• Title/Summary/Keyword: 보 변형

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Estimation of Beam Plastic Rotation Demands for Special Moment-Resisting Steel Frames (강구조 특수모멘트골조의 보 소성변형요구량 평가)

  • Eom, Tae-Sung
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.23 no.4
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    • pp.405-415
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    • 2011
  • For the safe seismic design of buildings, it is necessary to predict the plastic deformation demands of the members as well as the story drift ratio. In the present study, a simple method of estimating the beam plastic rotation was developed for special-moment-resisting steel frame structures designed with strong column-weak beam behavior. The proposed method uses elastic analysis rather than nonlinear analysis, which is difficult to use in practice. The beam plastic rotation was directly calculated based on the results of the elastic analysis, addressing the moment redistribution, the column and joint dimensions, the movement of the plastic hinge, the panel zone deformation, the gravity load, and the strain-hardening behavior. In addition, the rocking effect of the braced frame or core wall on the beam plastic rotation was addressed. For verification, the proposed method was applied to a six-story special-moment frame designed with strong column-weak beam behavior. The predicted plastic rotations of the beams were compared with those that were determined via nonlinear analysis. The beam plastic rotations that were predicted using the proposed method correlated well with those that were determined from the nonlinear pushover analysis.

Hysteresis Loops of cement Paste Measured by Oscillatory Shear Experiments (동적전단유동하에서 측정된 시멘트 페이스트의 히스테리시스곡선)

  • L. Erwin
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.5 no.2
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    • pp.99-108
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    • 1993
  • 시멘트 페이스트의 비선형적 점탄성 거동을 연구하기 위해 동적인 전단 유동 시험 이 수행되었다. 전단응력과 전단변형 또는 전단변형율간의 관계를 보여주는 히스테리시스 곡선을 얻기 위하여 전단응력이 연속적으로 측정되었다. 이는 기존의 주파수 혹은 변형의 증가에 의한 실험(frequency or strain sweep experiment)과는 달리 저자에 의해 수정된 점 성계(HAAKE Model RV20/RC20/CV20N)의 조정프로그램을 이용하여 수행되었다. 동적 전 단유동시험에서 얻어진 히스테리시스곡선은 시멘트 페이스트가 전단변형을 받는 동안 선형 탄성, 입자간 연결고리의 파괴 및 점성유체 거동을 보여준다. 측정된 항복전단응력은 전단변 형율의 증가에 따라 파우어함수(Power low equation)에 의해 증가함을 보여준다.

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A Regression-Based Estimation of Strain Distribution for Safety Monitoring of the Steel Girder Subjected to Uncertain Loads (불확실한 하중을 받는 강재 보 구조물 안전도 모니터링을 위한 변형률 분포의 회귀 분석적 추정)

  • Lee, Ji Hoon;Choi, Se Woon;Park, Hyo Seon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.17 no.2
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    • pp.10-20
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    • 2013
  • To evaluate the safety of a beam structure, strains are measured as an indicator of structural states. However, unless strain sensors are installed exactly on where maximum or other representative strains occur, the techniques by which rational assessment through measured strains is accomplished are required. Thus, this study suggests a process to estimate strain distribution on the steel beam from discrete strains measured by sensors. In the presented technique, the targeted beam is regarded to be subjected to unknown loads so that applicability is enhanced. Final strain distribution is given as form of a function after regression analysis. To verify the performance of estimation, a bending test for steel beam on which distributed and concentrated loads simultaneously act is conducted. From the comparison between estimated and directly measured strains in the test, the curve of strain distribution and the strain at arbitrary location could be predicted within maximum relative error 3.32% and maximum absolute error of $2.32{\mu}{\varepsilon}$, respectively. Thus reliable and practical monitoring is expected to apply effectively for the steel beam structure.

Geosynthetic Embankment Stability on Soft Ground Considering Reinforcement Strain (보강재의 변형을 고려한 연약지반위 섬유보강성토제체의 안정해석)

  • 이광열;정진교;황재홍;홍진원;안용수
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.867-874
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    • 2003
  • 섬유보강재를 이용한 성토제체의 설계에서 기존의 방법은 보강재의 변형을 무시하고 흙의 변형만을 중요시하고 있다. 보강재에 의해 보강된 성토제체의 파괴면에서 보강재와 흙의 거동은 초기응력단계에서는 일체거동현상을 나타내지만 응력의 증가에 따라 변형량에서 차이를 보인다. 이러한 문제는 토공구조물의 보강재를 설계하는데 있어서 중요한 요소로서 보강효과에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 연약지반 위에 PET Mat로 보강하여 축조한 성토제체에서 보강재와 흙의 응력 - 변형거동을 수치해석을 통하여 분석하였다. 연구결과, 파괴면에서 보강재의 변형은 보강재의 인장강도 크기에 따라 큰 차이를 보이고 있다. 외부하중에 의해 보강재에 발생하는 최대응력은 보강재의 항복인장강도를 초과하지 않으며, 보강재에 발생하는 응력이 성토체에서 발생하는 응력이상일 때 이상적인 것으로 나타났다. 또한 제체의 전단파괴에 대한 안전율은 보강재의 항복인장강도가 증가할수록 증가하는데 보강재와 흙의 변형이 일치되는 이후부터는 안전율의 증가율은 거의 미미한 것으로 나타났다.

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Estimation Models for Strain Distribution of Steel Beams using FBG Sensors (FBG 센서를 이용한 철골 보의 변형률 분포 추정 모델)

  • Oh, Byung-Kwan;Park, Hyo-Seon
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.704-707
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    • 2010
  • 구조 건전성 모니터링에 사용되는 기존 센서들의 문제점을 극복하고 높은 분해능과 동특성 모니터링에 대한 이점을 지닌 FBG센서는 구조물 모니터링에 있어 큰 이점을 지니고 있다. FBG 센서는 점 센서라는 한계 때문에 구조물의 전체적인 변형률 및 응력 평가에 어려움이 있을 수 있다. 본 연구에서는 FBG 센서로부터 계측한 변형률 값들로부터 임의의 하중조건에서 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 기법을 제시하였다. 임의의 개별 하중조건에 대해 FBG 센서로 계측된 값을 통해 센서의 부착 위치와 최소 필요 개수를 결정하고 변형률 추정식을 유도함으로써 FBG 센서의 계측 기법에 대한 기준을 세웠다. 나아가 임의의 조합 하중이 작용하는 실제의 경우를 고려하여 철골 보의 변형률 분포를 추정하는 보다 일반화된 수학적 모델을 제시하였다. 그리고 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 변형률 분포 추정 모델을 검증하였다.

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Estimation Method of Strain Distribution for Safety Monitoring of Multi-span Steel Beam Using FBG Sensor (FBG센서를 이용한 다경간 강재 보 구조물의 안전성 모니터링을 위한 변형률 분포 추정 기법)

  • Oh, Byung-Kwan;Lee, Ji-Hoon;Choi, Se-Woon;Park, Hyo-Seon;Kim, You-Sok
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.1
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    • pp.138-149
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    • 2014
  • This study proposes an estimation method of strain distribution for multi-span steel beam structure under unspecific loading conditions. The estimation method in this paper employs the curve fitting using the least square method from measured strain data, not analytical method. To verify the proposed estimation method, a static loading test for multi-span steel beam on which distributed and concentrated loads act was conducted. The strain data for verification was measured by FBG sensors that have multiplexing technology. The analysis of the accuracy of strain estimation for distributed and concentrated loads and the errors by considering the number of measured points used in the estimation were conducted. In the maximum strain points, the strains could be estimated with the errors of 5.89% (loading step 1) and 6.26% (loading step 2). In case of decreasing the number of sensors, it was also confirmed that the errors increased (0.26~0.37%). Through the curve fitting method, it is possible to estimate the strain distribution (maximum strains and their locations) of multi-span beam for unspecific loads and go over the limit of the analytical estimation method which is suitable for specific distributed loads.

Longitudinal Elongation of Slender Reinforced Concrete Beams Subjected to Cyclic Loading (주기하중을 받는 세장한 철근콘크리트 보의 길이방향 인장변형)

  • Eom, Tae-Sung;Park, Hong-Gun
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.20 no.6
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    • pp.785-796
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    • 2008
  • Longitudinal elongation develops in reinforced concrete beams that exhibit flexural yielding during cyclic loading. The longitudinal elongation can decrease the shear strength and deformation capacity of the beams. In the present study, nonlinear truss model analysis was performed to study the elongation mechanism of reinforced concrete beams. The results showed that residual tensile plastic strain of the longitudinal reinforcing bar in the plastic hinge is the primary factor causing the member elongation, and that the shear-force transfer mechanism of diagonal concrete struts has a substantial effect on the magnitude of the elongation. Based on the analysis results, a simplified method for evaluating member elongation was developed. The proposed method was applied to test specimens with various design parameters and loading conditions.

Application of Nano-TDR Health Monitoring System in Civil Engineering (나노-TDR센서를 이용한 토목구조물 모니터링 시스템)

  • Han, Heui-Soo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.13 no.5 s.57
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    • pp.93-100
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    • 2009
  • This study presents reasonable relationships to estimate the deformation based on beam mechanism analysis and TDR(Time Domain Reflectometry) data. To declar the length points of co-axial cable installed in civil structure, Nano material ($BaTiO_3$ powders and silver mixture) is used on co-axial cables. From the laboratory test, nano material could make the correct information about attached cable points on beam, and TDR sensor system and Fourier series (data filter) found out the deformation of beam. Therefore it is concluded that the correct deformed information of beam were acquired by Nano-TDR and Fourier filter, they are much more effective to apply at health monitoring system in civil structure compared to conventional TDR or Fiber Optic Sensor (FOS) systems.

An Experimental Study on Structural Characteristics of Reinforced Concrete Beams with the Perforative Opening (철근콘크리트 개방형 유공보의 구조적 특성에대한 실험적 연구)

  • 구해식
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.9 no.6
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    • pp.225-232
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    • 1997
  • 철근콘크리트 유공보에 있어서 기존 유공보의 연구는 유공위치를 보춤의 중앙에 위치하여 연구하였으나 철근코크리트 보의 역학적 특성활용과 시공상의 편의성을 위해 사각형 유공의 위치를 보춤 하단에 설치하여 개방형 유공보로 변형하였다. 본 연구에서는 사각형 유공보에 대한 유공크기의 세로길이를 보춤의 0.3배로 하고 가로길이를 세로길의의 1~3배로 변화시켜 보강 및 무보강 상태의 사각형 유공보와 이의 사각형 유공하부 콘크리트를 제외시킨 개방형 유공보에 있어서 총 10개의 시험체를 대상으로 하는 실험을 실시하여 시험체의 최대내력, 유공주위에서의 전단균열과 시험체의 휨인장균열, 주요위치의 변위조사, 주근 및 유공주위의 콘크리트와 보강철근의 변형도조사, 시험체의균열을 조사하여 상호변화를 비교.분석하였다. 이 연구결과로부터 개방형유공보의 유공주위 응력변형상태, 파괴메카니즘, 적절한 개방형 유공크기,설계시 고려사항을 제시하여 차후의 개방형 유공보의 계속적인 연구에 기여하고자 한다.

Longitudinal Elongation of Slender Reinforced Concrete Beams Subjected to Cyclic Loading (주기하중을 받는 세장한 철근콘크리트 보의 길이방향 인장변형)

  • Eom, Tae-Sung;Park, Hong-Gun;Kang, Su-Min
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.169-172
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    • 2008
  • Longitudinal elongation develops in reinforced concrete beams that exhibit flexural yielding during cyclic loading. The longitudinal elongation can decrease the shear strength and deformation capacity of the beams. In the present study, nonlinear truss model analysis was performed to study the elongation mechanism of reinforced concrete beams. The results showed that residual tensile plastic strain of the longitudinal reinforcing bar in the plastic hinge is the primary factor causing the member elongation, and that the shear-force transfer mechanism of diagonal concrete struts has a substantial effect on the magnitude of the elongation. Based on the analysis results, a simplified method for evaluating member elongation was developed. The proposed method was applied to test specimens with various design parameters and loading conditions..

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