• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권1호
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• pp.51-69
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• 2016

A large number of welded steel moment-resisting framed (SMRF) structures failed due to brittle fracture induced by ductile fracture at beam-to-column connections during 1994 Northridge earthquake and 1995 Kobe (Hyogoken-Nanbu) earthquake. Extensive research efforts have been devoted to clarifying the mechanism of the observed failures and corresponding countermeasures to ensure more ductile design of welded SMRF structures, while limited research on the failure analysis of the ductile cracking was conducted due to lack of computational capacity and proper theoretical models. As the first step to solve this complicated problem, this paper aims to establish a straightforward procedure to simulate ductile cracking of welded joints under monotonic tension. There are two difficulties in achieving the aim of this study, including measurement of true stress-true strain data and ductile fracture parameters of different subzones in a welded joint, such as weld deposit, heat affected zone and the boundary between the two. Butt joints are employed in this study for their simple configuration. Both experimental and numerical studies on two types of butt joints are conducted. The validity of the proposed procedure is proved by comparison between the experimental and numerical results.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권1호통권24호
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• pp.11-20
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• 2007

본 연구에서는 H형 기둥-보 접합부에서 스캘럽 주변의 파단을 피하기 위해 스캘럽을 생략하고 보와 기둥의 쉬어탭을 볼트로 체결한 후 보 플랜지의 양면에 커버 플레이트와 리브로 보강하는 방법을 제안하였다. 스캘럽을 생략함으로써 스캘럽에서의 응력집중의 빈도를 줄이고 용접부 주위에서의 취성파괴를 방지하여 건축물의 내진성능을 향상시키는데 본 연구의 목적을 둔다. 본 목적을 위해 총 4개의 실험체를 제작하고 반복 가력 실험을 실시하였다. 주요 실험변수는 패널존 강도비이고 실험체의 항복강도, 초기강성, 총소성회전에 대한각 부재의 기여도, 에너지 소산능력으로부터 제작된 실험체들이 특수모멘트골조 내진규정에 만족을 하는지와 실험에 사용된 변수에 대한 여러 영향을 밝히고자 하였다. 그 결과 모든 실험체는 층간변위 4%, 총소성회전 0.03rad.에 충분이 도달하여 1997 AISC의 내진규정에 따라 특수모멘트골조에 만족할 것이라 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권3호
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• pp.337-353
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• 2018

In previous weak-axis moment connection tests, brittle fracture always initiated near the edge of the beam flange groove weld due to force flow towards the stiffer column flanges, which is the opposite pattern as strong-axis moment connections. As part of the China NSFC (51278061) study, this paper tested two full-scale novel weak-axis reduced beam section moment connections, including one exterior frame connection specimen SJ-1 under beam end monotonic loading and one interior frame joint specimen SJ-2 under column top cyclic loading. Test results showed that these two specimens were able to satisfy the demands of FEMA-267 (1995) or ANSI/AISC 341-10 (2010) without experiencing brittle fracture. A parametric analysis using the finite element software ABAQUS was carried out to better understand the cyclic performance of the novel weak-axis reduced beam section moment connections, and the influence of the distance between skin plate and reduced beam section, a, the length of the reduced beam section, b, and the cutting depth of the reduced beam section, c, on the cyclic performance was analyzed. It was found that increasing three parametric values reasonably is beneficial to forming beam plastic hinges, and increasing the parameter a is conducive to reducing stress concentration of beam flange groove welds while increasing the parameters b and c can only reduce the peak stress of beam flange groove welds. The rules recommended by FEMA350 (2000) are suitable for designing the proposed weak-axis RBS moment connection, and a proven calculation formulation is given to determine the thickness of skin plate, the key components in the proposed weak-axis connections. Based on the experimental and numerical results, a design procedure for the proposed weak-axis RBS moment connections was developed.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.53-56
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• 2008

대부분의 철근콘크리트 라멘 구조물은 지진하중 작용 시 가장 취약한 부분인 보-기둥 접합부 영역에서 큰 피해를 유발할 수 있다. 이러한 피해를 방지하기 위하여 보수 및 보강에 관한 연구가 이루어지고 있으며, 전 세계적으로 내진규정이 강화되고 구조물의 내진성능이 중요시되면서 지진에 효율적으로 저항할 수 있는 성능을 확보한 재료 개발이 증가되고 있다. 변형경화형 시멘트 복합체(Strain-hardening cementitious composite, SHCC)는 연성능력이 우수하여 보-기둥 접합부 영역에서 상당한 보강효과가 기대된다. 따라서 본 연구에서는 SHCC로 접합부를 보강한 철근콘크리트 보의 보강특성을 평가하고자 총 3개의 실험체를 제작하였다. 실험을 통하여 균열 및 파괴양상에 대하여 휨거동 특성을 평가하고 섬유 혼입률에 따른 SHCC의 보강효과에 대한 강도를 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권6호
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• pp.781-794
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• 2023

In order to directly apply seawater and sea sand in construction without desalination, a type of square concrete-filled steel tube (CFST) encased with prefabricated seawater sea-sand concrete filled Polyvinyl Chloride (PVC)/Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) tube column was proposed. Twenty short columns were tested under uniaxial loads, and the test parameters included inner tube types, seawater sea-sand concrete replacement ratios, concrete strength, the wrapping area of Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) strips and the thickness of GFRP tube. The effects of the parameters on failure modes, loading capacity, ductility and strain responses were discussed. All the tested specimens failed with serious buckling of the steel tubes and fracture of the inner tubes. The specimens had good residual bearing capacity corresponding to 64% to 88.9% of the peak capacity. The inner GFRP tubes and PVC tubes wrapped by CFRP strips provided stronger confinement to the core concrete, and were good choices for the proposed columns. Moreover, an analytical model for the composite column with different inner tube types was proposed.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1935-1946
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• 2013

본 연구에서는 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동 특성을 평가하고자 현장재하시험 사례를 분석하였으며, 또한 3차원 유한요소해석을 이용하여 말뚝 내부에서 발생하는 응력을 통해 심도별 휨응력을 산정하였다. 분석 결과, 단일 현장타설말뚝의 변단면 부근에서 휨응력이 집중되어 재료파괴가 발생하기 가장 쉬운 것을 알 수 있었다. 이를 토대로, 단일 현장타설말뚝의 기둥-말뚝 직경비와 수평 균열하중비 관계를 통해 최적의 기둥-말뚝 직경비를 제안하였다. 연구 결과, 최적의 기둥-말뚝 직경비는 기둥-말뚝 직경비와 수평 균열하중비 관계 곡선의 변곡점 부근에서 산정되었으며, 단일 현장타설말뚝 설계에 최적 변단면 특성을 고려한다면 개선된 설계가 이루어질 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.629-639
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• 1998

본 연구에서는 반복재하 실물대 실험에 의해 철골 모멘트접합부(column-tree 형식)의 내진거동을 평가하였다. 시험체는 $H-600{\times}200$ (보) 및 $H-400{\times}400$ (기둥) 계열의 SS41 (SS400) 압연형강으로 제작되었으며 보에 대한 패널존의 상대강도를 실험의 주요변수로 고려하였다. 본 실험결과에 의할 때 패널존의 강도가 클수록 열등한 내진성능을 보였다. 시험체의 모멘트 접합부에서 접합부의 파괴 이전까지 발휘된 총소성회전각은 1.8 (% rad)에서 3 (% rad) 범위에 있었다. 시험체의 접합부는 보플랜지 열영향부의 파단 또는 기둥플랜지 두께방향의 뽑힘으로 인하여 파괴되었다. 비록 제한된 실험자료이긴 하나 본 연구의 결과는 보에만 항복을 유발하는 것 보다는 패널존의 항복도 허용하는 것이 접합부의 전체적 소성변형능력을 높이는데 유리할 것임을 시사한다. 이러한 실험결과를 역학적으로 설명할 수 있는 모델도 제시하고자 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권1호
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• pp.13-27
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• 2020

To investigate the stress-strain relation of PVC-FRP Confined Concrete (PFCC) column with RC ring beam joint subjected to eccentric compression, the experiment of 13 joint specimens, which were designed with principle of "strong joint and weak column", were presented. Several variable parameters, such as reinforcement ratio, width and height of ring beam, FRP strips spacing and eccentricity, were considered. The specimens were eventually damaged by the crushing of concrete, the fracture of PVC tube and several FRP strips. With the FRP strips spacing or eccentricity increased, the ultimate carrying capacity of specimens declined. The strain of FRP strips and axial strain of PVC tube decreased as FRP strips spacing decreased. The decrease of eccentricity would slow down the development of strain of FRP strips and axial strain of PVC tube. The slope of stress-strain curve of PFCC column decreased as FRP strips spacing or eccentricity increased. The ultimate strain of PFCC column reduced as FRP strips spacing increased, while the effect of eccentricity on the ultimate strain of PFCC was not distinct. Considering the influence of eccentricity on the stress-strain relation, a modified stress-strain model for conveniently predicting the weak PFCC column and strong RC ring beam joint under eccentric compression was proposed and it was in good agreement with the experimental data.

• Journal of Acupuncture Research
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• 제26권4호
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• pp.1-9
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• 2009

목적 : 한양방 협진을 통한 보존적 입원 치료를 받은 급성 흉요추 압박골절 환자군에서의 압박골절 compression ratio의 급성기 내의 변화를 기록 분석하여 차후 환자군의 예후를 예측하고자 하였다. 방법 : 한양방 협진병원 척추센터에 입원하여 보존치료를 시행한 발병 2주 내의 압박골절 환자 중 2회 이상의 시점에서 압박골절 부위의 측면 X-ray 영상이 있는 환자 16명의 기록을 수집하였다. X-ray상 급성 압박골절이 발생한 추체(n=19)의 anterior wall과 posterior wall의 높이를 입원 1주차, 입원 2주차, 입원 3주차와 최종 영상 확보 시점의 X-ray에서 측정해 wedge fracture에 해당하는 anterior column fracture가 있는 추체(n=14)에 한해 anterior height/posterior height의 공식을 통해 compression ratio를 산출하였다. 2차적 지표로 입원 1주차에서 입원 3주차까지 환자의 VAS(visual analog scale) 통증 척도 점수를 분석하였다. 그 외 연령, 성별, 입원 기간, 총 치료기간, 당뇨, 골다공증, 골밀도, 압박골절 기왕력, 압박골절의 형태의 빈도와 비율을 분석하였다. 결과 : 1. 전방 골주 단독 골절에서의 compression ratio는 입원 1주차에서 3주차, 그리고 최종 영상 확보시점까지 각각 20.92${\pm}$10.42, 25.22${\pm}$10.90, 25.57${\pm}$11.04, 25.07${\pm}$11.94로 기록되었다. 시점간에는 통계적으로 유의한 compression ratio의 차이가 나타나지 않았다. 2. 통증 VAS 점수 평균은 입원 1주차부터 3주차까지 각각 7.44${\pm}$2.07, 4.67${\pm}$1.63, 3.00${\pm}$1.80으로 기록되었다. 시점간 모두 통계적으로 유의한 감소가 있었다(1주차-2주차 p=.003, 1주차-3주차 p<.000 2주차-3주차 p=0.021). 결론 : 본 연구의 협진 입원치료 압박골절의 compression ratio는 입원 1주차 시점에서 최종 follow-up 시점까지 유의한 차이를 보일 만큼의 추가적인 추체 높이 감소를 보이지 않아 향후 좋은 예후를 예상할 수 있다. 통증 VAS 점수는 모든 주별 시점간에서 유의하게 감소되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권3호
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• pp.507-528
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• 2016

Reduced beam section (RBS) moment resisting connections are among the most economical and practical rigid steel connections developed in the aftermath of the 1994 Northridge and the 1995 Kobe earthquakes. Although the performance of RBS connection has been widely studied, this connection has not been subject to in the skewed conditions. In this study, the seismic performance of dogbone connection was investigated at different angles. The Commercial ABAQUS software was used to simulate the samples. The numerical results are first compared with experimental results to verify the accuracy. Nonlinear static analysis with von Mises yield criterion materials and the finite elements method were used to analyze the behavior of the samples The selected Hardening Strain of materials at cyclic loading and monotonic loading were kinematics and isotropic respectively The results show that in addition to reverse twisting of columns, change in beam angle relative to the central axis of the column has little impact on hysteresis response of samples. Any increase in the angle, leads to increased non-elastic resistance. As for Weak panel zone, with increase of the angle between the beam and the column, the initial submission will take place at a later time and at a larger rotation angle in the panel zone and this represents reduced amount of perpendicular force exerted on the column flange. In balanced and strong panel zones, with increase in the angle between the beam and the central axis of the column, the reduced beam section (RBS), reaches the failure limit faster and at a lower rotation angle. In connection of skewed beam, balanced panel zone, due to its good performance in disposition of plasticity process away from connection points and high energy absorption, is the best choice for panel zone. The ratio of maximum moment developed on the column was found to be within 0.84 to 1 plastic anchor point, which shows prevention of brittle fracture in connections.