• 한국방재학회 논문집
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• 제7권1호통권24호
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• pp.11-20
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• 2007

본 연구에서는 H형 기둥-보 접합부에서 스캘럽 주변의 파단을 피하기 위해 스캘럽을 생략하고 보와 기둥의 쉬어탭을 볼트로 체결한 후 보 플랜지의 양면에 커버 플레이트와 리브로 보강하는 방법을 제안하였다. 스캘럽을 생략함으로써 스캘럽에서의 응력집중의 빈도를 줄이고 용접부 주위에서의 취성파괴를 방지하여 건축물의 내진성능을 향상시키는데 본 연구의 목적을 둔다. 본 목적을 위해 총 4개의 실험체를 제작하고 반복 가력 실험을 실시하였다. 주요 실험변수는 패널존 강도비이고 실험체의 항복강도, 초기강성, 총소성회전에 대한각 부재의 기여도, 에너지 소산능력으로부터 제작된 실험체들이 특수모멘트골조 내진규정에 만족을 하는지와 실험에 사용된 변수에 대한 여러 영향을 밝히고자 하였다. 그 결과 모든 실험체는 층간변위 4%, 총소성회전 0.03rad.에 충분이 도달하여 1997 AISC의 내진규정에 따라 특수모멘트골조에 만족할 것이라 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.147-153
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• 2012

철도교량과 같이 주기적 가진에 의해 공진발생의 가능성이 높은 구조물에 있어서, 정확한 구조물의 동적거동 분석은 설계단계 및 공용중 안정적인 응답을 확보하기 위해 필수적이다. 특히, 콘크리트궤도는 강성기여와 질량기여를 통해 철도교량의 동특성을 변화시킬 수 있음에도 불구하고 일반적으로 철도교량 동적해석 시 질량으로만 고려되어진다. 본 연구에서는 실제 콘크리트궤도가 부설된 거더시험체를 제작하여 철도교량의 정 동적거동을 분석하였다. 또한, 궤도질량만을 고려한 경우와 궤도강성을 고려한 수치해석을 통해 중립축 위치와 고유진동수를 실험치와 비교 분석하였다. 이를 통해 콘크리트궤도 부설 철도교량의 경우 정량적인 산정이 가능한 콘크리트궤도의 강성과 질량을 고려한 해석값이 실험값과 근사한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트궤도 부설 철도교량에 대한 동적설계 및 동적안정성 분석 시 콘크리트궤도의 강성과 질량을 함께 고려할 것을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.23-32
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• 2012

최근 국내에서는 원자력발전소의 모듈화 공법에 적용하기 위하여 SC(steel plate concrete) 구조를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 이 연구에서는 전단보강이 없는 비보강 SC 전단벽의 횡방향 내진성능 및 강성특성에 대하여 분석하기 위하여 전단벽 모형 시편을 제작하고, 이를 대상으로 정적가력실험을 수행하였다. 실험 결과를 이용하여, 이 논문에서는 비보강 SC 구조의 횡력에 대한 파괴모드의 유형을 분석하고, 단면강도와 부재의 강성 특성을 검토하였다. 그리고 SC 구조용 설계기준에서 제시하는 단면의 강도 계산식과 실험결과를 비교하였다. 연구결과, 비보강 SC 전단벽의 파괴 형태의 하나는 콘크리트와 강판의 부착 상실로 인한 휨전단파괴라는 사실을 발견하였다. SC 구조 전단벽의 벽체 길이방향 거동은 파괴 시까지 벽체 외측의 강판이 내부 콘크리트를 구속하는 효과를 기대할 수 있으므로 연성능력이 향상되는 것이 확인되었다

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.49-52
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• 2008

유리섬유를 사용한 섬유강화복합체(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것으로 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판을 제작하여 GFRP 보강근의 보강비에 따른 거동을 관찰하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능 및 처짐 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.85-88
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• 2008

본 연구에서는 기 개발된 비탄성 시간종속요소(이도형과 전정문, 2006)와 단순화된 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) 재료모델을 개발하여 CFRP로 보수된 철근콘크리트 교량 교각에 대한 보수효과가 교량의 응답거동에 미치는 영향을 검토하였다. 정적시간이력해석의 경우, CFRP로 보수된 교각에 대한 해석결과는 실험결과와 비교적 좋은 상관관계를 나타내었다. 또한, 동적시간이력해석의 경우, 전단을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교하여 보수효과에 대한 전단의 영향을 검토하였다. 비교해석결과, 보수의 효과는 부재에 대한 특성증진효과와 함께 구조물 전체의 응답거동에 영향을 끼칠 수 있다는 것을 알 수 있었고, 전단을 포함한 경우와 전단을 포함하지 않은 경우 강도와 강성, 변위응답에서의 차이를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 해석모델 및 기법은 손상된 부재 및 구조물의 보수 후에 요구되어지는 강도, 강성 및 연성능력에 관한 평가를 가능하게 해줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.89-92
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• 2008

본 연구는 조적조로 구성된 치장벽체의 전단거동에 관한 연구이다. 치장조적벽체의 내진보강상 세를 소개하였으며, 본 연구에서 개발한 내진상세를 적용하여 전단거동을 평가하였다. 실험체는 비보 강조적벽(URM) 1개 보강조적벽(RM) 3개로 구성하였으며, 준정적 실험을 수행하였다. 비보강 조적벽은 형상비와 축방향 압축력에 따라 다양한 거동 및 파괴가 일어난다. 그러나 본 연구는 조적구조와는 다른 치장조적조를 대상으로 하였으므로, 전단강도의 주요변수로 작용하는 축방향 압축력은 변수에서 제외 되었다. 실험변수로는 벽체의 보강유무와 형상비로 정하였다. 실험결과 실험체의 거동은 강체회전(Rocking)모드가 지배적으로 나타났으나, 최종파괴는 여러 파괴모드가 복합적으로 나타났다. FEMA273 에서는 면내조적벽의 전단강도식을 제시한다. 강도식은 조적벽의 거동모드에 따라 4가지로 분류되며, 그 거동모드는 강체회전(Rocking), 단부압괴(Toe-Crushing), 수평줄눈미끄러짐(Bed-Joint-Sliding), 사인장(Diagonal-Tension)파괴로 나타내고 있다. FEMA 273에 의해 전단강도를 평가한 결과 치장조적벽의 거동모드는 어느정도 예측 할 수 있었지만, 전단강도는 매우 다르게 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.463-469
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• 2002

탄성지반 위에 놓인 보-기둥 요소의 총포텐셜 에너지로부터 변분원리를 적용하여 지배방정식과 힘-변위 관계식을 유도하였다. 4계 상미분방정식 형태의 지배방정식을 4개의 변위 파라메타를 도입하여 1계 연립미분방정식 형태의 선형 고유치 문제로 전환하고, 힘-변위 관계식을 적용하여 엄밀한 정적, 동적 요소강성행렬을 유도하였다. 직접강성법을 이용하여 구조물 강성행렬을 구하고, 2차원 보-기둥구조의 엄밀한 좌굴하중과 고유진동수를 구하고, 결과를 유한요소해와 비교함으로써 본 연구의 타당성을 검증하였다. 이러한 엄밀한 해석방법은 Hermitian 다항식을 형상함수로 도입하여 요소의 강성행렬을 산정하는 유한요소법과 비교할 때, 요소의 수를 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.141-153
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• 1987

고층 건물의 정확한 거동을 구하기 위한 구조 해석은 컴퓨터 적용의 중요한 분야로 취급되어 왔다. 본 논문에서는 건축구조물에 대한 3차원적인 해석방법을 연구하였다. 이 해석 방법은 건물을 각각의 독립된 프레임의 조합체로 보고 해석하므로 매우 효율적이며, 건물의 3차원적인 거동에 관한 고려는 건물이나 하중이 대칭이 아닐 때는 특히 중요하다. 그리고 matrix condensation 기법을 이용함으로써 컴퓨터의 용량과 해석 시간이 상당히 절약되므로 매우 경제적이다. 본 논문의 건물 구조해석 컴퓨터 프로그램 PFS의 정확성과 효율성을 증명하기 위해 여러가지 예제들에 대해서 SAPIV 에 의한 해석 결과와 비교하였다. 그러므로, 본 논문에서 제안한 해석방법은 고층 건물의 구조 설계에서 매우 효율적이라 할 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제6권2호
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• pp.125-141
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• 1998

Recent test results of steel moment connections repaired with a haunch on the bottom side of the beam have been shown to be a very promising solution to enhancing the seismic performance of steel moment-resisting frames. Yet, little is known about the effects of using such a repair scheme on the global seismic response of structures. When haunches are incorporated in a steel moment frame, the response prediction is complicated by the presence of "dual" panel zones. To investigate the effects of a repair on seismic performance, a case study was conducted for a 13-story steel frame damaged during the 1994 Northridge earthquake. It was assumed that only those locations with reported damage would be repaired with haunches. A new analytical modeling technique for the dual panel zone developed by the author was incorporated in the analysis. Modeling the dual panel zone was among the most significant consideration in the analyses. Both the inelastic static and dynamic analyses did not indicate detrimental side effects resulting from the repair. As a result of the increased strength in dual panel zones, yielding in these locations were eliminated and larger plastic rotation demand occurred in the beams next to the shallow end of the haunches. Nevertheless, the beam plastic rotation demand produced by the Sylmar record of 1994 Northridge earthquake was still limited to 0.017 radians. The repair resulted in a minor increase in earthquake energy input. In the original structure, the panel zones should dissipate about 80% (for the Oxnard record) and 70% (for the Sylmar record) of the absorbed energy, assuming no brittle failure of moment connections. After repair, the energy dissipated in the panel zones and beams were about equal.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권1호
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• pp.1-18
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• 2020

For the large deformation of shear walls under vertical and horizontal loads, there are difficulties in obtaining accurate simulation results using the response analysis method, even with fine mesh elements. Furthermore, concrete material nonlinearity, stiffness degradation, concrete cracking and crushing, and steel bar damage may occur during the large deformation of reinforced concrete (RC) shear walls. Matrix operations that are involved in nonlinear analysis using the traditional finite-element method (FEM) may also result in flaws, and may thus lead to serious errors. To solve these problems, a planar four-node element was developed based on vector mechanics. Owing to particle-based formulation along the path element, the method does not require repeated constructions of a global stiffness matrix for the nonlinear behavior of the structure. The nonlinear concrete constitutive model and bilinear steel material model are integrated with the developed element, to ensure that large deformation and damage behavior can be addressed. For verification, simulation analyses were performed to obtain experimental results on an RC shear wall subjected to a monotonically increasing lateral load with a constant vertical load. To appropriately evaluate the parameters, investigations were conducted on the loading speed, meshing dimension, and the damping factor, because vector mechanics is based on the equation of motion. The static problem was then verified to obtain a stable solution by employing a balanced equation of motion. Using the parameters obtained, the simulated pushover response, including the bearing capacity, deformation ability, curvature development, and energy dissipation, were found to be in accordance with the experimental observation. This study demonstrated the potential of the developed planar element for simulating the entire process of large deformation and damage behavior in RC shear walls.