• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권2호
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• pp.143-152
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• 2020

Deep coupling beams are more prone to suffer brittle shear failure. The addition of steel fibers to seismic members such as coupling beams can improve their shear performance and ductility. Based on the test results of steel fiber reinforced concrete(SFRC) coupling beams with span-to-depth ratio between 1.5 and 2.5 under lateral reverse cyclic load, the shear mechanism were analyzed by using strut-and-tie model theory, and the effects of the span-to-depth ratio, compressive strength and volume fraction of steel fiber on shear strengths were also discussed. A simplified calculation method to predict the shear capacity of SFRC deep coupling beams was proposed. The results show that the shear force is mainly transmitted by a strut-and-tie mechanism composed of three types of inclined concrete struts, vertical reinforcement ties and nodes. The influence of span-to-depth ratio on shear capacity is mainly due to the change of inclination angle of main inclined struts. The increasing of concrete compressive strength or volume fraction of steel fiber can improve the shear capacity of SFRC deep coupling beams mainly by enhancing the bearing capacity of compressive struts or tensile strength of the vertical tie. The proposed calculation method is verified using experimental data, and comparative results show that the prediction values agree well with the test ones.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.169-178
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• 2009

현행 도로교설계기준의 철근콘크리트 교각 심부구속 횡방향철근량 산정식은 중심축력을 받는 기둥에서 콘크리트 피복이 탈락된 후 콘크리트 심부만으로 저항하는 축강도가 콘크리트 피복이 탈락되기 이전의 축강도 이상이 되기 위하여 필요한 횡구속 철근비로서 콘크리트 압축강도, 횡방향철근 항복강도 및 단면적비율을 주요변수로 고려하고 있다. 이들 변수 중 피복두께에 따라 달라지는 전체단면적과 심부단면적의 단면적비율은 압축파괴 영역에서의 강도발현 측면을 고려한 변수이므로 교각과 같이 작용축력이 상대적으로 낮아 축력보다는 모멘트에 의해서 지배되는 인장파괴 영역의 연성거동 측면에서는 단면적비율이 미치는 영향은 크지 않다. 그러나 설계기준의 횡방향철근량 산정식 자체가 교각의 내진거동에 중요한 요소인 연성능력을 직접적으로 고려한 식이 아니기 때문에 단면크기가 상대적으로 작은 경우 또는 내구성 등의 확보 차원에서 콘크리트 피복두께가 증가하여 단면적비율이 과도하게 커지는 경우에는 교각의 시공성 및 경제성이 저하될 정도로 많은 횡방향철근량이 요구되는 문제점을 야기한다. 따라서 본 논문에서는 콘크리트 피복두께가 심부구속 횡방향철근량 산정식에 미치는 영향을 비교, 분석하고 보다 합리적인 내진설계를 위한 심부구속 횡방향철근량 산정식을 수정 제안하였으며 국내 외에서 수행된 실험 결과를 바탕으로 제안식의 안전율 및 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.205-213
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• 2019

2017년 발생한 포항 지진으로 인하여 천장재, 외장재, 커튼월 등 비구조재의 파괴에 의한 피해가 다수 보고되었으며 비구조재의 내진설계가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 임팩트해머 테스트를 통해 행어볼트 길이에 따른 천장재의 고유진동수와 감쇠비를 식별하였다. 또한 천장재가 벽 또는 다른 구조체에 충돌하는 경우 발생하는 충격효과를 정확히 고려하기 위해 충돌실험을 수행하였다. 식별된 천장재의 동특성과 충격지속시간을 바탕으로 실제로 천장재가 지진하중으로 인하여 주변 구조물과 충돌이 발생하는 경우에 대한 천장재 응답특성을 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석 시뮬레이션 결과, 충격하중은 이격거리에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 보였으며, 달대길이와는 무관한 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
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• 제25권3호
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• pp.91-99
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• 2010

In this study, the advanced numerical algorithm is developed which can performed the static and dynamic stochastic finite element analysis by considering the effect of uncertainties included in the member stiffness of steel cable-stayed bridges and seismic load. After conducting the linear and nonlinear initial shape analysis, the advanced numerical algorithm is the assessment tool which can performed structural the response analysis considering the static linearity and non-linearity of before or after induced intial tensile force, and examined the reliability assessment more efficiently. The verification of the developed numerical algorithm is evaluated by analyzing the regression analysis and coefficient of correlation using the direct monte carlo simulation. Also, the dynamic response characteristic and coefficient of variation of the steel cable-stayed bridge is calculated by considering the uncertainty of random variables using the developed numerical algorithm. In addition, the quantitative structural safety of the steel cable-stayed bridges is evaluated by conducting the reliability assessment based upon the dynamic stochastic finite element analysis result.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권4호
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• pp.363-372
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• 2010

Accurate peak response estimation of a seismically excited structure with frictional damping system (FDS) is very difficult since the structure with FDS shows nonlinear behavior dependent on the structural period, loading characteristics, and relative magnitude between the frictional force and the excitation load. Previous studies have estimated the peak response of the structure with FDS by replacing a nonlinear system with an equivalent linear one or by employing the response spectrum obtained based on nonlinear time history and statistical analysis. In case that earthquake excitation is defined probabilistically, corresponding response of the structure with FDS becomes to have probabilistic distribution. In this study, nonlinear time history analyses were performed for the structure with FDS subjected to artificial earthquake excitation generated using Kanai-Tajimi filter. An equation for the probability density function (PDF) of the displacement response is proposed by adapting the PDF of the normal distribution. Coefficients of the proposed PDF are obtained by regression of the statistical distribution of the time history responses. Finally, the correlation between the resulting PDFs and statistical response distribution is investigated.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.98-106
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• 2003

To construct pile-supported wharf structures that must support heavy horizontal loads, both vertical piles and batter piles are used. Batter piles are used to secure the bearing capacity against the horizontal loads. However, past case histories have shown that the heads of batter piles are vulnerable because these heads are subjected to excessive axial loads during earthquakes. Therefore, the aseismatic reinforcement method must be developed to prevent batter pile heads from breaking due to excessive seismic loads. Two different connecting methods of either inserting rubber or ball-bearing between batter pile head and upper plate were proposed to improve the aseismatic efficiency. Three large-scale pile head models(rubber type model, ball-bearing type model, and fixed type model) were manufactured and horizontal loading tests were peformed for these models. The results showed that the force-displacement relationship of the fixed type model was linear, but that of the rubber type model and the ball-bearing type model was bilinear. The increase in the horizontal displacement led to the increase in the horizontal stiffness of the rubber type models and the decrease in that of the ball-bearing type model. Compared with the values for fixed type model, the damping ratios of the rubber type model and the ball-bearing type model increased about 33~185％ and 263~269％, respectively.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.399-410
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• 2015

콘크리트 충전형 합성기둥(Concrete filled steel tube, CFT)은 철근콘크리트, 강구조보다 뛰어난 변형 능력과 강도 갖고 있다. CFT 현장타설말뚝은 지진하중, 토양액상화 등에 의해 큰 국부전단력을 경험하게 되며 이를 방지하기 위해 큰 직경으로 설계되어 진다. 그러나 현행 기준의 전단 설계식은 CFT의 구속효과를 고려하지 못하고 있으며, 상당히 보수적인 설계식을 제시하고 있다. 전단 설계식의 개선을 위한 선행 전단 실험연구가 거의 없으며 그조차 소구경의 실험연구로만 존재한다. 이 연구는 대구경 콘크리트 충전형 합성기둥의 개선된 전단 설계식을 제안하기 위한 기초연구로써, 원형 CFT 기둥 전단의 선행 실험연구와 현행 설계기준 비교분석을 실행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.677-688
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• 2002

철근콘크리트 기둥의 비선형 이축모멘트-곡률 관계를 추적할 수 있는 이론모델을 개발하였다. 개발된 모델은 피복콘크리트 박리나 또는 최대하중 후 나타날 수 있는 기둥의 모멘트 저항능력의 취성적인 감소도 모사할 수 있다. 개발된 모델을 이용 기둥의 구성재료 특성과 철근의 기하학적 배치가 PM 상관도와 모멘트-곡률에 미치는 영향에 대하여 변수영향을 고찰하고 철근콘크리트 기둥의 연성은 축하중의 크기, 횡방향 철근의 간격 또는 체적에 가장 큰 영향을 받음이 이론적으로 고찰된 ACI PM-상관도와 비교하여 ACI 내진설계 기준에 따라 횡방향 철근이 배근된 기둥의 경우, 축하중과 모멘트에 대한 : (square root of sum of squares)값이 약 10% 증가하였으며 최대 축하중은 약 20% 정도 증가하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.61-71
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• 2010

프리캐스트 콘크리트 골조에서 실물크기의 보-기둥 접합부 실험체 5개를 대상으로 반복가력 실험을 수행하였다. 지진하중을 받는 골조를 대상으로 1개의 일체식 실험체와 4개의 프리캐스트 실험체를 포함하여 5개의 1/2스케일의 내부 보-기둥 접합부를 대상으로 하였다.주요 변수는 보의 구조적 연속성을 확보하기 위한 접합부의 형태와 접합부의 특별한 보강형태(섬유콘크리트와 횡보강근)로 하였다. 실험체는 강기둥-약보 개념에 따라 설계하였다. 보 철근은 접합부에 큰 비탄성 전단력이 작용할 경우 보에 소성힌지가 발생하도록 계획하였다. 접합부의 성능평가는 접합부의 강도, 강성, 에너지 소산능력과 층간변위비로 평가하였다. 실험결과 실험체의 파괴는 보의 소성힌지부에서 파괴되었다. 보-기둥 접합부의 성능은 대체적으로 우수한 것으로 나타났다. 접합부의 강도는 일체식 RC 구조의 비해 1.15배 정도 향상되었다. 층간변위 3.5%때의 강도에서 실험체는 ECC의 인장변형능력과 철골연결재의 항복에 의해 연성거동 하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.85-93
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• 2021

한반도의 70%는 산지로 구성되어 있으며, 서해와 남해의 수심은 상대적으로 얕은 편이다. 따라서, 공업단지, 주거단지, 항만 및 공항 부지를 위한 대규모 간척사업이 시행되고 있다. 매립지역의 일반적인 문제는 지반이 연약하여 지지력이 부족할 뿐만 아니라 상당한 침하가 발생된다는 것이다. 중공블록은 중·저층 아파트 또는 단층의 공장건물을 건설하기 위해 계획된 느슨한 연약기초 지반보강을 위해 사용된다. 최근 4.0~5.0의 강도를 가진 지진이 서쪽과 남동쪽 해안지역을 따라 발생하고 있다. Lee (2019)는 정적 지지력시험을 통해 얕은 기초보강 중공블록의 장점에 대하여 연구하였다. 이 연구에서 블록 내부에 쇄석으로 채움된 보강된 모래지반의 중공블록 동적거동은 진동대 1000 mm × 1000 mm 시험을 통해 연구하였다. 3가지 지진파인 Ofunato, Hachinohe, Artificial 지진파와 2가지 가속도(0.154g, 0.22g)를 진동대 시험에 적용하였다. 중공블록으로 보강된 지반 위의 구조물 수평변위는 LVDT를 사용하여 측정하였다. 중공블록에 의한 지반보강 효율을 평가하기 위하여 지반의 상대밀도를 45%, 65%, 85%로 각각 구성하였으며, 수평변위를 측정하고 한계수평변위 0.015h(건축물 내진등급기준, 2019)와 비교하였다. 중공블록으로 보강된 모래지반에 대한 진동대 시험 결과에 기반해서 벌집 모양의 중공블록은 블록내부에 쇄석 채움으로서 큰 구속력을 가지며, 중공블록의 내부 및 외부를 따라 발생하는 관입저항력으로 인한 큰 주면마찰력을 갖는 것으로 평가되었다. 이러한 모든 요소들은 진동대 시험 중에 수평변위를 상당이 줄이는 것으로 나타났다. 마지막으로, 중공블록 보강 지반은 지진파와 가속도에 상관없이 중·저층 건물의 얕은기초 보강공법으로 매우 우수함이 입증되었다.