• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.283-290
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• 2015

이 논문에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 콘크리트의 부재의 휨강도를 예측하기 위한 수치해석기법을 제시하였다. 이를 위해 휨을 받는 하이브리드 강섬유 보강 콘크리트 실험과 수치해석연구를 수행하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 인장연화특성은 구조적 거동에 매우 중요한 역할을 하며, 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 하중-균열개구변위 실험결과를 반영하여 가상균열모델에 근거한 역해석에 의해 인장연화모델링을 수행하였다. 제안기법에 의한 콘크리트 보의 모멘트-곡률 수치해석결과를 실험결과와 비교하였으며, 수치해석결과와 실험결과는 전반적으로 잘 일치하고 있다. 따라서, 제안기법에 의해 강섬유 보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 합리적으로 예측할 수 있다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1741-1751
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• 2004

It is commonly requested that the steam generator tubes wall-thinned in excess of 40% should be plugged. However, the plugging criterion is known to be too conservative for some locations and types of defects and its application is limited to a single crack in spite of the fact that the occurrence of multiple through-wall cracks is more common in general. The objective of this research is to propose the optimum failure prediction models for two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes. The conservatism of the present plugging criteria was reviewed using the existing failure prediction models for a single crack, and six new failure prediction models for multiple through-wall cracks have been introduced. Then, in order to determine the optimum ones among these new local or global failure prediction models, a series of plastic collapse tests and corresponding finite element analyses for two adjacent through-wall cracks in thin plate were carried out. Thereby, the reaction force model, plastic zone contact model and COD (Crack-Opening Displacement) base model were selected as the optimum ones for assessment of steam generator tubes with multiple through-wall cracks. The selected optimum failure prediction models, finally, were used to estimate the coalescence pressure of two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.51-59
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• 2011

온도와 습도 변화에 의해 수축될 경우 콘크리트 포장 슬래브에는 인장응력이 생기고 이로 인해 무작위 균열이 발생한다. 일정한 간격으로 줄눈을 설치하고 균열을 유도함으로써 슬래브에 발생하는 인장응력을 줄이고 무작위 균열을 최소화할 수 있다.줄눈간격이 너무 넓으면 무작위 균열, 줄눈부 파손, 하중전달률 저하가 일어나고, 반대로 줄눈간격이 너무 좁으면 공사비 증가와 승차감 저하가 유발된다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 역학적-경험적 줄눈간격 설계방법을 개발하였다. 이를 위하여 우수한 공용성을 보이는 콘크리트 포장 구간 중 구조적 및 환경적으로 가장 취약한 구간을 찾고 그 구간에 대한 유한요소해석으로 설계기준강도를 결정하였다. 기존 연구결과를 참고하여 하중전달률이 급격히 낮아질 때의 줄눈폭을 허용줄눈폭으로 결정하였다. 유한요소해석으로 계산된 설계대상구간의 최대인장응력이 설계기준강도를 초과하지 않는 최대줄눈간격을 찾아냈다. 그리고 이 줄눈간격으로 예측된 최대줄눈폭을 허용줄눈폭과 비교하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 설계 중인 함양-울산 고속도로의 두 공구에 적용해 보았다. 기존보다 넓은 8.0m의 줄눈간격으로 시험시공된 구간과 동일한 줄눈간격이 본 연구의 설계방법으로 계산되었다. 공용 6년 후 측정된 시험시공 구간의 매우 낮은 균열률로 본 연구에서 개발된 설계방법이 검증되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권5호
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• pp.577-598
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• 2018

The imperfect steel-concrete interface bonding is an important deficiency of the concrete-filled double skin tubular (CFDST) columns that led to separating concrete and steel surfaces under lateral loads and triggering buckling failure of the columns. To improve this issue, it is proposed in this study to use longitudinal and transverse steel stiffeners in CFDST columns. CFDST columns with different patterns of stiffeners embedded in the interior or exterior surfaces of the inner or outer tubes were analyzed under constant axial force and reversed cyclic loading. In the finite element modeling, the confinement effects of both inner and outer tubes on the compressive strength of concrete as well as the effect of discrete crack for concrete fracture were incorporated which give a realistic prediction of the seismic behavior of CFDST columns. Lateral strength, stiffness, ductility and energy absorption are evaluated based on the hysteresis loops. The results indicated that the stiffeners had determinant role on improving pinching behavior resulting from the outer tube's local buckling and opening/closing of the major tensile crack of concrete. The lateral strength, initial stiffness and energy absorption capacity of longitudinally stiffened columns with fixed-free end condition were increased by as much as 17%, 20% and 70%, respectively. The energy dissipation was accentuated up to 107% for fixed-guided end condition. The use of transverse stiffeners at the base of columns increased energy dissipation up to 35%. Axial load ratio, hollow ratio and concrete strength affecting the initial stiffness and lateral strength, had negligible effect of the energy dissipation of the columns. It was also found that the longitudinal stiffeners and transverse stiffeners have, respectively, negative and positive effects on ductility of CFDST columns. The conclusions, drawn from this study, can in turn, lead to the suggestion of some guidelines for the design of CFDST columns.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.21-32
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• 1999

지진가속도에 의한 부재의 지진거동 특성은 실험적인 방법 또는 등가의 정적실험으로부터 추정되어 온 것이 대부분이다 본 연구에서는 지진가속도에 의한 철근콘크리트 전단벽체의 지진응답 및 파괴거동 특성을 유한요소법을 사용한 해석적인 기법에 의해서 예측하였다 콘크리트 부재에서 균열은 필연적으로 발생하게 되며 이로 인한 부재의 강도 및 강성의 감소 철근의 항복 및 하중의 반복성으로 인한 균열의 개폐등이 수반된다 본 연구에서는 이와 같은 콘크리트와 철근의 비선형 특성을 고려한 이축응력상태에 대한 재료모델과 동적해석 알고리즘을 범용 수치해석기법인 유한요소법을 사용하여 해석프로그램으로 구현하였다 지진가속도를 받는 전단벽을 대상으로 지진응답 및 파괴거동등을 본 연구의 해석적인 방법으로 예측하였으며 그 결과를 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2845-2852
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• 2000

When welding a car frame with one spot welding there are same limitations because many parts of it cannot be simplified by one spot welding alone. It is presented two spot welding model for the description of the spot welding which is usually used in a car frame structure. This study primarily covers fatigue behavior taking spot welded SPCC(Steel plate carbon C) with different ungget intervals as a tension shear specimen. It was prepared that intervals between two nuggets are varied as 9mm, 14mm, and 20mm respectively. The tensile tests and fatigue tests were executed to know the mechanical properties under static and fatigue load condition. In addition, the relationship between fatigue life and nugget intervals was illustrated by finite element method.

• 콘크리트학회지
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• 제2권2호
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• pp.81-92
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• 1990

콘크리트는 혼합물로서 비균질성, 이방성 및 비선형성 재료이기 때문에 그의 파괴해석에 있어서 재래의 강도 개념보다 파괴역학 개념을 적용하여 콘크리트의 파괴인성을 도입하여 평가하는 것이 보다 합리적이라 할 수 있다. 지금까지 콘크리트에 적용되어 온 파괴역학 개념은 두가지로 대별될 수 있는데 하나는 선형탄성파괴역학 개념이고 다른 하나는 비선형파괴역학 개념이다. 그러너 전자를 콘크리트에 적용하는데는 문제점과 불합리성이 지적되어 왔다. 본 연구에서는 비선형파괴역학에서 많이 이용되어온 J-적분법과 COD법을 도입하여 굵은골재의 최대치수와 노치깊이의 변화가 콘크리트의 파괴거동, 파괴에너지 및 균열성장에 미치는 영향, 균열개구변위와 파괴에너지의 관계 등을 고찰하기 위하여 콘크리트 작사각형 보를 제작하여 3점 휨 파괴실험을 수행하였다. 그 결과 굵은골재의 최대치수와 노치깊이가 증가할수록 하중-치 짐거동의 비선형성이 더욱 두드러졌고, 굵은골재 최대치수의 증가는 콘크리트의 연성을 증가시켜 보다 안정된 파괴를 유도하였으며, 균열전파경로는 굵은골재의 최대치수가 증가할수록 점점 더 직선에서 벗어나 불규칙적이었으나 노치깊이의 변화에는 거의 영향을 받지 않았다. 또한 파괴에너지는 굵은골재의 최대치수가 증가하고 노치깊이가 감소할수록 증가하였으나, 균열개구변위는 노치깊이가 증가할수록 감소하였으며 굵은골재의 최대치수의 변화에는 거의 영향을 받지 않았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.1-10
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• 2002

비록 제한된 범위내에서나마 일련의 유한요소해석을 통하여 비보강 조적조 벽체의 면내방향 내진성능을 조사하였다. 이를 위하여 비보강 조적벽체는 연속체로 가정하여 등방성 평면응력요소로 취급하였으며, 비보강 조적조의 균열거동을 위하여 균열특성이 요소내에 분포하는 것으로 가정하는 분포균열모델을 사용하였다. 모두 70가지 서로 다른 경우의 비보강 조적벽체 모델을 해석하였는데, 축력비, 형상비 및 유효단면적비 등의 변수를 고려하였다. 해석결과 이들 변수가 비보강 조적벽체의 극한강도에 지대한 영향을 미치며 상호 작용하는 것으로 확인되었다. 비보강 조적벽체의 여러 가지 취성적 요인과 복합적인 파괴형태의 가능성을 감안하여 현재 우리 나라 규준에서 사용하고 있는 반응수정계수의 크기를 재고하여야 함이 지적되었다.

• Computers and Concrete
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• 제29권 6호
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• pp.393-405
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• 2022

Lightweight concrete is a superior material due to its light weight and high strength. There however remain significant lacunae in engineering knowledge with regards to shear failure of lightweight fiber reinforced concrete beams. The main aim of the present study is to investigate the optimum usage of steel fibers in lightweight fiber reinforced concrete (LWFRC). Multi-scale finite element model calibrated with experimental results is developed to study the effect of steel fibers on the mechanical properties of LWFRC beams. To decrease the amount of steel fibers, it is preferred to reinforce only the middle section of the LWFRC beams, where the flexural stresses are higher. For numerical simulation, a multi-scale finite element model was developed. The cement matrix was modeled as homogeneous and uniform material and both steel fibers and lightweight coarse aggregates were randomly distributed within the matrix. Considering more realistic assumptions, the bonding between fibers and cement matrix was considered with the Cohesive Zone Model (CZM) and its parameters were determined using the model update method. Furthermore, conformity of Load-Crack Mouth Opening Displacement (CMOD) curves obtained from numerical modeling and experimental test results of notched beams under center-point loading tests were investigated. Validating the finite element model results with experimental tests, the effects of fibers' volume fraction, and the length of the reinforced middle section, on flexural and residual strengths of LWFRC, were studied. Results indicate that using steel fibers in a specified length of the concrete beam with high flexural stresses, and considerable savings can be achieved in using steel fibers. Reducing the length of the reinforced middle section from 50 to 30 cm in specimens containing 10 kg/m3 of steel fibers, resulting in a considerable decrease of the used steel fibers by four times, whereas only a 7% reduction in bearing capacity was observed. Therefore, determining an appropriate length of the reinforced middle section is an essential parameter in reducing fibers, usage leading to more affordable construction costs.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.193-200
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• 2023

본 논문에서는 전자기장 노출을 통한 강섬유의 방향 정렬 방법이 휨파괴거동에 미치는 영향을 비교, 분석하였다. 강섬유의 방향을 휨공시체의 종방향으로 정렬할 수 있는 규모의 솔레노이드를 설계, 제작하였다. 설계강도 30MPa의 강섬유보강콘크리트 휨공시체를 제작하였으며, 이를 전자기장에 노출한 공시체와 노출하지 않은 공시체로 구분하여 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 강섬유의 혼입률과 형상비로 하였다. 실험결과, 전자기장에 노출된 시험체의 휨강도, 최대하중에서의 개구변위가 미소하게 증가하였으며, 특히 파괴에너지의 증가가 명확하게 확인되었다. 잔존강도의 증가가 파괴에너지 증가에 가장 큰 영향을 준 것으로 확인되었다.