• 대한치과보철학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-35
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• 1980

The purpose of this study was to investigate stresses in the various components of fixed partial dentures restoring the posterior teeth of the lower jaw, and to measure quantitatively the effects of certain modifications in structural design on the stresses in the restorations using two-dimensional photoelasticity. Two-dimensional photoelastic methods were used in this study. Several models of fixed partial dentures were constructed. Shoulder less margins and anatomic occlusal reduction were incorporated in Model 1. Rounded shoulders and flat occlusal reduction were incorporated in Model 2, while Model 3 was a cantilever fixed partial denture. Other similar fixed partial dentures were constructed with V and U notches deliverately included in the region of the fixed joints for comparative reasons. The birefringent materials used in this study were PSM-1 and PSM-5 in standard sheets. PSM-1 was used for constructing the substructure, and PSM-5 was used in making the components of the fixed partial dentures. The two materials were used in the construction of composite photoelastic models. Improved artificial stone was used to represent dental cement in luting the composite photoelastic models. Static loading procedures were used at preplanned sites to represent occlusal loads in the mouth. 35 mm color and B/W film were used to record isochromatics in accordance with photoelastic procedures. Data reduction was performed using the grid method, which helped in, the mathematical integration procedure (Shear difference method) to separate the principal stresses. The results were as follows. 1. Fixed partial dentures do not function in bending as a symmetrical beam. Alternate areas of tension and compression were demonstrated when multiple contact loading was used. 2. The weakest part in posterior fixed partial dentures is the fixed joint. 3. (1) Models I and modified Model I were loaded on the pontic using a 50 pound vertical static load. The shear stress near the posterior fixed joint in Model 1 (U notches) was+129.4 p.s.i., and at the same fixed joint in modified Model 1 (V notches) was+239.4 p.s.i. The concentration of stress in fixed joint was reduced by 50% when U notches replaced the V notches. (2) Modified Model 2 was loaded using a multiple contact loader at a total load of 125 pounds. The difference between the principal stresses (${\sigma}_1-{\sigma}_2$), shear stress, at the V notches was+600 p.s.i., and at the U notches was+3l7 p.s.i. The shear stress was reduced by 50% when U notches replaced the V notches. V-grooves at the fixed joints should be avoided, and should be replaced by regular shaped U-grooves. 4. Cantilever fixed partial dentures had much higher stresses at the fixed joint than fixed partial dentures that were attached at both ends.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.83-90
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• 2020

판형 열교환기는 1920년대부터 본격적으로 상업화되었으며, 이후 판형 열교환기의 기본 컨셉은 지금까지도 거의 변화가 없었지만 고온, 고압 그리고 대용량 열교환에 적용되기 위해 설계 및 제작 방법들이 혁신적으로 발전하여 지금에 이르게 되었다. 판형 열교환기의 개발 트렌드는 전열 효율이 좋으면서 압력강하가 낮고 또한 유체 분배가 잘되는 전열판의 개발과 일치한다. 본 연구에서는 이러한 트렌드를 만족시키는 선박용 중속엔진 오일 냉각용 판형 쿨러 개발과 관련된 주요 과정들을 소개하고, 또한 개발된 판형 오일쿨러의 전열성능을 실험적으로 분석하여 이에 대한 결과를 제공하고자 한다. 본 연구에서 판형 쿨러는 구조적 특징으로 인해 직접 판벽 온도를 측정할 수 없어 수정된 Wilson Plot 방법을 응용하여 열전달계수를 구하였다. 오일-물 실험 전에 물-물 실험을 통해 우선 물측의 열전달계수와 압력강하량을 구하였고, 그 결과를 바탕으로 오일측의 열전달계수를 구하였다. 양측 모두 유량 증가에 따라 열전달 성능은 증가하였지만, 압력강하량도 동시에 증가하였다. 그리고 실험을 통해 본 연구에서 개발된 판형 오일쿨러가 개발목표치를 성공적으로 달성하였음을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.705-720
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• 2024

Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.389-400
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• 2013

몇몇 연구자들에 의해 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보의 전단거동에 대한 연구가 수행되었다. 이 실험에서는 건물 구조체에 순환골재 콘크리트의 적용 가능성과 전단 성능에 대하여 조사하였다. 일반적으로, 전단보강이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트의 압축강도, 인장철근비 및 전단경간비의 영향을 받는다. 이 연구에서는, 전단보강이 없는 28개의 순환골재 철근콘크리트 보를 2점 가력하여 실험하였다. 순환골재 치환율(0, 15, 30, 50%), 전단경간비(a/d=2, 3, 4) 및 인장철근비(${\rho}$=0.80, 1.27, 1.84%)를 변수로 하였고, 순환골재 치환율 50%를 기준으로 압축강도 30 MPa을 목표로 배합하였다. 이 연구가 순환 골재 철근콘크리트 보의 전단설계식 제정에 기초적 자료로써 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권6호
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• pp.713-719
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• 2001

본 연구에서는 입사파의 방향성효과에 의한 방파제 제두부의 파괴모드 중 파력에 의한 사면상의 피복석 (블럭)의 파괴와 기초부 세굴에 의한 파괴의 특성을 시$\cdot$공간적으로 해석하였다. 본 연 구의 각 단계별로 얻어진 중요한 결과를 정리하면 아래와 같다. 안정성에 미치는 외력인자로서 생각되는 surf similarity parameter ${\xi}_{1/3}$와 상대파고 $H_{1/3}/h_t$,를 변화시켜 방파제 제두부에서 얻어진 파괴율 $1\%$ 이하의 초기파괴한계와 $N_{s1/3}-{\xi}_{1/3}$의 초기파괴한계로부터 직각 입사하는 경우가 피해를 많이 받는 전형적인 결과를 얻었다. 사면상의 쇄파는 제두부의 안정성에 가장 큰 영향을 주었으며, 쇄파는 유속장과 더불어 제두부 중앙부 사면상의 피복석을 파괴하는 주된 외력인자인 것으로 확인되었다. 제두부의 파괴을은 전면영역에서 중복파영역의 영향을 많이 받고, 배후면에서 파고의 영향을 많이 받았다. 기초부 세굴에 의한 파괴는 장시간의 정상흐름에 의해 일어났다. 기초부 세굴은 파랑에 의해 발달된 전면의정상파 영역의 수평류가 강한 절점 부근과 제두부에서 발생하는 정상와동류의 흐름이 강한 곳에서 발달하였다 이는 입사방향에 따라 변하며, 정상와동류의 세굴이 구조물을 연행하여 일어나는 것을 세굴깊이의 시간적 변동특성으로부터 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3562-3569
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• 2013

콘크리트 구조물은 외부환경에 의하여 시간이 지남에 따라 그 성능이 지속적으로 감소되며 이를 보강하기 위하여 새로운 재료의 개발 및 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP복합재료의 경우, 높은 강도-중량비, 우수한 내식성과 시공성을 갖추고 있어 노후된 구조물의 보수 및 보강재료로 많은 관심을 받고 있으나 현장적용 시FRP 복합재료의 외부환경에 대한 신뢰성 및 설계기준 부족으로 재료의 장점에도 불구하고 그 활용도는 그리 증가하지 못하였다. 본 연구에서는 콘크리트 압축부재의 횡 구속용으로 적용 가능한 GFRP 보강재에 대하여 고온으로의 온도변화에 따른 재료적 특성과 구속효과에 대한 구조적 거동을 조사하였다. 이를 위하여 GFRP 보강재의 온도에 따른 인장 물성치와 콘크리트 부재의 구속 압축효과를 실험변수로 각각 선정하였으며 GFRP로 횡 구속된 콘크리트 시편을 설정온도별로 각각 3개씩 제작하여 실험연구를 수행하였다. 실험 시 온도변화의 경우 고온로를 사용하여 일정 시간동안 실험온도에 노출되도록 시편을 거치하였으며 압축성능평가의 경우 만능재료시험기(UTM)를 통하여 섬유의 횡 구속에 따른 보강효과 변화를 파악하였다. 최종적으로 온도변화에 따른 GFRP재료의 인장특성은 점진적으로 감소하는 것을 정량적으로 알 수 있었으며, 콘크리트 횡 구속 시 GFRP 보강재에 의한 구속능력은 $150^{\circ}C$까지 온도가 상승함에 따라 감소하는 것을 본 연구를 통하여 관찰하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.670-678
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• 2003

최근 폐기물 재활용에 대한 관심이 지대해 지기 시작하면서 많은 연구가 진행 중에 있다. 그 중 석탄회의 재활용 연구로는 시멘트 대체제로 및 고온소성법을 이용한 인공골재 개발등의 연구가 진행되었으나, 경제성에 있어서 부적합하였다. 본 연구에서는 비소성 고형화 기술을 사용하여 석탄회를 재활용한 건설재료의 토목, 건축 구조분야에 실용화하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 재령에 따른 압축강도의 회귀분석을 하였고, 압축강도와 할선탄성계수를 구하였다. 그리고 Lineweaver와 Burk 방법을 적용하여 건조수축의 회귀분석을 실시하여 제안식을 도출하였다. 연구결과, 석탄회 경화체의 압축강도는 구조용 부재로 사용가능 한 수준이었으며 건조수축은 중용열 시멘트 모르터와 유사하였다. 또한, Bottom ash의 첨가가 석탄회 경화체 내부에서 골재의 역할을 수행하는 것으로 나타났다. 건조수축 양상을 중량감소율 측정결과와 종합하면 Bottom ash 치환율과 공시체 내부의 수분감소가 건조수축의 지배적인 요인임을 파악할 수 있었다. 또한 압축강도로부터 탄성계수를 추정하는 제안식은 본 연구에서의 압축강도 범위에서는 매우 높은 신뢰도를 보였다. 또한 Lineweaver와 Burk 방법으로 도출한 건조수축 추정 제안식도 매우 높은 신뢰도를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.3-11
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• 2016

건물의 자중을 저감시킴으로서 시공성을 향상시키기 위한 방안으로 중공 PC슬래브에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같은 측면에서, 최근 새로운 형태의 부분 PC 슬래브 시스템인 Tripple Ribs Slab (TRS)가 개발되었다. TRS부재는 3개의 리브와 스트랜드로 프리스트레싱된 바닥구조로 구성되어 있다. TRS 바닥구조는 웨브와 웨브 사이에 스티로폼(styrofoam)을 채운 뒤 토핑 콘크리트를 타설함으로서 슬래브 시스템을 구축한다. 본 연구에서는 TRS의 휨성능을 검토하기 위해 휨실험을 진행하였다. Full scale로 제작된 5개의 실험체를 제작한 뒤 휨파괴되도록 단순지지조건으로 실험하였으며 실험결과 강도를 기준 식들과 비교하였다. 실험에서의 변수는 부재의 깊이와 토핑 또는 슬립포밍시 형성되는 추가의 콘크리트 턱의 유무이다. 또한 실험체들에 대하여 비선형 단면해석을 실시하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 실험으로부터, TRS는 설계하중을 충분히 지지할 수 있는 휨성능과 연성능력을 가지고 있으며 실험체의 강도는 기준 식으로 적절하게 예측될 수 있는 것으로 나타났다. 추가의 턱은 실험체의 강도에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났으며 이에 따라 이들 턱은 굳이 추가의 작업을 통하여 제거할 필요는 없는 것으로 사료된다. 비선형 단면해석을 통하여 TRS의 휨거동을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 슬립포밍에 의한 콘크리트의 취성적인 특성을 해석에서 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.581-589
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• 2014

이 논문은 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장 부재의 인장강화효과에 대해서 직접인장 실험을 통하여 비교 분석한 것이다. 이를 위하여 피복두께를 변수로 하는 직사각형 단면의 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 직접인장실험체를 각 6개씩 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과에 따르면 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장부재는 피복두께가 두꺼워질수록 인장강화효과가 증가하였으며, 비정질 강섬유가 일반 강섬유보다 인장강화효과가 더 우수하였다. 강섬유 보강에 따른 쪼갬균열의 발생 및 진행이 크게 감소하였으며, 비정질 강섬유로 보강된 경우는 철근 직경의 2배 이상 피복두께가 확보되면 쪼갬균열이 억제되고 그에 따라서 인장강화효과가 크게 증가하였다. 특히 일반 강섬유와 비교하여 비정질 강섬유로 보강된 철근콘크리트 부재의 경우는 현행 설계기준의 인장강화효과 규정과는 다르게 작용하중에 따라서 인장강화효과가 증가하였는데, 이 결과는 인장강화효과의 크기를 결정하는 인장강성 계수의 분석을 통하여 확인하였다.

• 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.