• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권3호
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• pp.391-416
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• 2018

The purpose of this article is to strengthen concrete structures using buckling and non-buckling braces. Connection plates are modeled in three shapes including the effect of 1.5t hinge zone length, 2t one and without the zone (1.5t-CP, 2t-CP and WCP). According to the verification performed with ABAQUS software, the connection plates which are superior in ductility and strengthening are found. The results show adding steel braces in concrete moment frames increase the strength and stiffness of the structures up to about 12 and 3 times, respectively. The frame strength increased about 21 and 25 percent with considering the effect of 2t hinge length in connection plates compared to 1.5t-CPs and WCPs. Also the ductility of retrofitted frames with 2t-CP improved 2.06 times more than WCP ones. Thus, 2t-CP sample is the best choice for connecting steel braces to concrete moment frames for retrofitting them. Afterwards, optimum conditions for elemental coating in braces with no buckling are assessed. The length of concrete coatings could be reduced about 30 percent, and buckling did not occur. Therefore, the weight of restraining coating decreased, and its performance improved. It is worth noting that BRBs could be constructed with only steel materials, which have outer steel tubes too. In fact, only the square cross sections of the tube profiles are appropriate for removing the filler concrete, and the rectangular ones are prone to buckle around their weak axis.

• Computers and Concrete
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• 제29권4호
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• pp.219-235
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• 2022

Strengthening slender reinforced concrete (RC) columns is a challenge. They are susceptible to overall buckling that induces bending moment and axial compression. This study presents the precise three-dimensional finite element modeling of slender RC columns strengthened with fiber-reinforced polymer (FRP) composites sheets with various patterns under concentric or eccentric compression. The slenderness ratio λ (height/width ratio) of the studied columns ranged from 15 to 35. First, to determine the optimal modeling procedure, nine alternative nonlinear finite element models were presented to simulate the experimental behavior of seven FRP-strengthened slender RC columns under eccentric compression. The models simulated concrete behavior under compression and tension, FRP laminate sheets with different fiber orientations, crack propagation, FRP-concrete interface, and eccentric compression. Then, the validated modeling procedure was applied to simulate 58 FRP-strengthened slender RC columns under compression with minor eccentricity to represent the inevitable geometric imperfections. The simulated columns showed two cross sections (square and rectangular), variable λ values (15, 22, and 35), and four strengthening patterns for FRP sheet layers (hoop H, longitudinal L, partial longitudinal L_w, and longitudinal coupled with hoop LH). For λ=15-22, pattern L showed the highest strengthening effectiveness, pattern L_w showed brittle failure, steel reinforcement bars exhibited compressive yielding, ties exhibited tensile yielding, and concrete failed under compression. For λ>22, pattern L_w outperformed pattern L in terms of the strengthening effectiveness relative to equivalent weight of FRP layers, steel reinforcement bars exhibited crossover tensile strain, and concrete failed under tension. Patterns H and LH (compared with pattern L) showed minor strengthening effectiveness.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.175-182
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• 2012

본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 정사각형 단면의 중공단면 보를 최소자승법과 경계요소법을 이용하여 수치 해석하고 구조물을 해석하였다. 임계하중은 하중을 점차적으로 증가하여 구조물이 파괴가 발생하여 안정성을 상실하는 상태에서 가장 작은 하중을 의미한다. 뒤틀림을 받고 있는 beam은 일반 구조물에서 많이 발생하는 현상이며, 구조물의 안정성에 크게 영향을 미치고 있다. 최소자승법과 경계요소법은 복잡한 구조물에서도 물론, 다양한 경계조건을 포함하는 문제에 이르기까지 구조물의 안정성을 검사하는데 효과적인 수치해석 방법이다. 특히 뒤틀림의 문제에서는 단순성 및 일반성에 기인하여 매우 적합한 해석방법이다. 본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 중공단면 보의 해석해를 유도하여 최소자승법으로 수치 해석하고 또한 경계요소법을 적용하여 빔의 안정성을 비교 검토하였다. 개발한 컴퓨터 프로그램의 타당성을 증명하기 위하여 삼각형, 사각형 그리고 타원형 단면에 대하여 각각 해석하여 해석해와 비교 검토하였다.

• 동양고전연구
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• 제68호
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• pp.173-208
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• 2017

기존의 갑골연구는 상후기 은허갑골문에 편중되어 갑골실물에 대한 연구나 서주시기 갑골문에 대한 연구가 상대적으로 소홀하게 다루어졌다. 따라서 본고에서는 서주초기 전형적인 갑골의 정치(整治)방식, 찬(鑽) 착(鑿) 작(灼)의 형태와 배열, 갑골문의 특징과 서사방식 등을 체계적으로 정리하고, 형성배경과 변화양상에 대해 전래문헌과 출토된 갑골실물을 중심으로 심도있게 고찰해 보았다. 그 과정에서 다음과 같이 몇 가지 내용을 도출해 낼 수 있었다. 첫째, "시경(詩經)", "상서(尙書)", "일주서(逸周書)" 등의 전래문헌에서 선주(先周)시기 고공단부(古公亶父)가 거북점을 사용하였다는 기록이 보이지만 당시의 복갑(卜甲)은 아직 출토되지 않았다. 점복내용은 문왕(文王), 무왕(武王), 성왕(成王)시기에 집중되고 복(卜) 명(命) 점(占) 서(筮) 길(吉) 흉(凶) 구(龜) 등 점복관련 단어들을 확인할 수 있는데, 주원갑골문도 절대다수가 이 시기의 기사각사(記事刻辭)이며 주공(周公)과 관련된 내용을 상당수 포함하고 있다. 둘째, 서주초기 중심지역에서는 복갑(卜甲)이 절대다수를 차지하여 복골(卜骨)의 비중이 낮지만 주변지역에서는 복갑이 거의 출토되지 않아 복골의 비중이 상대적으로 높다. 정치(整治)방식은 복갑과 복골에 다소 차이가 있지만 기본적으로 상중기 조연장(曹演莊)유형에서 연원을 찾을 수 있으며, 상(商)후기 섬서지역의 북촌(北村)유형과 선주(先周)문화의 점복방식을 직접적으로 수용하고 있음을 확인할 수 있다. 셋째, 서주초기 갑골은 대부분 찬(鑽) 착(鑿) 작(灼)을 겸용하였는데, 그 형태와 배열에서 상후기 은허갑골과 상당한 차이가 존재한다. 은허갑골은 모두 원형 찬(鑽)과 대추씨 모양의 착(鑿)을 한 세트로 하고 있지만 서주초기 복갑은 모두 방형 찬(鑽)과 장방형 착(鑿)을 한 세트로 설치하였고, 복골은 모두 원형 찬(鑽)과 세로의 가느다란 착(鑿)이 한 세트로 고양이 눈과 같은 형태를 띠고 있다. 찬(鑽) 착(鑿) 작(灼)의 배열은 복갑에서는 천리로(千里路)를 경계로 좌우대칭을 이루고 있어 상후기 은허 복갑과 대동소이하지만 복골에서는 하나의 복골에서 좌우대칭을 이루고 있어 상중기 조연장(曹演莊)유형의 특징을 띠고 있다. 넷째, 상주(商周)시기 갑골문의 서사방식은 갑골 정면의 복조(卜兆)와 밀접한 관계가 있고, 복조(卜兆)는 갑골 뒷면의 찬(鑽) 착(鑿) 작(灼)에 의해 결정된다. 또한 갑골을 배치하는 방법에 따라 차이가 있고, 각 부위에 따라 일정한 규칙이 존재한다. 일반적으로 상후기 은허갑골문은 복갑을 세로로 배치하여 천리로(千里路)를 경계로 좌우대정(左右對貞)을 이루고, 복골은 좌우견갑골을 한 세트로 하여 좌우대칭을 이룬다. 선주(先周)시기의 갑골문에서도 이러한 방식을 그대로 사용하고 있지만 서주초기에 이르면 완전히 다른 양상을 보인다. 서주초기 복갑은 가로로 배치하여 갑수(甲首)가 옆을 향하게 하며, 복골의 중간부분은 대부분 가로로 배치하고 병부(柄部)와 선부(扇部)는 골구(骨臼)를 아래로 향하게 배치한 다음 모두 오른쪽에서 왼쪽으로 내려쓰기를 하고 있다. 이러한 방식은 "주례(周禮)"에 보이는 점복과정 중에서 '시고(視高)'와 관련이 있을 것으로 추정되며, 서주초기 예악제도를 정비하는 과정에서 점복에 대한 인식도 변화하고 있음을 추론할 수 있다. 이상과 같이 서주초기 갑골은 상후기 은허갑골의 선진적인 점복방식을 수용함은 물론 상중후기 섬서지역에서 유행하던 점복방식을 기초로 다양한 경로를 통해 그 점복방식을 수용하여 자신만의 독특한 특징을 형성한 것으로 추정된다.