• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권2호
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• pp.285-293
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• 2022

Lumped damage mechanics (LDM) is a recent nonlinear theory with several applications to civil engineering structures, such as reinforced concrete and steel buildings. LDM apply key concepts of classic fracture and damage mechanics on plastic hinges. Therefore, the lumped damage models are quite successful in reproduce actual structural behaviour using concepts well-known by engineers in practice, such as ultimate moment and first cracking moment of reinforced concrete elements. So far, lumped damage models are based in the strain energy equivalence hypothesis, which is one of the fictitious states where the intact material behaviour depends on a damage variable. However, there are other possibilities, such as the energy equivalence hypothesis. Such possibilities should be explored, in order to pursue unique advantages as well as extend the LDM framework. Therewith, a lumped damage model based on the energy equivalence hypothesis is proposed in this paper. The proposed model was idealised for reinforced concrete structures, where a damage variable accounts for concrete cracking and the plastic rotation represents reinforcement yielding. The obtained results show that the proposed model is quite accurate compared to experimental responses.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권6호
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• pp.679-703
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• 2014

This paper investigates nonlinear response of 51 laterally loaded rigid piles in sand. Measured response of each pile test was used to deduce input parameters of modulus of subgrade reaction and the gradient of the linear limiting force profile using elastic-plastic solutions. Normalised load - displacement and/or moment - rotation curves and in some cases bending moment and displacement distributions with depth are provided for all the pile tests, to show the effect of load eccentricity on the nonlinear pile response and pile capacity. The values of modulus of subgrade reaction and the gradient of the linear limiting force profile may be used in the design of laterally loaded rigid piles in sand.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.183-201
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• 2016

Perforated steel beams can be optimised by increased beam depth and the moment of inertia combined with a reduced web thickness, favouring the use of original I-section beams. The designers are often confronted with situations where optimisation cannot be carried out effectively, taking account of the buckling risk at web posts, moment-shear transfers and local plastic deformations on the transverse holes of the openings. The purpose of this study is to suggest solutions for reducing these failure risks of tested optimal designed beams under applying loads in a self-reacting frame. The design method for the beams is the hunting search optimisation technique, and the design constraints are implemented from BS 5950 provisions. Therefore, I have aimed to explore the strengthening effects of reinforced openings with ring stiffeners, welded vertical simple plates on the web posts and horizontal plates around the openings on the ultimate load carrying capacities of optimally designed perforated steel beams. Test results have shown that compared to lateral stiffeners, ring and vertical stiffeners significantly increase the loadcarrying capacity of perforated steel beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권2호
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• pp.267-282
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• 2020

The seismic performance and failure modes of the dual system of moment resisting frames and thin steel plate shear walls (TSPSWs) without and with one or two outrigger trusses are studied in this paper. These structural systems were utilized to resist vertical and lateral loads of 40-storey buildings. Detailed Finite element models associated with nonlinear time history analyses were used to examine seismic capacity and plastic mechanism of the buildings. The analyses were performed under increased levels of earthquake intensities. The models with one and two outriggers showed good performance during the maximum considered earthquake (MCE), while the stress of TSPSWs in the model without outrigger reached its ultimate value under this earthquake. The best seismic capacity was in favour of the model with two outriggers, where it is found that increasing the number of outriggers not only gives more reduction in lateral displacement but also reduces stress concentration on thin steel plate shear walls at outrigger floors, which caused the early failure of TSPSWs in model with one outrigger.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.115-122
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• 1998

고력볼트로서 슬립이 발생치 않도록 설계된 철골모멘트골조의 보 이음부의 내진거동을 반복재하 실물대 실험을 통하여 평가하였다. 예상과는 달리 모메트 접합부가 극한 소성강도에 도달하기 훨씬 이전에 보 이음부의 슬립이 발생하였다 실험을 통하여 관측된 마찰계수는 규준 공칭값의 50-60%에 불과하였다. 그러나 보 플랜지의 열영향부가 파단에 이르기 까지 슬립 이후의 지압거동을 통하여 증가되는 반복하중을 성공적으로 모멘트접합부로 전달하였다. 즉 반복하중 하에서도 보 이음부의 슬립이 곧바로 구조적 일체성의 상실로 이어지지는 않음이 관측되었다 볼토구멍을 공제한 보 플랜지 유효단면적의 전강도에 기준한 전통적 보 이음부 설계법에 의할 경우 모멘트 접합부의 소성강도 발현 이전에 보 이음부의 슬립발생 가능성이 높다 본 연구에서는 역량설계 개념에 기초하여 강진 작용시의 보 이음부의 설계와 관련한 추가 고려사항을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.451-458
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• 2004

본 연구는 재래 철근과 Fiber Reinforced Polymer 보강재를 사용한 Hybrid Reinforcement System의 기본 개념과 적용성에 대해 기술하고 있다. 콘크리트 교량상관은 보로서 지지되고 상하 두층의 보강재로 인장보강되어 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판에서는 보 지지점 부근의 부모멘트에 대한 상부 인장력은 FRP 봉으로 저항하고 보 지지점 중앙부근의 하부인장력은 재래의 철근으로 저항한다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 FRP 봉은 비 부식성이고, 부식되기 쉬운 철근은 교량상판 위로부터 가급적 멀리하여 부식물질의 침투를 막을 수 있는 장점이 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 또한 극한상태에서 충분한 연성을 가지고 있다. 그 이유는 1) FRP봉은 철근보다 탄성계수가 낮고 파단시의 최대 변형률이 크며, 2) 충분한 FRP 보강량을 사용하면 극한변형률을 낮출 수 있으며, 3) 부모멘트 구간의 일부를 비부착시켜 극한 변형률을 낮출 수 있다. 실험 연구 결과 보통의 FRP보강비의 범위에서는 FRP 및 HRS 콘크리트 슬래브는 FRP봉의 파단이 아니라 콘크리트의 압축에 의해 파피됨을 보여주고 있다. 그러므로 HRS를 이용한 연속 콘크리트 교량상관에서는 정모멘트부의 하부철근이 먼저 항복하여 소성힌지를 형성하고 나중에 부보멘트나 정모멘트부의 콘크리트가 압축파괴되어 FRP 콘크리트 슬래브에 비하여 상당한 소성에너지를 소모한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.133-140
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• 1998

Material nonlinear analyses of RC(Reinforced Concrete) beams considering the tension stiffening effect and plastic hinge length have been conducted. Instead of taking the sophisticated layer approach which has some limitations in application to the large structures with many degrees of freedom. the moment-curvature relationships of RC sections previously constructed through the section analysis have been used. To reduce the numerical instability in nonlinear analysis and to remove the imprecision in calculation of ultimate resisting capacity, according to the used finite element mesh size, the tension stiffening effect and plastic hinge length have been taken into consideration. Finally, correlation studies between analytical and experimental results have been conducted with the objective to establish the validity of the proposed algorithms.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.261-268
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• 1999

The seismic performance of precast concrete panel structures tested previously has been evaluated in this paper. Hysteretic curves of test specimens are idealized to elasto-plastic curves to get reliable yielding and ultimate displacements. For the idealized curves, ductility and energy dissipation capacity of specimens have been evaluated using a few guide lines. In addition, the strength capacity of specimens is checked for the strength demand caused by the design earthquake load including overturning moment effects. The result shows while the strength of specimen with joint box for vertical continuity is little bit lower than that of specimen connected by welding, the ductility of the former is higher than that of the latter. The energy dissipation ratios of PC specimens are ranged from 83% to 96% of that of Re specimen and the average of those are shown 90%.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.339-347
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• 2006

2거더 철도교량의 사용성, 특히 부모멘트 영역의 휨강성을 증대시키기 위해서 이중합성단면이 제안되었다. 이 논문에서는 제안된 이중합성구조를 갖는 5m-5m의 연속 2거더 교량 모델에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 교량 모델에 대한 실험적 연구를 통해서 유효폭,전단연결부, 이중합성단면의 극한강도에 대한 설계 고려사항을 연구하였다. 하부 콘크리트 바다판의 전단열결부는 완전합성 거동을 나타내어 제안된 경험식의 타당성을 검증하였다. 이중합성단면의 휨거동을 통해서 하부 콘크리트 슬래브의 유효폭은 압축을 받는 콘크리트 슬래브의 유효폭으로 계산될 수 있다. 교량모델의 극한 휨 강도 평가에서 이중합성단면의 완전소성해석이 타당함을 밝혔다. 실험결 과에 근거한 설계사항들이 제안되었다.

• 대한조선학회지
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• 제27권1호
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• pp.24-34
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• 1990

본 연구에서는 축력과 굽힘모멘트의 조합하중(組合荷重)을 받는 손상원통부재의 최종강도(最終强度)를 해석하기위하여 간이유한요소해석이론을 정식화한다. 여기서, 굽힘 및 국부손상이 존재하는 원통부재(圓筒部材)를 보요소로 모델링하며, 각요소의 접선탄성강성행렬(接線彈性剛性行列)은 기하학적 비선형 효과를 고려하여 updated Lagrangian 기법에 의하여 도출한다. 이때, 국부손상부위의 강성이 외력에 대한 저항에 기여하는 정도는 비교적 작다고 생각되므로 요소의 강성평가시에 국부손상부위의 강성은 무시한다. 요소의 소성화는 국부손상부위의 영향을 고려한 전단면(全斷面) 소성강도(塑性强度) 상관관계식을 적용하여 요소의 각절점에서 판정하며, 접선(接線) 탄소성(彈塑性) 강성행렬(剛性行列)은 소성절점법(塑性節點法)에 의하여 계산한다. 마지막으로 본 연구에서 정식화한 해석법을 바탕으로 컴퓨터프로그램을 작성하고 실험 등에 의하여 얻어진 기존의 결과에 대해 재해석하여 본해석법의 정도와 유용성을 확인한다.