• Structural Engineering and Mechanics
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• 제6권2호
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• pp.143-159
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• 1998

The objective of this present work is to estimate the failure loads, associated maximum transverse displacements, locations and the modes of failure, including the onset of delamination, of thin, square symmetric laminates under the action in-plane positive (+ve) shear load. Two progressive failure analyses, one using the Hashin criterion and the other using a Tensor polynomial criterion, are used in conjunction with finite element method. First order shear deformation theory along with geometric non-linearity in the von Karman sense have been employed. Variation of failure loads and failure characteristics with five type of lay-ups and three types of boundary conditions has been investigated in detail. It is observed that the maximum difference between failure loads predieted by various criteria depends strongly on the laminate lay-up and the flexural boundary restraint. Laminates with clamped edges are found to be more susceptible to failure due to transverse shear (ensuing from the out of plane bending) and delamination, while those with simply supported edges undergo total collapse at a load slightly higher than the fiber failure load. The investigation on negative (-ve) in-plane shear load is in progress and will be communicated as part-II of the present work.

• Computers and Concrete
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• 제19권2호
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• pp.191-201
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• 2017

External pre-stressing is often used in strengthening or retrofitting of steel-concrete composite beams. In this way, a proper numerical model should be able to trace the completely nonlinear response of these structures at service and ultimate loads. A three dimensional finite element model based on shell elements for representing the concrete slab and the steel beam are used in this work. Partial interaction at the slab-beam interface can be taken into account by using special beam-column elements as shear connectors. External pre-stressed tendons are modeled by using one-dimensional catenary elements. Contact elements are included in the analysis to represent the slipping at the tendon-deviator locations. Validation of the numerical model is established by simulating seven pre-stressed steel-concrete composite beams with experimental results. The model predictions agree well with the experimental results in terms of collapse loads, path failures and cracking lengths at negative moment regions due to service loads. Finally, the accuracy of some simplified formulas found in the specialized literature to predict cracking lengths at interior supports at service loading and for the evaluation of ultimate bending moments is also examined in this work.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.19-26
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• 2002

In this paper, the nonlinear structural analysis for the composite structure of the spent nuclear fuel disposal container and the 50cm thick bentonite buffer is carried out to predict the collapse of the container while the sudden rock movement of 10cm is applied on the composite structure. This sudden rock movement is anticipated by the earthquake etc. at a deep underground. Horizontal symmetric rock movement is assumed in this structural analysis. Elastoplastic material model is adopted. Drucker-Prager yield criterion is used for the material yield prediction of the bentonite buffer and von-Mises yield criterion is used for the material yield prediction of the container(cast iron insert, copper outer shell and lid and bottom). Analysis results show that even though very large deformations occur beyond the yield point in the bentonite buffer, the container structure still endures elastic small strains and stresses below the yield strength. Hence, the 50cm thick bentonite buffer can protect the container safely against the 10cm sudden rock movement by earthquake etc.. Analysis results also show that bending deformations occur in the container structure due to the shear deformation of the bentonite buffer. The elastoplastic nonlinear structural analysis for the composite structure of the container and the bentonite buffer is performed using the finite element analysis code, NISA.

• 한국안전학회지
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• 제25권2호
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• pp.47-54
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• 2010

This paper presents a simple and efficient two-dimensional rigid-body-spring network model able to accurately estimate the fractural behavior of civil fiber reinforced pavements. The proposed rigid-body-spring network model, denoted as RBSN model, considers civil fiber reinforcing materials using the beam elements and link spring elements. The RBSN method is able to model collapse due to asphalt crushing and civil fiber slip. The RBSN model is used to predict the applied load-midspan deflection response of civil fiber retrofitted asphalt specimen subjected to the three-point bending. Numerical simulations and experimental measurements are compared to based on tests available in the literature. The numerically simulated responses agree significantly with the corresponding experimental results until the maximum load. However, It should be mentioned that, in order to more accurately predict the postpeak flexural behavior of the civil fiber retrofitted asphalt pavement, development of the advanced model to simulate the slip relationship between civil fiber and asphalt is required.

• 소성∙가공
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• 제12권5호
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• pp.479-486
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• 2003

This paper presents an elastoplastic analysis for spent nuclear fuel disposal container and its 50 cm thick bentonite buffer to predict the collapse of the container while the horizontal asymmetric sudden rock movement of 10 cm is applied on the composite structure. This sudden rock movement is anticipated by the earthquake etc. at a deep underground. Elastoplastic material model is adopted. Drucker-Prager yield criterion is used for the material yield prediction of the bentonite buffer and von-Mises yield criterion is used for the material yield prediction of the container. Analysis results show that even though very large deformations occur beyond the yield point in the bentonite buffer, the container structure still endures elastic small strains and stresses below the yield strength. Hence, the asymmetric 50 cm thick bentonite buffer can protect the container safely against the 10 cm sudden rock movement by earthquake etc.. Analysis results also show that bending deformations occur in the container structure due to the shear deformation of the bentonite buffer. The finite element analysis code, NISA, is used for the analysis.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권1호
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• pp.19-30
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• 2023

Steel-concrete composite slabs represent a very efficient floor solution combining the key performance of two different materials: the steel and the concrete. Composite slab response is governed by the degree of the interaction between these two materials, mainly depending by chemical and mechanical bond. The latter is characterized by a limited degree of confinement if compared with the one of the rebars in reinforced concrete members while the former is remarkably influenced by the type of concrete and the roughness of the profiled surface, frequently lubricated during the cold-forming manufacturing processes. Indeed, owing to the impossibility to guarantee a full interaction between the two materials, a key parameter governing slab design is represented by the horizontal shear-bond strength, which should be always experimentally estimated. According to EC4, the design of the slab bending resistance, is based on the simplified assumption that the decking sheet is totally yielded, i.e., always in plastic range, despite experimental and numerical researches demonstrate that a large part of the steel deck resists in elastic range when longitudinal shear collapse is achieved. In the paper, the limit strain for composite slab, which corresponds to the slip, i.e., the debonding between the two materials, has been appraised by means of a refined numerical method used for the simulation of experimental results obtained on 8 different composite slab types. In total, 71 specimens have been considered, differing for the properties of the materials, cross-section of the trapezoidal profiled metal sheets and specimen lengths.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권3호
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• pp.235-245
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• 2007

선체의 갑판부와 선저부 그리고 해양구조물의 기본적인 구조는 보강판이다. 보강판넬은 한쪽방향으로 위치한 보강재 혹은 종/횡 방향으로 복잡하게 위치한 구조를 이루고 있으며, 후자의 모델을 그릴리지 구조라고 부른다 선체구조설계 단계에서 선박의 종강도 평가는 가장 중요한 항목이다. 일반적으로, 극심한 해상상태에 놓인 선박의 선저부에는 호깅조건에 의해 발생되는 횡모멘트에 기인하여 압축하중이 작용하게 되며, 이와 동시에 수압하중 작용으로 인한 국부휭모멘트가 작용된다. 본 논문에서는, 구조해석 결과의 검증을 위해서 여러 가지 해석프로그램 및 현재 사용되고 있는 선급룰과의 비교를 하여 횡하중의 영향에 따른 압축최종강도에 대해 분석하고, 여러 가지 설계변수를 변화하여, 각각의 영향을 검토하고, 최종적으로 조합하중 조건에서의 횡하중의 영향에 대해서 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 최종한계상태설계법에 기반을 두고, 조합하중이 작용하는 선체보강판의 구조강도 거동에 대해서 하중성분에 대한 관계를 고찰하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권2호
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• pp.86-91
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• 2008

연근해를 운항하는 선박의 경우, 선저가 암초 상에 올라앉는 정지형 좌초(stranding)를 당할 확률이 상대적으로 높다. 손상을 입은 선박의 최종강도는 저하할 것이다. 본 논문에서는 시리즈 붕괴실험을 수행하여 선체구조의 최종강도에 대한 정지형 좌초손상의 영향을 파악하고자 하였다. 단면이 720 mm $\times$ 720 mm이고, 시험체의 길이가 900 mm인 5개의 박스 거더형 모형이 제작되었으며, 각 판 부재에는 종보강재가 부착되어 있다. 5개의 모델 중에는 1개의 비손상 모형과 암초 단면을 이상화한 마름모꼴 손상을 가진 4개의 손상 모형이 있다. 손상 모형 중 3개는 손상부의 판을 잘라 내었으며, 때는 보다 실제적인 좌초손상을 표현하기 위해 프레스 가공하였다. 최종강도 실험은 순수 굽힘 하중 하에서 수행되었으며, 작용하중과 선저판의 변위를 계측하였다. 실험 결과, 최종강도는 손상의 크기가 증가할수록 감소하였다. 손상이 선폭의 30%에 이르는 가장 큰 손상 모형의 최종강도는 비손상 모형에 비해 약 21%정도 감소되었다. 프레스 가공한 손상 모형의 최종강도는 손상부를 잘라 내어 제거한 모형에 비해 낮았다 이는 프레스 가공한 손상부의 판이 최종강도를 떨어뜨리는 쪽으로 작용한 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.105-117
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• 1994

평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.77-85
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• 2005

2001년 9월 11일 세계무역센터 붕괴 후. 그리고 지진발생시 빈번히 발생하는 건물의 화재피해 때문에 구조부재의 내화에 대한 사회적 관심이 증대되었다. 최근에는 전통적인 방법이 아니라 콘크리트의 내화성능과 철골의 구조적 특성을 복합한 내화성능이 향상된 합성구조에 대한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 내화성능향상을 목적으로 개발된 부분적으로 철근콘크리트로 채워진 H형강-국부 콘크리트 합성 보의 상온에서의 휨 거동을 조사하기 위하여 몇 가지 합성상세를 갖는 실험체들의 휨실험을 실시하였다. 실험결과 $6\~8$의 변위 연성계수를 얻었다. 콘크리트와 철골의 일체화를 위한 합성상세간의 횡 거동 차이는 미미하였고, 극한 휨 강도에 가장 영향을 주는 것은 배근된 주철근 양임을 알 수 있었다. 따라서 중진 지역의 내진설계시 이 타입의 합성보를 사용하면 단일 H형강에 철근배근만 달리하여 상당부분의 층에서의 보의 춤을 동일하게 유지할 수 있다.