Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.12
no.5
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pp.152-160
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2008
Since wall system apartment used the shear wall as main lateral resistance member, installation of openings which causing section loss of walls may cause significant problem to structure. Also, there are few studies for inducing coupling beam or slabs which are occurred by installing openings. Therefore, this study planned isolated 2-story shear walls which are reduced three half-scale specimen to find out walls behavior characteristic. The test results showed that strength reduction caused by loss of effective section of walls and different result of stiffness and energy dissipation regarding to the coupling beam and coupling slabs.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.29
no.3
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pp.324-333
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2012
The conventional medium and large caliber gun, in general, utilize the hydro-pneumatic recoil mechanism to control the firing impulse and to return to the battery position. However, this kind of mechanism may cause the problems like the leakages and the property changes in oil and gas due to the temperature variations between low and high temperatures. Accordingly, the friction spring mechanism has recently been researched as an alternative system. The friction spring mechanism consists of a set of closed inner and outer rings with the concentric tapered contact surfaces assembled in the columnar form, and can only be used under the compression load. When the spring column is axially loaded, the tapered surfaces become overlapped, causing the outer rings to expand while the inner rings are being contracted in diameter allowing an axial displacement. Because of friction between tapered contact surfaces, much higher spring stiffness is obtained on the stroke at the increase in load than the stroke at the decrease. In this paper, the dynamic equations regarding the friction spring system and the design approach have been investigated. It is also tried for a dynamic model representing the recoil motion and the friction spring forces. And the model has been proved from firing test using a gun system with friction springs. All the results show that the recoil mechanism using friction springs can substitute for the classic hydro-pneumatic recoil system.
Lee, Jin;Lee, Ki Hak;Lee, Han Seon;Kim, Hee Cheul;Lee, Young Hak
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.21
no.1
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pp.71-81
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2009
In this study, the seismic performance of the Buckling Restrained Knee Bracing (BRKB) system was evaluated through a pin-connected one-bay, one-story frame. The BRKB system developed in this study was composed of a steel plate as a load-resisting core member and two channel sections to restrain local and global buckling of the core plate. The main purpose of the BRKB system is to restrengthen/rehabilitate old low- and mid-rise RC buildings, which, it is assumed, were designed with non-seismic designs and details. The main variables for the test specimens were the size of the core plates and the stiffeners, and the condition of the end plates. The test results showed that the size of the core plate, which was the main element of the load-resisting member, was the most important parameter in achieving a ductile behavior under tension as well as compression until the maximum displacement exceeds twice the design drift limit.
The tension-only braced frames (TOBFs) are widely used as a lateral force resisting system (LFRS) in low-rise steel buildings due to their simplicity and economic advantage. However, the system has poor seismic energy dissipation capacity and pinched hysteresis behavior caused by early buckling of slender bracing members. The main concern in utilizing the TOBF system is the determination of appropriate performance factors for seismic design. A formalized approach to quantify the seismic performance factor (SPF) based on determining an acceptable margin of safety against collapse is introduced by FEMA P695. The methodology is applied in this paper to assess the SPFs of the TOBF systems. For this purpose, a trial value of the R factor was first employed to design and model a set of TOBF archetype structures. Afterwards, the level of safety against collapse provided by the assumed R factor was investigated by using the non-linear analysis procedure of FEMA P695 comprising incremental dynamic analysis (IDA) under a set of prescribed ground motions. It was found that the R factor of 3.0 is appropriate for safe design of TOBFs. Also, the system overstrength factor (Ω0) was estimated as 2.0 by performing non-linear static analyses.
With the rapid growth of mobility technology, the industrial sector is demanding storage devices that can reliably process data from various equipment and sensors in vehicles. NAND flash memory is being utilized as a storage device in mobility environments because it has the advantages of low power and fast data processing speed as well as strong external shock resistance. However, flash memory is characterized by data corruption due to long-term exposure to high temperatures. Therefore, a dedicated system for temperature management is required in mobility environments where high temperature exposure due to weather or external heat sources such as solar radiation is frequent. This paper designs a dedicated temperature management system for managing storage device temperature in a mobility environment. The designed temperature management system is a hybrid of traditional air cooling and water cooling technologies. The cooling method is designed to operate adaptively according to the temperature of the storage device, and it is designed not to operate when the temperature step is low to improve energy efficiency. Finally, experiments were conducted to analyze the temperature difference between each cooling method and different heat dissipation materials, proving that the temperature management policy is effective in maintaining performance.
Kim, Jae Young;Kim, Yong Nam;Seo, Min Jung;Kim, Beom Jin;Kim, Sung Jig;Lee, Kihak
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.28
no.3
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pp.129-139
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2024
In this study, the SBC system, a new mechanical joint method, was developed to improve the constructability of precast concrete (PC) beam-column connections. The reliability of the finite element analysis model was verified through the comparison of experimental results and FEM analysis results. Recently, the intermediate moment frame, a seismic force resistance system, has served as a ramen structure that resists seismic force through beams and columns and has few load-bearing walls, so it is increasingly being applied to PC warehouses and PC factories with high loads and long spans. However, looking at the existing PC beam-column anchorage details, the wire, strand, and lower main bar are overlapped with the anchorage rebar at the end, so they do not satisfy the joint and anchorage requirements for reinforcing bars (KDS 41 17 00 9.3). Therefore, a mechanical joint method (SBC) was developed to meet the relevant standards and improve constructability. Tensile and bending experiments were conducted to examine structural performance, and a finite element analysis model was created. The load-displacement curve and failure pattern confirmed that both the experimental and analysis results were similar, and it was verified that a reliable finite element analysis model was built. In addition, bending tests showed that the larger the thickness of the bolt joint surface of the SBC, the better its structural performance. It was also determined that the system could improve energy dissipation ability and ductility through buckling and yielding occurring in the SBC.
In order to enhance the seismic performance of base-isolated structures on soft foundations, the hybrid system of base-isolated system (BIS) and shape memory alloy inerter (SMAI), referred to as BIS+SMAI, is for the first time here proposed. Considering the nonlinear hysteretic relationships of both the isolation layer and SMA, and soil-structure interaction (SSI), the equivalent linearized state space equation is established of the structure-BIS+SMAI system. The displacement variance based on the H2 norm is then formulated for the structure with BIS+SMAI. Employing the particle swarm optimization, the optimization design methodology of BIS+SMAI is presented in the frequency domain. The evolvement rules of BIS+SMAI in the effectiveness, robustness, SMA driving force, inertia force, stroke, and damping enhancement effect are revealed in the frequency domain through changing the inerter-mass ratio, structural height, aspect ratio, and relative stiffness ratio between the soil and structure. Meanwhile, the validation of BIS+SMAI is conducted using real earthquake records. Results demonstrate that BIS+SMAI can effectively reduce the isolation layer displacement. The inerter can significantly increase the hysteretic displacement of SMA and thus enhance its energy dissipation capacity, implying that BIS+SMAI has better effectiveness than BIS+SMA. Although BIS+SMAI and BIS+ tuned inerter damper (TID) have practically the same effectiveness, BIS+SMAI has the lower optimum damping, significantly smaller inertia force, and higher robustness to perturbations of the optimum parameters. Therefore, BIS+SMAI can be used as a more engineering realizable hybrid system for enhancing the performance of base-isolated structures in soft soil areas.
Friction pendulums typically suffer from poor uplift-restraining. To improve the uplift-restraining and enhance the energy dissipation capacity, this article proposed a composite isolation device based on electromagnetic forces. The device was constructed based on a remote control system to achieve semi-active control of the composite isolation device. This article introduces the theory and design of an electromagnetic chuck-friction pendulum system (ECFPS) and derives the theoretical equation for the ECFPS based on Maxwell's electromagnetic attraction equation to construct the proposed model. By conducting 1:3 scale tests on the electromagnetic device, the gaps between the practical, theoretical, and simulation results were analyzed, and the accuracy and effectiveness of the theoretical equation for the ECFPS were investigated. The hysteresis and uplift-restraining performance of ECFPS were analyzed by adjusting the displacement amplitude, vertical load, and input current of the simulation model. The data obtained from the scale test were consistent with the theoretical and simulated data. Notably, the hysteresis area of the ECFPS was 35.11% larger than that of a conventional friction pendulum. Lastly, a six-story planar frame structure was established through SAP2000 for a time history analysis. The isolation performances of ECFPS and FPS were compared. The results revealed that, under horizontal seismic action, the horizontal seismic response of the bottom layer of the ECFPS isolation structure is greater than that of the FPS, the horizontal vibration response of the top layer of the ECFPS isolation structure is smaller than that of the FPS, and the axial force at the bottom of the columns of the ECFPS isolation structure is smaller than that of the FPS isolation structure. Therefore, the reliable uplift-restraining performance is facilitated by the electromagnetic force generated by the device.
Journal of the Korean Society for Geothermal and Hydrothermal Energy
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v.19
no.3
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pp.1-13
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2023
Hydronic heated road pavement (HHP) systems have been well established and documented to provide road safety in winter season over the past two decades. However, most of the systems run on asphalt, only a few are tested with concrete, and there rarely is a comparison between those two common road materials in their performance. The aim of this study is to investigate the thermal performance of the concrete HHP systems, including surface temperature variations of experimental pavements in winter season. For preliminary study a small-scale experimental system was installed to evaluate the heat transfer characteristics of the concrete HHP in the test field. The system consists of 3 concrete slabs made of 1 m in width, 1 m in length, and 0.25 m in height. In these slabs, circulating water piping was embedded with different pipe depths of 0.08 m (Case A), 0.12 m (Case B), and 0.20 m (Case C) and same horizontal space of 0.16 m. Heating performance in winter season was tested with different inlet temperatures of 25℃, 30℃, 35℃ and 40℃ during the entire measurement period. Overall, the surface temperature of the concrete HHPs remained above 3℃ in all experimental conditions applied in this study. The results of the surface temperature measurement with respect to the pipe depth showed that Case B was the highest among the three cases. However, the closer the circulating water pipe was to the pavement surface, the greater the heat exchange rate. This results is considered that the heat is continuously accumulated inside the pavements and then the temperature inside the pavements increases, while the amount of heat dissipation decreases as the temperature difference between the inlet and outlet of circulating water decreases. In this preliminary test the applicability of the concrete HHP on road deicing was confirmed. Finally, the results can be used as a basis for studying the effects of various variables on road pavements through numerical analysis and for conducting large-scale empirical experiments.
In the present study, an innovative steel bracket and haunch hybrid scheme is devised, for retrofitting of earthquake damaged deficient beam-column sub-assemblages. Formulations are presented for evaluating haunch force factor under combined load case of lateral and gravity loads for the design of double haunch retrofit. The strength hierarchies of control and retrofitted beam-column sub-assemblages are established to showcase the efficacy of the retrofit in reversing the undesirable strength hierarchy. Further, the efficacy of the proposed retrofit scheme is demonstrated through experimental investigations carried out on gravity load designed (GLD), non-ductile and ductile detailed beam-column sub-assemblages which were damaged under reverse cyclic loading. The maximum load carried by repaired and retrofitted GLD specimen in positive and negative cycle is 12% and 28% respectively higher than that of the control GLD specimen. Further, the retrofitted GLD specimen sustained load up to drift ratio of 5.88% compared with 2.94% drift sustained by control GLD specimen. Repaired and retrofitted non-ductile specimen, could attain the displacement ductility of three during positive cycle of loading and showed improved ductility well above the expected displacement ductility of three during negative cycle. The hybrid haunch retrofit restored the load carrying capacity of damaged ductile specimen to the original level of control specimen and improved the ductility closer to the expected displacement ductility of five. The total cumulative energy dissipated by repaired and retrofitted GLD, non-ductile and ductile specimens are respectively 6.5 times, 2.31 times, 1.21 times that of the corresponding undamaged control specimens. Further, the damage indices of the repaired and retrofitted specimens are found to be lower than that of the corresponding control specimens. The novel and innovative steel bracket and haunch hybrid retrofit scheme proposed in the present study demonstrated its effectiveness by attaining the required displacement ductility and load carrying capacity and would be an excellent candidate for post-earthquake retrofit of damaged existing RC structures designed according to different design evolutions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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