• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.611-620
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• 2006

보의 전단 메커니즘을 구성하는 보 작용과 아치 작용은 전단경간비(a/d)에 따라 그 존재 비율이 바뀔 뿐, 항상 공존한다. 그러나 대부분의 제안식들은 이를 함께 고려하지 않으며, 단순히 a/d=2.5를 기준으로 식의 형태를 나누어 제시하는 것에 그치고 있다. 또한 현 설계 기준은 과거의 일반 강도 콘크리트를 기준으로 설립되었기 때문에, 현재 사용 추세가 점차 증가하고 있는 고강도 콘크리트에 적용하기에는 다소 한계점이 있다. 이러한 문제점을 보완하고자, 본 연구에서는 a/d의 범위에 구애받지 않으며 고강도의 콘크리트에서도 사용이 가능한 전단 강도 예측식을 제안하였다. 보 작용과 아치 작용을 동시에 고려하기 위해 Jenq과 Shah 모델을 바탕으로 축방향에 따른 철근의 응력 변화를 산정하여, 단면의 모멘트로부터 전단 강도를 산출하였다. 보다 정확한 예측식의 제안을 위하여 장부 작용과 전단 마찰과 같은 2차적인 작용들 역시 제안식에 포함시켰으며, 크기 효과도 반영하였다. 식의 상수를 결정하고 식의 형태를 간략화하기 위해 다량의 실험 자료를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 제안식을 콘크리트의 압축강도($f'_c$), 전단경간비(a/d), 철근비($\rho$), 보의 유효 깊이(d), 철근의 항복강도($f_y$)의 변수를 기준으로 기존의 식들과 비교 검증한 결과, 제안식이 보다 정확하고 합리적인 예측을 하는 것으로 판명되었다. 또한 제안식의 변수별 거동 양상 역시 실험값과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2017

A new simple and practical strut-and-tie model (STM) for predicting the shear strength of RC pile caps is proposed in this paper. Two approaches are adopted to take into account the concrete softening effect. In the first approach, a concrete efficiency factor based on compression field theory is employed to determine the effective strength of a concrete strut, assumed to control the shear strength of the whole member. The second adopted Kupfer and Gerstle's biaxial failure criterion of concrete to derive the simple nominal shear strength of pile caps containing the interaction between strut and tie capacity. The validation of these two methods is investigated using 110 RC pile cap test results and other STMs available in the literature. It was found that the failure criterion approach appears to provide more accurate and consistent predictions, and hence is chosen to be the proposed STM. Finally, the predictions of the proposed STM are also compared with those obtained by using seven other STMs from codes of practice and the literature, and were found to give better accuracy and consistency.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2234-2241
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• 2015

본 연구에서는 국내 지반의 전단강도정수와 콘지수 사이의 상관관계를 확립하기 위하여 먼저 콘관입 모델을 통한 이론적 상관관계를 정리하고 이의 신뢰도를 높이기 위하여 인공신경망 기법을 적용하였다. 이론적 상관관계는 이론식을 유도하면서 적용한 가정들로 인하여 신뢰성 있는 지반의 거동을 예측하기 어려운 측면이 있다. 따라서 인공신경망 기법을 적용하여 이론적, 경험적 방법과 같은 기존의 방법과는 다른 새로운 측면에서 지반의 거동 특성을 파악할 필요성이 있다. 인경신경망 모델은 국내의 다양한 건설현장에서 수행한 지반조사 보고서를 통해서 입력자료를 확보한 뒤에 모델학습을 수행하였다. 연구결과 측정값과 예측값의 오차가 크지 않았고, 비교적 고르게 분포함을 알 수 있었다. 추후 보강된 인공신경망 모델을 구축하면 국내 특정 지역뿐만 아니라 일반화된 지역에 보편적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.99-107
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• 2008

본 논문에서는 유효 스터럽 개념을 이용한 전단보강근의 강도 예측 방법을 제안하고 있다. 유효 스터럽 개념을 이용한 예측에서 가장 중요시 되는 부분인 전단 균열각 예측은 수정압축장이론 (modified compression field theory, MCFT)을 이용하여 수행하였다. 현 설계기준인 ACI 318-05와 기존 문헌에서 인용한 39개의 실제 실험 데이터를 이용하여 예측 방법의 유효성을 평가하였다. 평가시 고려한 영향인자로는 콘크리트 강도 그리고 전단보강근의 종류가 있었고, 추가로 2개의 full-scale의 보 실험을 수행하여 제안된 방법의 헤디드 바 사용 시험체의 확대 적용 가능성도 평가하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권2호
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• pp.203-215
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• 2018

A large body of experiments have been conducted to date to evaluate the punching shear strength of flat slab-column connections, but it is noted that only a few of them have been considered for the development of the ACI Code provisions. The limited test results used for the development of the code provisions fall short of predicting accurately the punching shear strength of such connections. In an effort to address this shortfall and to gain an insight into the factors that control the punching shear strength of flat slab-column connections, we report a qualified database of 650 punching shear test results in this article. All slabs examined in this database were tested under gravity loading and do not contain shear reinforcement. In order to justify including any test result for evaluation punching shear database, we have developed an approved set of criteria. Carefully established set of criteria represent the actual characteristics of structures that include minimum compressive strength, effective depths of slab, flexural and compression reinforcement ratio and column size. The key parameters that significantly affect the punching shear strength of flat slab-column connections are then examined using ACI 318-14 expression. The results reported here have paramount significance on the range of applicability of the ACI Code provision and seem to indicate that the ACI provisions do not sufficiently capture many trends identified through regression of the principal parameters, and fall on the unsafe side for the prediction of the punching shear strength of flat slab-column connections.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.51-60
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• 2012

동토지반의 기초구조물을 설계하는데 있어 기초의 안정성을 지배하는 설계정수인 동결토의 전단강도 및 동착강도를 측정하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만, 아직까지 동결토의 전단강도 특성에 관한 많은 연구들은 토사 종류, 수직구속응력, 동결온도조건 등 여러 가지 영향인자 중 제한된 영향인자의 변화를 통해 수행되어 왔다. 동결토는 일반 토질과는 달리 토립자, 물, 공기뿐만 아니라 얼음을 포함한 4상으로 구성되어 있으며, 동토의 역학적인 성질의 변화는 일반적으로 온도, 수직구속응력, 동토의 구성물질에 따라 영향을 받는다. 이와 같은 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 영하 30도의 저온환경에서도 동작이 가능하도록 설계된 동결토 직접전단시험기를 활용하였으며, 동토지역의 저온환경을 모사하기 위하여 대형 냉동챔버 내에 직접전단시험기를 설치하였다. 동결토의 전단강도 특성을 측정하기 위하여 비교적 균질한 입경분포를 지닌 주문진표준사 및 실리카모래와 입도분포가 좋은 화강풍화토를 활용하였다. 각각 세가지 시료에 대하여 전단시험은 세가지 동결온도 조건 및 수직구속응력 조건에서 수행되었으며, 그 결과를 바탕으로 동결온도조건 및 수직구속응력이 동결토의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 전반적으로 동결토의 전단강도는 동결온도가 낮아질수록 증가하는 경향을 보였으나, 수직구속응력에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.71-77
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• 2016

This study was to evaluate the feasibility of pre-consolidation pressure distribution characteristic of western and southern coastal region, using correlation of unconfined compressive strength and preceding research equation. Pre-consolidation of western and southern region showed similar trends undrained shear strength and pre-consolidation pressure in proportion to unconfined compressive strength. Predicted results of U.S. NAVY. (1982) equation revealed a small error western 9.7 % and southern 0.4 %. Prediction correlation results of pre-consolidation using unconfined compressive strength revealed an error western 16.8 % and southern 0.7 %. It was reported that less than 20 percent of pre-consolidation pressure prediction result of Casagrande forecasting error. Estimates of pre-consolidation pressure are possible, before the standard consolidation test, because it was reported that less than 20 % of the forecasting errors of Casagrande.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.113-119
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• 2024

Existing reinforced concrete buildings with seismically deficient column details affect the overall behavior depending on the failure type of column. This study aims to develop and validate a machine learning-based prediction model for the column failure modes (shear, flexure-shear, and flexure failure modes). For this purpose, artificial neural network (ANN), K-nearest neighbor (KNN), decision tree (DT), and random forest (RF) models were used, considering previously collected experimental data. Using four machine learning methodologies, we developed a classification learning model that can predict the column failure modes in terms of the input variables using concrete compressive strength, steel yield strength, axial load ratio, height-to-dept aspect ratio, longitudinal reinforcement ratio, and transverse reinforcement ratio. The performance of each machine learning model was compared and verified by calculating accuracy, precision, recall, F1-Score, and ROC. Based on the performance measurements of the classification model, the RF model represents the highest average value of the classification model performance measurements among the considered learning methods, and it can conservatively predict the shear failure mode. Thus, the RF model can rapidly predict the column failure modes with simple column details.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 준설 및 환경매립에 관한 학술세미나
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• pp.51-81
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• 1999

• Earthquakes and Structures
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• 제7권5호
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• pp.647-665
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• 2014

Squat reinforced concrete walls require enough shear strength in order to promote flexural yielding, which creates the need for designers of an accurate method for strength prediction. In many cases, especially for existing buildings, strength estimates might be insufficient when more accurate analyses are needed, such as pushover analysis. In this case, estimates of load versus displacement are required for building modeling. A model is developed that predicts the shear load versus shear deformation of squat reinforced concrete walls by means of a panel formulation. In order to provide a simple, design-oriented tool, the formulation considers the wall as a single element, which presents an average strain and stress field for the entire wall. Simple material constitutive laws for concrete and steel are used. The developed models can be divided into two categories: (i) rotating-angle and (ii) fixed-angle models. In the first case, the principal stress/strain direction rotates for each drift increment. This situation is addressed by prescribing the average normal strain of the panel. The formation of a crack, which can be interpreted as a fixed principal strain direction is imposed on the second formulation via calibration of the principal stress/strain direction obtained from the rotating-angle model at a cracking stage. Two alternatives are selected for the cracking point: fcr and 0.5fcr (post-peak). In terms of shear capacity, the model results are compared with an experimental database indicating that the fixed-angle models yield good results. The overall response (load-displacement) is also reasonable well predicted for specimens with diagonal compression failure.