• Composites Research
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• 제14권3호
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• pp.32-41
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• 2001

본 연구에서는 Z-단면 복합재 스트링거에 대한 크리플링 실험을 수행하여, 선행 연구에서 제시한 복합재 스트링거의 크리플링 해석을 위한 유한요소 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 시편은 길이와 플렌지 폭이 다른 Z-단면 탄소/에폭시 복합재 스트링거로서 적층순서는 $[{\pm}45/0/90]s$이다. 시편의 부분좌굴 응력과 좌굴후 크리플링까지의 거동을 연구하기 위해 모든 시편에 스트레인 게이지를 부탁하였고, 처짐과 변위는 LVDT로 측정하였다. 좌굴하중은 하중-변형률 곡선, 하중-처짐 곡선 및 하중-축변위 곡선 등으로부터 구하였고, 크리플링 응력은 시편의 최대하중에서 단면적을 나눈 값으로 정의하였다. 제시된 유한요소 방법에 의한 부분좌굴 및 크리플링 음력은 실험에 의한 결과와 최대 15 % 이내의 오차로 매우 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.459-465
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• 2016

본 연구에서는 인장이음에 대한 반복하중의 영향을 파악하기 위하여 단순 인장이음을 대상으로 피로시험을 수행하였다. 인장이음의 볼트체결에 따른 축력과 작용하중에 의한 축력의 변화를 측정하였고 반복하중에 의한 볼트의 축력과 파괴양상, 이음의 피로강도를 조사하였다. 인장이음의 구조 상세 변수는 플랜지 두께와 고장력 볼트의 직경으로서 이들의 조합에 따라 볼트와 연결부의 강성이 달라지도록 하였다. 피로시험결과, 반복하중을 받는 인장이음의 파괴모드는 EC3에서 제시하고 있는 정적 파괴모드별 극한하중을 이용하여 평가될 수 있었다. 인장이음의 피로강도는 지레작용을 고려하지 않은 EC3(36)의 피로강도보다 상당히 안전측의 결과로 나타났다. 그러나, 지레작용에 의한 부가축력은 볼트 축력의 증가를 일으키기 때문에 피로강도에 대한 신중한 평가가 필요하다.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권5호
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• pp.583-598
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• 2021

The composite steel reinforced concrete (SRC) columns have been widely used in Structural Engineering due to their good performances. Many studies have been done on the SRC columns' performances, but they focused on the ordinary types with conventional configurations and materials. In this study, nine new types of steel reinforced lightweight aggregate concrete (SRLAC) short columns with cross-shaped (+shaped and X-shaped) steel section were tested under monotonically axial compressive load; the studied parameters included steel section ratio, steel section configuration, ties spacing, lightweight aggregate concrete (LWAC) strength, and longitudinal bars ratio. From the results, it could be found that the specimens with larger ties ratio, concrete strength, longitudinal bars ratio, and steel section ratio achieved great strength and stiffness due to the excellent interaction between the concrete and steel. The well-confined concrete core could strengthen the steel section. The ductility and toughness of the specimens were influenced by the LWAC strength, steel section ratio, and longitudinal bars ratio; in addition, larger ties ratio with smaller LWAC strength led to better ductility and toughness. The load transfer between concrete and steel section largely depends on the LWAC strength, and the ultimate strength of the new types of SRLAC short columns could be approximately predicted, referring to the codes' formulas of ordinary types of steel reinforced concrete (SRC) columns. Among the used codes, the BS-5400-05 led to the most conservative results.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.357-367
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• 2017

강지보로 보강된 터널 숏크리트 라이닝은 그 기하학적 형태로 인해 외부하중이 작용됨에 따라 휨 모멘트와 축력이 동시에 발생하게 된다. 숏크리트는 축력 수준에 따라 휨 강성이 달라지며, 이로 인한 심한 비선형 거동을 보인다. 또한 강지보 유형에 따라 역학적으로 상이한 지보 성능을 가진다. 본 연구에서는 화이버 단면 요소(fiber section element)를 이용해 압축력과 휨 모멘트를 동시에 받는 강지보-숏크리트 라이닝의 비선형합성거동을 평가할 수 있는 수치모델을 제시하였고, 이를 활용해 강지보 유형에 따른 합성지보 성능을 수치적으로 분석하였다. 또한, 지반-구조물 상호작용을 구현하기 위해 지반의 연화(softening) 거동을 고려하여 수정된 hyperbolic 모델을 제시하였다. 제시된 수치모델은 기존 아치형 실험체의 하중실험 결과와 해석결과를 비교하여 검증하였으며, 수치해석을 통해 강지보 유형에 따른 라이닝의 합성거동을 분석하였다. 해석결과를 통해, 복철근 형태의 강지보가 기존 H형강과 유사한 극한 하중 지지력을 가지는 것을 확인하였다. 또한 강재량 증가가 잔류 지지력 향상에 크게 기여하였으며, 지보재 주변의 지반강성이 증가함에 따라 강지보 유형에 따른 최대 하중지지력 개선 효과는 작아짐을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.51-61
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• 2001

본 논문에서는 지반의 상대다짐도(RC)와 매입말뚝의 근입비에 따른 하중-침하 거동을 연구하기 위하여 모형실험과 하중전이 함수를 이용한 해석을 수행하였다. 모형시험에서 말뚝은 근입비(L/D)를 15, 20, 25로 설치하였고, 지반의 상대다짐도를 85%, 95%로 각각 조성하였으며 말뚝주면은 시멘트를 주입하였다. 본 논문은 매입말뚝의 해석을 위하여 Vijayvergia의 하중전이 모델, Castelli 모델, Gwizdala의 탄소성-완전소성 모델, coyle의 제안식 등을 사용하여 실험결과와 비교하였으며, 매입말뚝의 하중-침하 거동을 예측하는데 가장 적합한 하중전이 방법을 제안하였다. 하중전이 함수에 의한 지지력 예측 결과 매입말뚝의 극한 지지력은 Coyle의 제안식이 실측값에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 초기 하중-침하 거동은 Castelli에 의한 함수가 가장 유사하게 하중-침하 거동을 평가하는 것으로 나타났다. 매입말뚝의 축하중 해석결과 하중전이법에 의해 평가된 주면마찰력이 실측값보다 과소평가 되는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제26권6호
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• pp.467-482
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• 2020

This research focused on analyzing the post-fire behavior of high-performance concrete-filled steel tube (CFST) columns, with the concrete containing tire rubber and steel fibers, under axial compressive loading. The finite element (FE) modeling of such heated columns containing recycled aggregate is a branch of this field which has not received the proper attention of researchers. Better understanding the post-fire behavior of these columns by measuring their residual strength and deformation is critical for achieving the minimum repair level required for structures damaged in the fire. Therefore, to develop this model, 19 groups of confined and unconfined specimens with the variables including the volume ratio of steel fibers, tire rubber content, diameter-to-thickness (D/t) ratio of the steel tube, and exposure temperature were considered. The ABAQUS software was employed to model the tested specimens so that the accurate behavior of the FE-modeled specimens could be examined under test conditions. To achieve desirable results for the modeling of the specimens, in addition to the novel procedure described in this research, the modified versions of models presented by previous researchers were also utilized. After the completion of modeling, the load-axial strain and load-lateral strain relationships, ultimate strength, and failure mode of the modeled CFST specimens were evaluated against the test data, through which the satisfactory accuracy of this modeling procedure was established. Afterward, using a parametric study, the effect of factors such as the concrete core strength at different temperatures and the D/t ratio on the behavior of the CFST columns was explored. Finally, the compressive strength values obtained from the FE model were compared with the corresponding values predicted by various codes, the results of which indicated that most codes were conservative in terms of these predictions.

• Computers and Concrete
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• 제31권3호
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• pp.253-265
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• 2023

In this research, the gene expression programming (GEP) technique was employed to provide a new model for predicting the maximum loading capacity of concrete-encased steel (CES) columns. This model was developed based on 96 CES column specimens available in the literature. The six main parameters used in the model were the compressive strength of concrete (f_c), yield stress of structural steel (f_ys), yield stress of steel rebar (f_yr), and cross-sectional areas of concrete, structural steel, and steel rebar (A_c, A_s and A_r respectively). The performance of the prediction model for the ultimate load-carrying capacity was investigated using different statistical indicators such as root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R), mean absolute error (MAE), and relative square error (RSE), the corresponding values of which for the proposed model were 620.28, 0.99, 411.8, and 0.01, respectively. Here, the predictions of the model and those of available codes including ACI ITG, AS 3600, CSA-A23, EN 1994, JGJ 138, and NZS 3101 were compared for further model assessment. The obtained results showed that the proposed model had the highest correlation with the experimental data and the lowest error. In addition, to see if the developed model matched engineering realities and corresponded to the previously developed models, a parametric study and sensitivity analysis were carried out. The sensitivity analysis results indicated that the concrete cross-sectional area (A_c) has the greatest effect on the model, while parameter (f_yr) has a negligible effect.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1337-1347
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• 2013

원통형 GFRP 개인하수 처리시설의 극한거동에 대한 매개변수해석을 수행하였다. 지반을 비선형 스프링으로 대체한 해석모델과 3차원 고체요소를 적용한 두 가지 해석모델이 작성되었다. 보강링의 형태와 지반조건의 변화에 따른 개인하수처리시설의 극한거동이 분석되었다. Ramberg-Osgood 모델과 Druker-Prager 모델이 각각 GFRP 및 지반의 비선형성을 나타내기 위하여 적용되었다. 원통형 개인하수처리시설 내부에 설치된 강관 보강링의 직경과 두께 및 지반 탄성계수 및 내부마찰각 등을 매개변수로 하여 하중-변위 관계, 축방향 변형률 및 후프방향 변형률 등이 유한요소해석을 통하여 도출되었고 여러 매개변수들이 강관으로 보강된 개인하수처리시설의 극한강도에 미치는 영향들이 분석되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.1-11
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• 2017

본 연구에서는 헬리컬 파일의 관입시간과 극한하중에 관한 연구를 진행하고자 1/6 축소모형 실험을 진행하였다. 균질한 상대밀도의 사질토 지반을 형성하기 위하여 강사법을 사용하였다. 실험 조건으로 헬리컬 파일의 나선형 원판(heilx plate) 간격을 50mm와 150mm 두 Type으로 제작하였고, 헬리컬 파일의 회전관입 시 회전속도를 15rpm과 30rpm으로 진행하였다. 관입 완료된 헬리컬 파일에 콘 장비를 항타하여 관입하였다. 콘 장비 관입으로 헬리컬 파일의 극한하중 증가와 폐색의 정도를 확인 할 수 있었다. 위의 실험 결과를 토대로 헬리컬 파일의 관입시간은 "회전속도 30rpm-나선형 원판 간격 50mm"에서 단축 되었고, 극한하중은 "회전속도 30rpm-나선형 원판 간격 150mm-콘 장비 유"인 조건에서 높은 극한하중을 보였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권10호
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• pp.825-831
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• 2007

일반적으로 선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 재료들은 일반 강재에 비해서 많은 이점들을 가지고 있다. 이러한 알루미늄 재료들은 여러 분야에 걸쳐서 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 초고속 선박의 선체와 갑판부에 많이 이용되어지고 있고, 교량구조물에 사용되는 박스 거더, 그리고 해양구조물의 갑판부와 선측구조에도 널리 이용되고 있다. 이러한 알루미늄 구조는 전체적인 구조부재의 중량을 감소하게 하면서 선속의 증가를 가져온다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하여 보면, 용접가공에 의하여 발생되는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물에 비해 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)의 영향이 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 종방향 압축하중을 받는 알루미늄 보강 판넬의 최종강도 특성에 대하여, 열영향부의 범위를 변화한 유한요소해석을 통하여, 열영향부의 범위와 파굴 및 최종강도 거동의 관계에 대해서 고찰하였다.