• Steel and Composite Structures
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• 제34권3호
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• pp.441-452
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• 2020

Within the French CIFRE research project COMINO, an innovative type of composite beam was developed for buildings that need fire resistance with no additional supports in construction stage. The developed solution is composed of a steel U-shaped beam acting as a formwork in construction stage for a reinforced concrete part that provides the fire resistance. In the exploitation stage, the steel and the reinforced concrete are acting together as a composite beam. This paper presents the investigation made on the load bearing capacity of this new developed steel-concrete composite section. A full-scale test has been carried out at the Laboratory of Structural Engineering of the University of Luxembourg. The paper presents the configuration of the specimen, the fabrication process and the obtained test results. The beam behaved compositely and exhibited high ductility and bending resistance. The shear connection in the tension zone was effective. The beam failed by a separation between the slab and the beam at high deformations, excessive shear forces conducted to a failure of the stirrups in this zone. The test results are then compared with good agreement to analytical methods of design based on EN 1994 and design guidelines are given.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권1호
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• pp.91-106
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• 2018

This paper investigates the deflection of the steel-concrete composite truss beam (SCCTB) at the serviceability limit state. A precise solution for the distributed uplift force of the SCCTB, considering five different loading types, is first derived based on the differential and equilibrium equations. Furthermore, its approximate solution is proposed for practical applications. Subsequently, the shear slip effect corresponding to the shear stiffness of the stub connectors, uplift effect corresponding to the axial stiffness of the stub connectors and shear effect corresponding to the brace deformation of the steel truss are considered in the derivation of deflection. Formulae for estimating the SCCTB deflection are proposed. Moreover, based on the proposed formulae, a practical design method is developed to provide an effective and convenient tool for designers to estimate the SCCTB deflection. Flexure tests are carried out on three SCCTBs. It is observed that the SCCTB stiffness and ultimate load increase with an increase in the shear interaction factor. Finally, the reliability of the practical design method is accurately verified based on the available experimental results.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권5호
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• pp.585-598
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• 2020

We develop design model within which nucleation and propagation of crack in a fibrous composite is described. It is assumed that under loading, crack initiation and fracture of material happens in the composite. The problem of equilibrium of a composite with embryonic crack is reduced to the solution of the system of nonlinear singular integral equations with the Cauchy type kernel. Normal and tangential forces in the crack nucleation zone are determined from the solution of this system of equations. The crack appearance conditions in the composite are formed with regard to criterion of ultimate stretching of the material's bonds. We study the case when near the fiber, the binder has several arbitrary arranged rectilinear prefracture zones and a crack with interfacial bonds. The proposed computational model allows one to obtain the size and location of the zones of damages (prefracture zones) depending on geometric and mechanical characteristics of the fibrous composite and applied external load. Based on the suggested design model that takes into account the existence of damages (the zones of weakened interparticle bonds of the material) and cracks with end zones in the composite, we worked out a method for calculating the parameters of the composite, at which crack nucleation and crack growth occurs.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.64-70
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• 2023

본 연구에서는 1.04배 드릴비트 직경 및 1.02배 드릴비트 직경 시 앵커의 신뢰성시험을 수행하였다. 각 변수별 시험을 통해 앵커의 표준편차 및 변동계수를 검토하였고, 기준시험 결과와 비교 평가하였다. 1.04배 드릴비트 직경을 가진 M12 및 M16 앵커의 신뢰성시험결과, 극한 인장하중 허용기준 변동계수 값인 20% 이내의 값을 나타내어 시험기준을 만족하였다. 또한, 1.04배 드릴비트 직경을 가진 앵커의 성능은 기준시험 대비 M12 앵커는 약 74%, M16 앵커는 약 55% 정도로 나타나 앵커의 내력이 다소 부족한 성능을 나타냈지만, 설계강도 대비 약 253% 및 210%로 나타나 1.04배 드릴비트 직경에 설치된 앵커의 인발성능은 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다. 1.02배 드릴비트 직경을 가진 M12 및 M16 앵커의 신뢰성시험결과, 극한인장하중 허용기준 변동계수 값인 20% 이내의 값을 나타내어 시험기준을 만족하였다. 또한, 1.02배 드릴비트 직경을 가진 앵커의 성능은 기준시험 대비 M12 앵커는 약 48%, M16 앵커는 약 53% 정도로 나타나 다소 부족한 성능을 나타냈지만, 설계강도 대비 약 136% 및 168% 로 나타나 1.02배 드릴비트 직경에 설치된 앵커의 인발성능은 충분히 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.581-591
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• 2005

본 논문의 목적은 지관이 종방향 플레이트인 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력 평가를 통하여 설계내력식을 제안하는 것이다. 이러한 T형 접합부의 형상은 지관에 플레이트를 이용하여 각형강관 주관면에 길이방향으로 용접하는 형상이고, 지관 플레이트를 갖는 각형강관 T형 접합부 실험결과 중에서 주관 플랜지 휨파괴가 지배하는 접합부만을 대상으로 하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}31.3$ 이고 $0.20{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.75$ 범위의 지관 플레이트를 갖는 T형 접합부에 대하여, 접합부의 내력은 강도보다는 사용성이 지배하는 나타나 최대내력을 주관폭(B)의 1.5 P1%B로 정의하였다. 기본 접합부 형상에 대해 제안된 항복선모델을 참조하여 지관 플레이트를 갖는 접합부 형상에 대한 새로운 수정된 항복선 모델을 제안하였다. 최종적으로 유한요소해석과 항복선 해석에 근거한 제안 설계내력식과 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제10권2호
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• pp.35-39
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• 2004

선체구조는 기본적으로 판부재의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 판부재는 하중분담 능력에 따라서 전체적인 구조의 강도에 큰 영향을 미치게 된다. 또한 각 구조적인 판부재는 개별적으로 거동하는 것이 아니라 종합적인 구조로서 작용하게 된다. 선박구조물은 강구조물과 해양구조물에서와는 달리 고정도의 부정정 구조물로 구성되어 있으며, 이러한 구조물의 거동을 정확하게 규명하기 위해서는 복잡하게 구성되어 있는 선체판넬 구조를 단순화시켜서 해석에 적용하여야 한다. 본 연구에서는 선체판넬구조의 모델링영역에 따른 최종강도 거동의 차이를 분석하여, 합리적인 모델링영역을 규명하고자 한다. 사용된 해석모델은 실제 상선의 이중저구조에서 사용되는 판넬에서 채택하였으며, 유한요소해석 모델링 시 3가지 서로 다른 해석영역을 지정하여 적용하였다. 본 연구의 목적은 일축압축하중이 작용하는 보강판넬구조에서 서로 다른 모델링영역을 갖는 보강판에서의 최종강도 거동을 분석하여 최적의 해석모델링 영역을 찾는 것이다.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.55-62
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• 1990

본 논문에서는 시스템 신뢰성 해석을 위한 또 하나의 방법으로써 '확대하중증분법'을 소개하였다. 이 방법은 통상의 하중증분법의 범위를 확대한 것인데, 부유식 해양구조물과 같은 연속계 구조물에 대해 복수하중(multiple loading)하의 시스템의 파괴확율(또는 시스템의 신뢰성)을 추정하고, 파괴요소의 후 파괴거동을 보다 실질적으로 고려하며 또한 본 논문에서 제안하는 수정된 안전여부식을 이용하여 구조물내의 주요 부재의 강도공식을 시스템 신뢰성 해석에 직접 이동하기 위한 것이다. 그 방법을 북해의 Hutton 구역에서 가동하는 Hutton TLP와 TLP Rule Case Committee형의 개선된 강도공식을 사용하여 설계한 Hutton TLP의 변형된 형태에 적용하였다. 보다 경제적이고 효율적인 설계를 위해 시스템의 파괴확율과 그에 대응하는 시스템 신뢰성 지수를 유도하였고, 부정정도(redundancy)의 특성에 대한 언급도 포함하였다. 이로부터 TLP 구조물은 높은 잉여강도(reserve strength)와 시스템의 견지에서의 안전성을 갖음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.774-781
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• 2002

본 연구에서는 국내에서 활용하고있는 지간거리 l0m인 실물크기 4개의 싱글티 슬래브의 댑 단부에 대하여 8번의 전단실험을 실행하였다. 시험체는 국내 규준의 주차장을 위한 활하중 500kgf/$m^2$와 매장용도를 위한 활하중 1,200 kgf/$m^2$을 적용하여 설계하였다. 강도설계규준을 모두 만족시키면서 시험체에 적용시킨 변수는 걸이철근의 배근방법을 다르게하여 적용시켰다. 현재 국내에서 활용하는 PCI 배근방법에의한 단면과, 90$^{\circ}$절곡배근, 60$^{\circ}$절곡배근에 대한 각 실험결과를 비교 분석하였다. 1) 5mm깊이 빗질로 거칠게 마감한 플랜지 상부의 모든 시험체는 종국파괴까지 토핑콘크리트와 일체 거동하였다. 강선의 정착구 파괴로 인한 조기 파괴된 하나의 시험체를 제외하고서 주어진 강도규준 설계를 대체로 만족시켰다. 2) 걸이철근의 여러 가지 형태를 변수로 두어 실험한 결과 복부 전단균열과 수직으로 배치된 60$^{\circ}$절곡 배근형태의 시험체가 사용하중과 종국하중에서 가장 우수한 결과를 나타냈으며, PCI 형태의 일반배근, 90$^{\circ}$절곡배근의 순으로 전단성능이 좋게 평가되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권5호
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• pp.631-642
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• 2019

The objective of the present study is to examine the flexural behavior of two-span post-tensioned lightweight aggregate concrete (LWAC) beams using unbonded tendons and the reliability of the design provisions of ACI 318-14 for such beams. The parameters investigated were the effective prestress and loading type, including the symmetrical top one-point, two third-point, and analogous uniform loading systems. The unbonded prestressing three-wire strands were arranged with a harped profile of variable eccentricity. The total length of the beam, measured between both strand anchorages, was 11000 mm. The test results were compared with those compiled from simply supported LWAC one-way members, wherever possible. The ultimate load capacity of the present beam specimens was evaluated by the collapse mechanism of the plasticity theorem and the nominal section moment strength calculated following the provision of the ACI 318-14. The test results showed that the two-span post-tensioned LWAC beams had lower stress increase (Δf_ps) in the unbonded tendons than the simply supported LWAC beams with a similar reinforcement index. The effect of the loading type on Δf_ps and displacement ductility was less significant for two-span beams than for the comparable simply supported beams. The design equations for Δf_ps and Δf_ps proposed by ACI 318-14 and Harajli are conservative for the present two-span post-tensioned LWAC beams, although the safety decreases for the two-span beam, compared to the ratios between experiments and predictions obtained from simply supported beams.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.26-34
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• 2018

이륙 중량 25 kg급 멀티콥터용으로 개발된 프로펠러에 대해 정적 구조 시험 및 성능 시험을 통해 설계 요구도 충족 여부를 판별하기 위한 시험 평가를 수행하였다. 정적 구조 시험에서는 극한 하중 및 요구도 하중 부가 후 시편 파손이 발생하지 않음으로써 프로펠러 구조 강도에 대한 안전 여유 3 이상을 갖는 것으로 나타났다. 성능 시험에서는 설계 요구도의 제자리 비행 추력 및 최대 추력을 발생시키고, 운용 추력 영역에서 제자리 비행 성능 효율은 0.73 이상을 나타내었다. 기준 프로펠러와 비교할 때, 성능 효율 최대값은 3% 이상 증가되고, 소비 전력은 운용 영역에서 4% 이상 저감되는 것으로 나타났다. 구조 강도 요구도 및 성능 요구도를 충족시킴으로써 프로펠러는 성공적으로 개발된 것으로 평가되었다.