• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2267-2275
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• 2013

기존의 천수흐름 해석 상용모형에서는 내부 경계조건을 단순히 완전활동조건으로 가정하여 유체의 흐름을 해석함으로써 구조물 주위에서의 유속, 와도, 수위, 전단력의 분포, 항력 및 양력의 시간에 따른 변화 등을 올바르게 해석하지 못하였다. 본 연구에서는 구조물 주위에서의 흐름특성을 정확하게 예측할 수 있는 유한요소모형을 개발하고, 구조물에서의 경계조건을 활동길이를 이용한 부분활동조건으로 묘사하여 내부경계조건에 따른 원형 실린더 후면에서의 층류 흐름특성을 분석하였다. 종횡방향 유속 및 와도의 시간에 따른 변화, 후류길이, 활동길이에 따른 와류열의 변화와 질량보존율을 비교한 결과 완전활동조건을 부여한 경우에는 와류열이 전혀 형성되지 않고 완전한 층류흐름이 발생하였다. 부분활동조건을 입력한 경우 실린더 표면에서의 유속분포가 변화되어 전단력의 크기와 와도의 발생에 영향을 미치므로 무활조건을 부여한 경우에 비해 와류열의 발생 주기가 짧아졌다. 최대 질량보존 오차는 무활조건을 적용한 경우 0.73%로 나타났으며, 무활조건에 비해 부분활동조건을 부여한 경우의 오차율이 최대 0.21% 감소하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권2호
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• pp.353-368
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• 2016

This paper extends our recent work on the fatigue behavior of stud shear connectors in steel and recycled tyre rubber-filled concrete (RRFC) composite beams. A series of 16 fatigue push-out tests were conducted using a hydraulic servo testing machine. Three different recycled tyre rubber contents of concrete, 0%, 5% and 10%, were adopted as main variable parameters. Stress amplitudes and the diameters of studs were also taken into consideration in the tests. The results show that the fatigue lives of studs in 5% and 10% RRFC were 1.6 and 2.0 times greater of those in normal concrete, respectively. At the same time, the ultimate residual slips' values of stud increased in RRFC to highlight its better ductility. The average ultimate residual slip value of the studs was found to be equal to a quarter of studs' diameter. It had also been proved that stress amplitude was inversely proportional to the fatigue life of studs. Moreover, the fatigue lives of studs with large diameter were slightly shorter than those of smaller ones and using larger ones had the risk of tearing off the base metal. Finally, the comparison between test results and three national codes was discussed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.121-131
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• 2007

최근 암반구조물의 규모가 점차 대형.대단면화됨에 따라 암반 절리면이 자유면에 노출되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있으며 지진, 발파와 같은 외부 동적 하중의 영향을 받을 가능성이 커지고 있으므로 다양한 동적 하중조건 하에서 암반 불연속면의 거동 특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 전단속도의 변화에 따른 편평한 화강암 전단면의 마찰특성 변화를 알아보고자 다양한 조건하에서 직접전단시험을 수행하였다. 수행한 직접전단시험은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 첫 번째 시험에서는 시험이 수행되는 동안 각각 7가지의 일정한 전단속도로 전단변위가 발생되도록 하여 전단속도에 따른 마찰계수의 변화를 살펴보았으며, 두 번째 시험에서는 전단변위가 발생되는 중간에3가지 형태의 순간적인 전단속도 변화가 마찰특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 수직응력과 전단속도의 변화에 따른 편평한 화강암의 마찰계수 변화는 가해진 수직응력 수준에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 전단속도의 변화가 마찰거동에 영향을 미치기 시작하는 전이속도는 수직응력이 증가함에 따라 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 전단속도가 느릴수록 stick-slip 거동에서의 응력 저하 폭이 커지는 경향을 보였다. 순간적인 전단속도 변화에 따른 정상 상태에서의 마찰계수 변화를 살펴본 결과 순간적인 속도의 증가에 따라 마찰계수가 감소하는 속도 연화 현상이 나타났으며, 느린 전단속도에서 전단속도의 변화에 따른 마찰계수의 감소폭이 빠른 전단속도에서의 변화에 따른 감소폭보다 더 큰 경향을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.419-426
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• 2016

이 연구에서는 다양한 콘크리트를 갖는 전단계면에서의 전단마찰거동에 대한 횡보강근 및 압축응력의 영향을 평가하였다. 12개 직접전단실험체로부터 균열진전, 전단하중-상대 미끄러짐 관계, 균열발생시 전단응력, 최대전단내력 및 횡보강근의 전단저항력 등이 측정되었다. 실험결과 동일 전단하중에서 상대 미끄러짐 제어에 대한 횡보강근 배근형상 및 콘크리트 압축강도의 영향은 미미하였다. 작용 압축응력의 증가와 함께 콘크리트의 전단전달력을 증가하는 반면, 횡보강근의 전단전달력은 감소하였는데, 횡보강근의 전단저항은 배근형태에 의해 영향을 받지 않았다. AASHTO-LRFD, Mattock 및 Hwang and Yang의 모델은 콘크리트의 전단마찰내력을 과소평가하였다. 반면, Hwang and Yang의 모델은 실험결과와의 비교에 대한 평균과 표준편차 값이 각각 1.02과 0.23으로서 기존 모델에 비해 다양한 변수의 영향을 적절히 고려하면서 콘크리트의 전단마찰내력을 잘 예측하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권1호
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• pp.1-16
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• 2020

In steel-concrete composite beams, to improve the cracking resistance of the concrete slab in the hogging moment region, a new type of connector in the interface, named uplift-restricted and slip-permitted screw-type (URSP-S) connector has been proposed. This paper focuses on the behavior of steel-concrete composite beams with URSP-S connectors. A total of three beam specimens including a simply supported beam with URSP-S connectors and two continuous composite beams with different connectors arrangements were designed and tested. More specifically, one continuous composite beam was equipped with URSP-S connectors in negative moment region and traditional shear studs in other regions. For comparison, the other one was designed with only traditional shear studs. The failure modes, crack evolution process, ultimate capacities, strain responses at different locations as well as the interface slip of the three tested specimens were measured and evaluated in-depth. Based on the experimental study, the research findings indicate that the larger slip deformation is allowed while using URSP-S connectors. Meanwhile, the tensile stress reduces and the cracking resistance of the concrete slab improves accordingly. In addition, the overall stiffness and strength of the composite beam become slightly lower than those of the composite beam using traditional shear studs. Moreover, the arrangement suggestion of URSP-S connectors in the composite beam is discussed in this paper for its practical design and application.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.39-52
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• 2013

본 연구는 포화-압밀-전단 제어형 링전단시험장치를 이용하여 (i) 전단시간에 따른 전단응력 특성, (ii) 구속압과 전단속도에 따른 전단특성 및 (iii) 전단속도에 따른 전단응력 특성에 대한 연구를 수행하였다. 이질 재료간의 전단특성을 살펴보고자 낙동강 모래와 해안 점토를 사용하였다. 본 연구에서는 모래와 모래, 점토와 점토, 모래와 점토끼리의 전단특성을 살펴보고자 비배수 조건에서 특정 구속압(50과 100kPa)에 대한 실험을 1차적으로 수행하였다. 모든 실험은 특정 구속압에 대해 300sec 동안 자동 압밀조건을 거친 후 전단실험을 수행하였다. 2차 실험으로 세 시료에 대한 수직응력 변화에 따른 전단응력 특성을 살펴보고자 수직응력을 20~150kPa까지 단계별로 높여가며 실험을 수행하였다. 마지막으로 특정 구속압에 대해 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 100mm/sec까지 5 단계로 나누어 실험을 수행하였다. 이질재료 간의 전단응력은 특정 구속압 하에서 모래-점토의 전단응력(최대전단응력과 잔류전단응력)은 모래-모래보다는 작고, 점토-점토보다는 약간 큰 것으로 나타났다. 전단응력은 구속압과 전단속도에 의해 전단면에서 발생하는 입자 파쇄와 젖음현상에 의존하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.749-758
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• 1998

현장타설 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성 평가를 분석하고 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성을 평가하기 위한 실험을 통해 전단강성을 구하였다. 전단연결부 채움재료의 강도특성에 대한 변수연구와 국부적인 응력분포를 파악하기 위하여 push-out 실험부재에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석을 통해 구한 하중-슬립관계를 실험에서 구한 것과 비교하여 타당성을 검증하고 프리캐스트 바닥판 교량 전단연결부의 초기 강성에 대한 평가식을 제안하였다. 선형해석을 수행하여 전단연결재 지름과 모르터의 강도에 따른 손상의 양상과 전단연결재와 무수축모르터에 각각 파괴기준을 적용하여 파괴하중을 예측하고 실험값과 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권6호
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• pp.693-708
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• 2023

Composite beams, two materials joined together, have become more common in structural engineering over the past few decades because they have better mechanical and structural properties. The shear connectors between their layers exhibit some deformability with finite stiffness, resulting in interfacial shear slip, a phenomenon known as partial shear interaction. Such a partial shear interaction contributes significantly to the composite beams. To provide precise predictions of the geometric nonlinear behavior shown by two-layered composite beams with interfacial shear slips, a robust analytical model has been developed that incorporates the influence of significant displacements. The application of a higher-order beam theory to the two material layers results in a third-order adjustment of the longitudinal displacement within each layer along the depth of the beam. Deformable shear connectors are employed at the interface to represent the partial shear interaction by means of a sequence of shear connectors that are evenly distributed throughout the beam's length. The Von-Karman theory of large deflection incorporates geometric nonlinearity into the governing equations, which are then solved analytically using the Navier solution technique. Suggested model exhibits a notable level of agreement with published findings, and numerical outputs derived from finite element (FE) model. Large displacement substantially reduces deflection, interfacial shear slip, and stress values. Geometric nonlinearity has a significant impact on beams with larger span-to-depth ratio and a greater degree of shear connector deformability. Potentially, the analytical model can accurately predict the geometric nonlinear responses of composite beams. The model has a high degree of generality, which might aid in the numerical solution of composite beams with varying configurations and shear criteria.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.519-524
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• 2004

This study is concerned with the braking distance estimation using frictional energy rate. First, steady state rolling analysis is performed, and using this result, the braking distance is estimated. Dynamic rolling analysis during entire braking time period is impratical, so that this study divides the vehicle velocity by 10km/h to reduce the analysis time. The multiplication of the slip rate and the shear stress provides the frictional energy rate. Using frictional energy rate, total braking distance is estimated, In addition, ABS(Anti-lock Brake System) is considered, and two type of slip ratios are compared, One is 15% slip ratio for the ABS condition, and the other is 100% slip ratio which leads lo the almost same braking distance as the elementary kinematic theory. A slip ratio is controlled by angular velocity in ABAQUS/Explicit, A 15% slip ratio gives the real vehicle's braking distance when the frictional energy occurred al disk pad is included. Disk pad's frictional energy rate is calculated by the theoretical approach.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.65-73
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• 2008

현재 일본에서는 사면 안정 문제에 있어서 파괴면상의 전단강도는 일반적으로 점착력의 경험적 예측에 기초를 두고 있으며, 그 점착력은 표토상부에서 가정한 활동 면까지 흙두께에 비례한다고 가정한다. 이 예측법은 안정해석 결과가 설계자에 의한 영향을 받지 않는다는 점이 이점이나, 이론적인 배경이 부족하고, 파괴면 상의 흙두께가 매우 두꺼운 경우에는 점착력이 과다평가되어 역으로 때때로 그로 인한 전단저항각이 과소평가되지기도 한다. 본 연구에서는 2007년 효고현의 자연사면 파괴사례를 대상으로 파괴면상의 현장전단응력의 효과를 고려한 일련의 직접전단시험을 실시하여 주의 깊게 조사하였다. 그 결과, 초기전단음력을 고려한 시험으로부터 구한 전단강도가 사면파괴의 역해석에 적용되었을 때의 안전률이 현장상황과 부합하고 있음을 알 수 있었다.