformation is increased. Overall, there are reasonable minimum socket depths to ensure the reliability of the socket connection.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.447-458
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• 2024

This study investigated the influence of scale ratio and vertical load on the seismic performance of Puzuo joints in traditional Chinese timber structures. Three low-cyclic reversed loading tests were conducted on three scaled specimens of Bujian Puzuo in Yingxian Wooden Pagoda. This study focused on the deformation patterns and analyzed seismic performance under varying scale ratios and vertical loads. The results indicated that the slip and rotational deformations of Bujian Puzuo were the primary deformations. The scale of the specimen did not affect the layer where the maximum interlayer slip occurred, but it did decrease the proportion of slip deformation. Conversely, the reducing vertical load caused the layer with the maximum slippage and the position of the damaged Dou components to shift upward, and the proportion of slip deformation increased. When the vertical load was decreased by 3.7 times, the maximum horizontal bearing capacity under positive and negative loadings, initial stiffness, and energy dissipation of the specimen decreased by approximately 60%, 58.79%, 69.62%, and 57.93%, respectively. The horizontal bearing capacity under positive loading and energy dissipation of the specimen increased by 35.63% and 131.54%, when the specimen scale was doubled and the vertical load was increased by 15 times.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.301-304
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• 2008

선시공 조립식 거푸집 공법을 사용한 계단의 접합부는 힌지로 처리하여 구조설계를 하는 것이 일반적인 방법이다. 계단참과 경사계단이 만나는 접합부를 힌지로 간주하게 되면 접합부의 모멘트 성능이 전혀 없으므로 계단부분의 휨모멘트가 증가하게 되어 철근 배근량이 늘어난다. 또한 진동 및 피로하중에 의한 접합부 손실이 증가하여 사용성이 저하된다. 그럼에도 불구하고 계단 접합부를 핀접합하는 이유는 현장에서의 시공성이 용이하기 때문이다. 최근들어 시공성을 고려하면서 접합부의 휨성능을 향상시킬 수 있는 반강접에 대한 상세가 제시되고 있으나, 이러한 상세를 구조설계에 전혀 반영하지는 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 계단의 반강접 접합부를 설계에 반영할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 강접합, 반강접합, 핀접합으로 설계된 계단 접합부에 대해 모멘트 성능을 비교하고, 부정정 구조물인 계단 코아부분의 비선형 해석을 통해 항복 이후의 변화를 비교하였다. 연구결과 반강접합 성능을 반영하기 위한 휨강성계수를 도입하였고, 이를 적용한 비선형 해석결과 핀접합보다는 안정적인 결과를 보였고, 강접합에 비해 연성이 뛰어나 내진 및 진동에 대해 유리한 시스템으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.705-714
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• 2012

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.295-304
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• 2000

본 연구의 목적은 지진하중에 대한 응력 해석을 수행하여 ASME, Class 3 설계요건에 따라 스트레이너의 구조건진성을 평가하는 것이다. 스트레이너에 대한 설계요건이 ASME 코드 내에 명백하게 규정되어 있지 않기 때문에 본체는 밸브 설계요건인 ND-3500을 적용하고, 양쪽 플랜지 연결부는 배관 설계요건 중 ND-3658.3을 적용하였으며, 하단의 덮개 플랜지는 Appendix XI에 따라 설계 및 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 T형 스트레이너를 쉘로 모델링하여 유한요소법을 사용하여 지진하중에 의해 스트레이너가 응답하는 모드 형상 및 고유진동수를 계산하여 충분히 강건한 구조물임을 입증한 후 정적 해석을 수행하여 주관과 분기 관이 접합하는 연결부위와 같은 위험단면에서의 막응력과 굽힘 응력을 구하였다. 각 하중조합에 대해 코드에서 규정하고있는 허용 값과 비교한 결과 스트레이너는 지진하중이 작용하는 경우 구조적 건전성을 유지하고 있음을 확인하였다. 아울러 인접 배관을 연결해주는 플랜지 연결부의 응력을 규정에 따라 구한 후 설계요건에 의한 허용 값과 비교하여 건전성을 만족함을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.319-332
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• 2002

국내 조적식 철도터널의 라이닝은 적벽돌이나 화강암의 석재블럭 또는 석축으로 구성되어 있다. 조적식라이닝은 지진하중에 대한 고려가 없이 시공이 되어 있어 지진시 거동에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철도터널내 조적식 라이닝에 대한 물성평가 및 내진 해석기법을 개발하여 내진성능을 평가할 수 있도록 하였다. 적벽돌 조적식 라이닝은 배열이 지반조건에 따라 3~5층으로 구성 되어 있으며 벽돌과 벽돌은 모르터로 부착이 되어 있다. 본 연구에서는 조적식 라이닝의 거동분석 및 내진성능 평가를 위해 적벽돌, 횡줄눈, 종줄눈과 배면줄 눈을 각각 고려한 모형을 개발하였다. 내진해석은 구조물의 고유주기 뿐만 아니라, 지반과의 상호 작용을 고려한 전체계의 주기 등을 고려하는 응답스펙트럼해석을 실시하였다. 또한 라이닝과 지반조건변화에 따른 거동을 분석하고, 보강공법에 따른 거동을 분석하여 합리적인 보강공법을 유도하였다.