• Advances in concrete construction
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• 제9권3호
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• pp.313-326
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• 2020

Glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars have been introduced as an effective alternative for the conventional steel reinforcement in concrete structures to mitigate the costly consequences of steel corrosion. However, despite the superior performance of these composite materials in terms of corrosion, the effect of replacing steel reinforcement with GFRP on the seismic performance of concrete structures is not fully covered yet. To address some of the key parameters in the seismic behavior of GFRP-reinforced concrete (RC) structures, two full-scale beam-column joints reinforced with GFRP bars and stirrups were constructed and tested under two phases of loading, each simulating a severe ground motion. The objective was to investigate the effect of damage due to earthquakes on the service and ultimate behavior of GFRP-RC moment-resisting frames. The main parameters under investigation were geometrical configuration (interior or exterior beam-column joint) and joint shear stress. The performance of the specimens was measured in terms of lateral load-drift response, energy dissipation, mode of failure and stress distribution. Moreover, the effect of concrete damage due to earthquake loading on the performance of beam-column joints under service loading was investigated and a modified damage index was proposed to quantify the magnitude of damage in GFRP-RC beam-column joints under dynamic loading. Test results indicated that the geometrical configuration significantly affects the level of concrete damage and energy dissipation. Moreover, the level of residual damage in GFRP-RC beam-column joints after undergoing lateral displacements was related to reinforcement ratio of the main beams.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.471-480
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• 2015

최근 국내의 건축구조는 공간활용을 극대화할 수 있도록 계획되고 있다. 공간활용의 장점을 실현하기 위하여 하이브리드 OCB (Optimized Composite Beam)를 개발하였다. 건축용 OCB는 부모멘트 구간에서는 노출강연선으로 보강된 H형강으로 구성되고 정모멘트 영역에서는 PSC 구조로 구성된다. 본 연구에서는 건축용 OCB의 휨성능을 조사하였다. 15 m 길이의 시험체를 제작하여 3점 휨실험을 실시하였다. 실험을 통해서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 시험체의 재하실험에서 초기 균열은 설계사용 하중의 171%에서 발생되었다. 2)사용하중에서 처짐은 건축구조설계기준에 제시된 허용처짐량 이내로 만족하였다. 3)균열의 양상, 파괴모드 그리고 극한하중 등의 실험결과는 3D 수치해석결과와 비교검토되었다. 본 실험연구 결과로부터 건축용 OCB보의 구조적인 신뢰성이 입증되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.461-472
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• 2010

이 논문은 새로운 수직 접합부를 가진 프리캐스트 벽체의 거동에 관한 연구이다. PC 벽체를 이용한 리모델링 건설을 위해서는 효율적이고 경제적인 조립 방법이 필요하다. C형 수직 접합부를 가진 PC 벽체 시스템은 수직방향의 벽체 사이의 휨모멘트를 전달하도록 하고, 반면에 벽체 중심에 있는 전단키는 전단력을 부담하도록 하였다. 제안된 수직 접합부는 벽체 단부에 서로 다른 방향의 슬롯 때문에 조립이 용이하다. 횡력을 받는 일자형 PC 벽체 시스템을 강성, 강도 그리고 파괴 모드에 대해 기존의 RC 벽체와 비교하였으며, 힘과 처짐과의 관계와 접합부의 조기파괴에 관해 알아보았다. 실험 결과 벽체 단부에 설치된 수직 철근이 먼저 항복하였고, 최종 변형은 접합부의 조기 파괴에 의해 결정되었다. 그리고 벽체에서 효과적인 전단력 전달을 위한 대각선 철근은 그다지 효과적이지 않았다. 단면 해석을 통해 구한 강도와 변형은 실험값과 대체로 일치하였다. 특히, 개폐거동에 의한 변형이 가장 큰 비율을 차지하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.643-653
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• 2007

본 연구에서는 일반 강재로 제작된 수평보강재가 설치된 플레이트 거더에 대한 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하여 휨에 대한 극한 거동과 연성에 대해 고찰하였다. AASHTO LRFD (2002)의 규정에 의하면 수평보강재가 설치된 플레이트 거더는 조밀단면 검토에서 제외되어 비조밀단면으로 간주되는데, 소성모멘트 구현과 휨연성 조건 등을 엄밀히 검토하여 조밀단면으로 설계될 수 있는 가능성에 대하여 살펴보았다. 복부판의 세장비, 수평보강재의 강성, 압축플랜지의 세장비 등을 주요 변수로 설정하여 다양한 조합에 대한 해석을 수행하였다. 복부판에 설치된 보강재의 강성이 보장된 상태에서 복부판 압축 패널의 국부좌굴을 방지하기 위한 세장비의 값을 제한함으로써 수평보강재가 설치된 플레이트거더일지라도 조밀단면의 조건이 충분히 만족될 수 있다는 것이 확인되었다. 해석 결과에 근거하여 수평보강재가 설치된 플레이트거더가 조밀단면으로 설계되기 위한 조건식이 제안되었다.

• 토지주택연구
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• 제6권3호
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• pp.129-138
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• 2015

최근 국내의 건축구조는 공간활용을 극대화할 수 있도록 계획되고 있다. 공간활용의 장점을 실현하기 위하여 하이브리드 OCB(Optimized Composite Beam)보를 개발하였다. 본 논문에서 개발된 건축용 OCB보는 부모멘트 구간에서는 노출강연선으로 보강된 H형강으로 구성되고 정모멘트 영역에서는 프리텐션 방식의 PSC 구조로 구성된다. 본 연구에선 유한요소법을 이용하여 건축용 OCB보의 휨성능을 조사하였다. 15m, 20m, 30m 길이의 OCB모형을 구성하여 재료 및 기하학적 비선형 정적해석을 수행하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결과를 얻었다. 1)해석모델의 초기균열은 사용하중이상에서 모두 발생되었다. 2)사용하중단계에서 처짐은 건축구조설계기준에 제시된 허용처짐량 이내로 만족하였다. 3)유한요소모델의 파괴 시 극한하중은 모두 단면의 설계공칭강도 이상에서 발생되었다. 해석결과로부터 건축용 OCB보의 구조적인 신뢰성이 입증되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권4호
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• pp.475-483
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• 2018

Square tubular columns are commonly used in moment resisting frames, while through-diaphragm connection is the most typical configuration detail to connect the H-shaped beam to the column. However, brittle fracture normally occurs at the complete joint penetration weld between the beam flange and the through-diaphragm due to the stress concentration caused by the geometrical discontinuity. Accordingly, three improved types of through-diaphragm are presented in this paper to provide smooth force flow path comparing to that of conventional connections. Tensile tests were conducted on four specimens and the results were analyzed in terms of failure modes, load-displacement response, yield and ultimate capacity, and initial stiffness. Furthermore, strain distributions on the through-diaphragm, the beam flange plate, and the column face were comprehensively evaluated and discussed. It was found that all the proposed three types of improved through-diaphragm connections were able to reduce the stress concentration in the welds between the beam flange and the through-diaphragm. Furthermore, the stress distribution in connection with longer tapered through-diaphragm was more uniform.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.995-1016
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• 2015

The reliability or the safety index is a measure of how far a structure is from the state of collapse. Also it defined as the probability that a structure will not fail in its lifetime. Having any increase in the reliability index is typically interpreted as increasing in the safety of structures. On the other hand most of researchers acknowledged that one of the most effective means of increasing both the reliability and the safety of structures is to increase the structural redundancy. They also acknowledged that increasing the number of vertical seismic framing will make structural system more reliable and safer against stochastic events such as earthquakes. In this paper the reliability index and the behavior factor of a numbers of three dimensional RC moment resisting frames with the same story area, equal lateral resistant as well as different redundancy has been evaluated numerically using both deterministic and probabilistic approaches. Study on the reliability index and the behavior factor in the case study models of this research illustrated that the changes of these two factors do not have always the same manner due to the increasing of the structural redundancy. In some cases, structures with larger reliability index have smaller behavior factor. Also assuming the same ultimate lateral resistance of structures which causes an increase to a certain level of redundancy can enhance behavior factor of structures. However any further increase in the redundancy of that certain level might decrease the behavior factor. Furthermore, the results of this study illustrate that concerning any increase in the structural redundancy will make the reliability index of structure to be larger.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권5호
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• pp.631-642
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• 2019

The objective of the present study is to examine the flexural behavior of two-span post-tensioned lightweight aggregate concrete (LWAC) beams using unbonded tendons and the reliability of the design provisions of ACI 318-14 for such beams. The parameters investigated were the effective prestress and loading type, including the symmetrical top one-point, two third-point, and analogous uniform loading systems. The unbonded prestressing three-wire strands were arranged with a harped profile of variable eccentricity. The total length of the beam, measured between both strand anchorages, was 11000 mm. The test results were compared with those compiled from simply supported LWAC one-way members, wherever possible. The ultimate load capacity of the present beam specimens was evaluated by the collapse mechanism of the plasticity theorem and the nominal section moment strength calculated following the provision of the ACI 318-14. The test results showed that the two-span post-tensioned LWAC beams had lower stress increase (Δf_ps) in the unbonded tendons than the simply supported LWAC beams with a similar reinforcement index. The effect of the loading type on Δf_ps and displacement ductility was less significant for two-span beams than for the comparable simply supported beams. The design equations for Δf_ps and Δf_ps proposed by ACI 318-14 and Harajli are conservative for the present two-span post-tensioned LWAC beams, although the safety decreases for the two-span beam, compared to the ratios between experiments and predictions obtained from simply supported beams.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.367-375
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• 2011

본 논문은 플레이트 거더 상세부 설계에서 가장 주요요소가 되는 볼트 이음부에 관한 구조거동을 해석적으로 검토하였다. 또한, 비선형 유한요소프로그램인 ABAQUS의 Connector요소를 사용하여 간단하게 볼트의 거동을 표현하는 수치해석방법을 제안하고, 선행 연구의 실험을 토대로 수치해석을 실시하여 해석방법의 타당성을 검토하였다. 이음부의 위치에 따라 달라지는 작용력의 영향을 검토하기 위하여, 서로 다른 위치의 모델을 3가지로 선정하고, 각각의 모델에 대하여 다양한 설계변수(이음판의 단면적, 이음판의 강종, 볼트의 강종)에 따른 거동을 비교 분석하였다. 설계 변수에 대한 구조물의 모멘트-변위 관계를 도출하여, 각 설계 변수가 구조물의 극한 거동에 미치는 영향을 파악하고, 힘의 크기에 따른 영향을 비교하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.239-247
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• 2020

본 연구는 풍력발전기용 베어링의 응력저감을 위한 설계와 검증에 관한 것이다. 일반적인 4점 접촉 볼베어링의 구조를 가지고 있는 슬루잉 베어링은 큰 모멘트 하중이 작용하면 접촉점이 레이스웨이 끝단부로 이동하여 국부적인 응력상승 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 접점 이동을 줄이기 위한 베어링을 설계하였다. 전통적인 볼베어링과 새로인 설계된 베어링의 극한하중 하에서의 변형거동을 볼을 스프링요소로 치환하여 유한요소해석을 통하여 계산하였다. 볼과 레이스웨이의 접촉응력은 변형거동 해석결과를 경계조건으로 입력하여 유한요소해석으로 계산하였다. 베어링 구조에 따른 접촉부 응력 비교를 통하여 베어링의 응력해석 방법의 효용성을 검증하였다.