• Earthquakes and Structures
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• 제7권5호
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• pp.667-689
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• 2014

Structural walls (also known as shear walls) are one of the common lateral load resisting elements in reinforced concrete (RC) buildings in seismic regions. The performance of RC structural walls in recent earthquakes has exposed some problems with the existing design of RC structural walls. The main issues lie around the buckling of bars, out-of plane deformation of the wall (especially the zone deteriorated in compression), reinforcement getting snapped beneath a solitary thin crack etc. This study compares performance of a typical wall designed by different standards. For this purpose, a case study RC shear wall is taken from the Hotel Grand Chancellor in Christchurch which was designed according to the 1982 version of the New Zealand concrete structures standard (NZS3101:1982). The wall is redesigned in this study to comply with the detailing requirements of three standards; ACI-318-11, NZS3101:2006 and Eurocode 8 in such a way that they provide the same flexural and shear capacity. Based on section analysis and pushover analysis, nonlinear responses of the walls are compared in terms of their lateral load capacity and curvature as well as displacement ductilities, and the effect of the code limitations on nonlinear responses of the different walls are evaluated. A parametric study is also carried out to further investigate the effect of confinement length and axial load ratio on the lateral response of shear walls.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.112-119
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• 2015

본 논문에서는 기둥이 취약한 골조의 내진성능을 향상시키기 위한 공법을 제안하였다. 이를 위하여 기둥을 아라미드 시트로 횡구속하여 취성적인 특성을 개선하였으며, S형 스트럿을 가지는 강재 댐퍼를 설치하여 에너지 소산 능력을 증진시켰다. 비보강 실험체 및 보강 실험체를 실물크기로 제작하여 수평하중 저항 능력을 평가하였다. 파괴 양상, 강도, 강성 저하 및 에너지 소산 능력 등에서 보강 실험체의 효과를 확인할 수 있었다. 또한 ABAQUS를 이용한 FE 해석으로부터, 대상 실험체의 이력 거동을 예측 및 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.497-509
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• 2010

고강도강재 및 고강도콘크리트를 적용한 매입형 합성기둥의 편심압축시 거동특성을 연구하기 위하여, 항복강도 $f_{ys}$=913MPa 강재와 압축강도 $f_{ck}$97.7MPa 콘크리트를 사용하여 실험연구를 실시하였다. 주요변수는 횡철근의 종류, 항복강도, 배근간격, 그리고 편심하중거리이다. 거동특성을 분석하기 위하여 구속효과와 변형률적합조건을 적용한 비선형 단면해석을 실시하였으며, 현행 설계기준들의 적용성을 판단하기 위해 실험결과와 비교하였다. 횡구속효과에 의하여 콘크리트의 연성능력은 증가하였으며, 이에 따라 단면의 휨모멘트강도가 증가하였다. 비선형해석을 통해 합성단면의 축력-모멘트 상관관계를 예측한 결과는 실험결과와 잘 일치한 반면, 강재의 완전소성강도를 사용하는 Eurocode 4는 실험체의 성능을 과대평가하였으며, 콘크리트의 횡구속효과를 고려하지 않은 ACI 318은 과소평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.110-116
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• 2003

근년, 콘크리트구조물이 고층화, 대형화됨에 따라 고강도, 고유동, 고내구성인 고성능 콘크리트의 수요가 많아지고 있다. 이러한 고성능 콘크리트는 보통콘크리트에 비하여 압축강도가 크고, 시공성 및 내구성이 우수한 것이 장점이지만, 보통강도 콘크리트에 비하여 파괴형태가 취성적인 것이 단점으로 제시되고 있다. 따라서, 본 연구는 W/B 30% 및 40%에서 메탈라스, 유리섬유 및 탄소섬유로 횡구속된 고성능 콘크리트의 역학적 특성을 분석하여 압축강도 및 인성개량방법을 제안하고자 하였다. 연구결과 압축강도는 횡구속재의 횡구속력의 증대에 기인하여 메탈라스, 탄소섬유 및 유리섬유의 순으로 증가하였다. 또한, 횡구속재 변화에 따른 응력-변형도곡선에서 플레인의 경우는 최대하중 이후 취성파괴로 나타난 반면, 횡구속된 경우로, 특히 메탈라스로 횡구속하였을 때에는 인성증가로 변형율이 증가하여 어느 정도 취성이 개량됨을 알 수 있었다. 탄성계수는 보강하지 않은 콘크리트와 비교하여 약간 큰 값으로 압축강도의 경향과 비슷한 양상이었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.1-9
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• 2015

횡방향철근은 기둥의 소성힌지구간에 충분한 구속효과, 축방향철근의 좌굴방지와 연성거동을 확보하기 위해 적용된다. 기둥에서 사각형 후프 띠철근과 보강 띠철근의 조립 및 배근방법은 시공이 까다롭고 많은 횡방향철근량이 요구된다. 본 논문에서, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 장방형 단면과 플레어 기둥의 횡구속을 위한 장방형 후프 띠철근을 사용한 새로운 횡구속 방법이 제안되었다. 개발된 장방형 후프 띠철근 상세는 장방형 단면과 플레어 기둥의 시공성과 경제성을 향상시켜줄 수 있는 하나의 대안으로서 적용 가능한 것으로 판단된다. 본 연구의 최종목적은 철근콘크리트 교각의 시공성 향상을 위한 장방형 후프 띠철근 상세의 제시와 실험적 기초자료의 제공과 함께 하중단계별 성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성 등의 주요 내진성능평가 변수들에 대한 분석결과를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.433-442
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• 2003

본 연구에서는 단조하중, 반복하중, 비례하중, 비례하지 않는 하중을 받는 콘크리트 구조물의 3차원 유한요소해석을 위한 비선형 아소성 콘크리트 모델을 개발하였다. 이 구성모델은 등가일축변형률 개념을 기초로 하여 3차원 구성관계를 세 개의 서로 독립된 등가일축 구성관계로 바꾸고 이들 통하여 콘크리트의 거동을 예측하도록 모델되었다. 일축 구성관계는 Willam-Warnke의 파괴면을 이용하여 주응력공간에서 구해진 최대 압축응력으로부터 결정되었다. 특히 중수압축을 따라 재하되는 하중에 대한 콘크리트의 비선형 특성을 예측하기 위하여 파괴면에 캡면을 도입하였다. 일축 구성관계는 Popovis와 Saenz의 모델을 근거로 하여 구속응력이 증가함에 따라 취성에서 연성으로 변화하는 현상을 묘사할 수 있도록 새롭게 유도하였다. 개발된 모델을 모델의 성능을 평가하기 위하여 여러 실험결과와의 비교를 시도하였다. 먼저 일정한 구속응력과 단조하중을 받는 실험결과와 비교하였고, 이축압축실험과 비례하지 않는 하중과 반복하중을 받는 삼축압축 실험결과와 비교하였다.

• Architectural research
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• 제17권1호
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• pp.41-48
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• 2015

Early investigations focused mainly on manipulating the confinement effect to develop a reinforced concrete column with lateral hoops. Based on this legacy model, Li's model incorporated the additional confinement effect of a steel jacket. However, recent experiments on plain concrete cylinders with steel jackets revealed relatively large discrepancies in the estimates of strength enhancement and the post-peak behavior. Here, we describe a modified constitutive law for confined concrete with an unbonded external steel jacket in terms of three regions for the loading stage. We used a two-phase heterogeneous concrete model to simulate the uniaxial compression test of a $150mm{\times}300mm$ concrete cylinder with three thicknesses of steel jackets: 1.0 mm, 1.5 mm, and 2.0 mm. The proposed constitutive model was verified by a series of finite element analyses using a finite element program. The damaged plasticity model and extended Drucker-Prager model were applied and compared in terms of the level of pressure sensitivity for confinement in 3D. The proposed model yielded results that were in close agreement with the experimental results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.67-70
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• 2005

In this study, an experimental investigation of the strength of R/C columns with 300mm square sections confined by head anchorage bar is presented. This initial phase of research considers only axial loading and consists of a total of 7 column tests. The main variables are distance and anchorage type of transverse reinforcement such as standard hooks and headed bar. The purpose of this study is to investigate the confinement effect and strength increment by head and to propose the confinement model for column using the head at end of lateral tie. Also, the test results for ultimate strength and strength gain factor of columns in this study and previous study is compared with the existing analytical models. Based on the test results, the Saatcioglu's model estimates confinement effects was closed to experimental value and the developed analytical approach considered the head was capable of predicting the strength gain factor results with a resonable accuracy.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2210-2213
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• 2008

In the present study, effects of degree of confinement on heat transfer characteristics of a micro-scale slot jet impinging on a heated flat plate are experimentally investigated. The effects of Reynolds numbers (Re = $1000{\sim}5000$), lateral distances (x/B = $1{\sim}10$), nozzle-to-plate spacings (Z/B = $1{\sim}20$), and degree of confinement ($B_c$/B = 3, 48) on the Nusselt number are considered. The results show that the effects of the degree of confinement on the cooling performance of the micro-scale impinging slot jet are significant at lower nozzle-to-plate spacings and higher Reynolds numbers. In addition, it is shown that the cooling performance of the micro-scale unconfined slot impinging jet is 200% higher than that of the micro-scale confined slot impinging jet.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권6호
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• pp.781-791
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• 2023

Lateral pressure plays a significant role in the stress-strain relationship of compressed concrete. Concrete's internal cracking resistance, ultimate strain, and axial strength are improved by confinement. This phenomenon influences the nonlinear behavior of reinforced concrete columns. Utilizing behavior factors to predict the nonlinear seismic responses of structures is prevalent in seismic codes, and this factor plays a vital role in the seismic responses of structures. This study aims to evaluate the confining action on the behavior factor of reinforced concrete moment resisting frames (RCMRFs) with shear walls (SWRCMRFs). To this end, a diverse range of mid-rise SW-RCMRFs was initially designed based on the Iranian national building code criteria. Second, the stress-strain curve of each element was modeled twice, both with and without the confinement phenomenon. Each frame was then subjected to pushover analysis. Finally, the analytical behavior factors of these frames were computed and compared to the Iranian seismic code behavior factor. The results demonstrate that confining action increased the behavior factors of SW-RCMRFs by 7-12%.