• Computers and Concrete
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• 제19권1호
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• pp.79-85
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• 2017

This paper summarizes the experimental study of the shear behaviour of Hybrid Fibre Reinforced Concrete (HFRC) beams retrofitted by using externally bonded Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) laminates. To attain the set-out objectives of the present investigation, steel fibre of 1% and polypropylene fibre of 0.30% was used for hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete: whereas for hybrid glass-polypropylene fibre reinforced concrete, glass fibre by 0.03% and polypropylene fibre of 0.03% by volume of concrete was used. In this study, 9 numbers of beams were cast and tested into three groups (Group I, II & III). Each group containing 3 numbers of beams, out of which one serve as a control beam or a hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete beam or a hybrid glass - polypropylene fibre reinforced concrete beam and the remaining two beams were preloaded until shear cracks appeared up to 75% of ultimate load and then preloaded beams (damaged beams) were retrofitted with GFRP laminates at shear zone in the form of strips, as one beam in vertical position and another beam in inclined position to restrict the shear cracks. Finally, the retrofitted beams were loaded until failure and test results were compared. The experimental tests have been conducted to investigate various parameters of structural performance, such as load carrying capacity, crack pattern and failure modes, load-deflection responses and ductility relations. The test results revealed that beams retrofitted using GFRP laminates considerably increased the load carrying capacity. In addition, it was found that beams retrofitted with inclined strip offers superior performance than vertical one. Comparing the test results, it was observed that hybrid steel-polypropylene fibre reinforced concrete beam retrofitted with GFRP laminates showed enhanced behaviour as compared to other tested beams.

• 동력기계공학회지
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• 제13권5호
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• pp.52-58
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• 2009

A gas turbine consists of an upstream compressor and a downstream turbine with a combustion chamber, and also the compressor and the turbine are generally coupled using a single shaft. Many casing bolts are used to assemble two horizontally separated casings, the gas turbine casing and the compressor casing, in both of axial and vertical directions. Because drilled holes for casing bolts in vertical direction are often too close to drilled holes for casing bolts in axial direction, one can observe cracks in the area frequently during operations of a gas turbine. In this study of the root cause analysis for the cracking initiating from the drilled holes of the casings of a gas turbine, the finite element analysis(FEA) was applied to evaluate the thermal and mechanical characteristics of the casings. By applying the field operation data recorded from combined cycle power plants for FEA, thermal and thermo-mechanical characteristics of a gas turbine are analyzed. The crack is initiated at the geometrical weak point, but it is found that the maximum stress is relieved when the same type of cracks is introduced on purpose during FEA. So, it is verified that the local fracture could be delayed by machining the same type of defects near the hole for casing flange bolts of the gas turbine, where the crack is initiated.

• 보존과학회지
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• 제24권
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• pp.1-11
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• 2008

서울역사박물관에서 소장하고 있는 운현궁 석조수조의 재질은 미세층리와 여러 조의 점토질 세맥이 발달된 석회질 대리암이다. 이 수조에는 전면에 걸쳐 균열이 나타나며 흑색변색이 심하여 보존처리가 필수적이다. 수조에서 나타나는 수평 및 수직방향의 균열은 상대적으로 결합력이 낮은 층리부분과 세맥이 형성된 곳에 집중적으로 발달되어 있다. 수조 표면을 변색시킨 물질은 유기물의 침착과 고사로 인해 발생한 탄소성분으로 밝혀졌다. 초음파 측정결과, 운현궁수조를 구성하는 암석의 물성은 약한풍화단계(SW)로 나타났으나 전체적인 표면 풍화는 구성광물의 입상분해가 발생할 정도로 심각하다. 또한 이 수조의 안정성에 가장 큰 위협요인인 33조에 달하는 균열의 깊이는 석조의 최대 두께인 60mm를 완전히 관통한 것도 있으며, 최소깊이는 9mm로 산출되었다. 점토질 세맥을 따라 발생한 균열중에는 수조의 외벽과 내벽을 관통한 개방형 균열도 있으며, 층리를 따라 생성된 균열은 대부분 20~30mm의 심도를 나타내었다. 이 결과는 운현궁수조의 장기적인 보존관리에 중요한 자료로 활용될 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 2009

2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권1호
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• pp.63-74
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• 2006

In this paper, the scattering of harmonic elastic anti-plane shear waves by two collinear cracks in functionally graded materials is investigated by means of nonlocal theory. The traditional concepts of the non-local theory are extended to solve the fracture problem of functionally graded materials. To overcome the mathematical difficulties, a one-dimensional non-local kernel is used instead of a two-dimensional one for the anti-plane dynamic problem to obtain the stress field near the crack tips. To make the analysis tractable, it is assumed that the shear modulus and the material density vary exponentially with coordinate vertical to the crack. By use of the Fourier transform, the problem can be solved with the help of a pair of triple integral equations, in which the unknown variable is the displacement on the crack surfaces. To solve the triple integral equations, the displacement on the crack surfaces is expanded in a series of Jacobi polynomials. Unlike the classical elasticity solutions, it is found that no stress singularities are present at crack tips.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권1호
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• pp.69-83
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• 2023

Analytical solutions to problems are crucial because they provide high-quality comparison data for assessing the accuracy of numerical solutions. Benchmark analytical solutions for the vibrations of cracked functionally graded material (FGM) plates are not available in the literature because of the high level of complexity of such solutions. On the basis of first-order shear deformation plate theory (FSDT), this study proposes analytical series solutions for the vibrations of FGM rectangular plates with side or internal cracks parallel to an edge of the plates by using Fourier cosine series and the domain decomposition technique. The distributions of FGM properties along the thickness direction are assumed to follow a simple power law. The proposed analytical series solutions are validated by performing comprehensive convergence studies on the vibration frequencies of cracked square plates with various crack lengths and under various boundary condition combinations and by performing comparisons with published results based on various plate theories and the theory of three-dimensional elasticity. The results reveal that the proposed solutions are in excellent agreement with literature results obtained using the Ritz method on the basis of FSDT. The paper also presents tabulations of the first six nondimensional frequencies of cracked rectangular Al/Al2O3 FGM plates with various aspect ratios, thickness-to-width ratios, crack lengths, and FGM power law indices under six boundary condition combinations, the tabulated frequencies can serve as benchmark data for assessing the accuracy of numerical approaches based on FSDT.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.579-584
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• 2008

고속철도 차륜의 미소결함을 고속 고공간 분해 능으로 측정할 수 있는 새로운 비파괴검사법이 요구되고 있다. 본 연구는 종래의 스캔형 자기카메라를 개선하여, 다중증폭회로와 결함표시를 위한 펄스 발생기를 장착한 신호처리회로를 제안한다. 홀센서를 선형으로 배열하고, 배열의 직각방향으로 차륜이 정속으로 회전하게 하면, 차륜의 답면을 검사할 수 있다. 각각의 홀전압을 증폭하고, AD변환기를 통하여 $\mu$-processor에 의하여 시간에 따른 전압차, 즉 ${\partial}V_H/{\partial}t$를 연산한다. ${\partial}V_H/{\partial}t$가 결함의 존재를 의미하는 비교치보다 클 때 pulse 신호가 발생하여 결함을 지시한다. 휠 시험편을 이용하여 제안된 방법을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권5호
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• pp.507-521
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• 1997

The ultimate behavior of a reinforced concrete hyperbolic paraboloid saddle shell under uniformly distributed vertical load is investigated using an inelastic, large displacement finite-element program originally developed at North Carolina State University. Unlike with the author's previous study which shows that the saddle shell possesses a tremendous capacity to redistribute the stresses, introducing tension stiffening in the model the cracks developed are no longer through cracks and formed as primarily bending cracks. Even though with small tension stiffening effect, the behavior of the shell is changed markedly from the one without tension stiffening effect. The load-deflection curves are straight and the slope of the curves is quite steep and remains unchanged with varying the tension stiffening parameters. The failure of the shell took place quite suddenly in a cantilever mode initiated by a formation of yield lines in a direction parallel to the support-to-support diagonal. The higher the tension stiffening parameters the higher is the ultimate load. The present study shows that the ultimate behavior of the shell primarily depends on the concrete tensile characteristics, such as tensile strength (before cracking) and the effective tension stiffening (after cracking). As the concrete characteristics would vary over the life of the shell, a degree of uncertainty is involved in deciding a specified ultimate strength of the saddle shell studied. By the present study, however, the overload factors based on ACI 318-95 are larger than unity for all the cases studied except that the tension stiffening parameter is weak by 3 with and without the large displacement effect, which shows that the Lin-Scordelis saddle shell studied here is at least safe.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.101-110
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• 2005

서울지역에, 건축물의 열화는 1960년 이전에 지어진 조적조 건축물에 영향이 크다. 그러나 대부분이 유지관리가 되지 않고 있다, 결과적으로, 열화율은 더 빨리 진행되며, 근접 건축물과 이웃에게 위험한 상황을 야기 시킬지 모른다. 이 연구의 목적은 조적조 건축물에 발생한 결함 형태 중 벽체균열의 진행 상태를 연구하고, 건축물의 안전 등급을 제정하기 위한 기초 자료로 제안하기 위해 안전등급과의 상호관계를 분석하여, 개선하고자 함이다. 결과로서는 안전등급과 균열 폭의 높은 상관성을 나타나지만, 균열길이와는 다소 낮게 나타난다. 균열패턴에서는 수직균열이 안전등급에 더 많은 영향을 주는 것으로 분석되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.49-55
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• 2009

이 논문은 2007년 9월에 발생한 태풍이 동반한 폭우 후에 일본 사이타마현의 아라강 유역의 제방근처 지형변형 지역에서 실시된 3차원 GPR 탐사에 관하여 기술하였다. 폭우에 의해 생긴 포장된 도로 위의 수직균열 주변에 근접한 4방향의 2차원 탐사들로 이루어진 고밀도의 3차원 GPR 탐사가 수행되었다. 2차원 탐사의 방향은 각각 도로에 대해 $0^{\circ}$, $90^{\circ}$. $45^{\circ}$ 그리고 $-45^{\circ}$로, 측선 사이의 간격은 0.5 m 이하로 설정하였다. 3차원적인 지하구조가 3차원 Kirchhoff 형태의 구조보정 자료처리 기법을 통하여 정밀하게 영상화 되었다. 그 결과 포장포로 밑의 폭우로 인해 발생된 균연들의 위치와 수직 연결성 등을 명확하게 확인 할 수 있었다. 이 영상은 균열 형성과정의 매커니즘을 이해하는데 큰 도움을 줄것으로 기대된다. 또한 3차원 GPR 탐사 결과 공기로 채워진 공동이 존재하지 않는 것으로 확인되어 2차적인 피해가 발생될 가능성은 매우 낮은 것으로 판명되었다.