• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권2호
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• pp.231-242
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• 2012

This research work aims to develop an optimal design using Finite Element (FE) and Genetic Algorithm (GA) methods to replace the traditional concrete and timber material by a Synthetic Polyurethane fibre glass composite material in railway sleepers. The conventional timber railway sleeper technology is associated with several technical problems related to its durability and ability to resist cutting and abrading action of the bearing plate. The use of pre-stress concrete sleeper in railway industry has many disadvantages related to the concrete material behaviour to resist dynamic stress that may lead to a significant mechanical damage with feasible fissures and cracks. Scientific researchers have recently developed a new composite material such as Glass Fibre Reinforced Polyurethane (GFRP) foam to replace the conventional one. The mechanical properties of these materials are reliable enough to help solving structural problems such as durability, light weight, long life span (50-60 years), less water absorption, provide electric insulation, excellent resistance of fatigue and ability to recycle. This paper suggests appropriate sleeper design to reduce the volume of the material. The design optimization shows that the sleeper length is more sensitive to the loading type than the other parameters.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.263-270
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• 2017

In this study, two geometrically identical multi-storey steel buildings with different lateral load resisting systems are structurally analyzed under same earthquake conditions and they are compared with respect to their construction costs of their structural systems. One of the systems is a steel structure with eccentrically steel braced frames. The other one is a RC wall-steel frame system, that is a steel framed structure in combination with a reinforced concrete core and shear walls of minimum thickness that the national code allows. As earthquake resisting systems, steel braced frames and reinforced concrete shear walls, for both cases are located on identical places in either building. Floors of both buildings will be of reinforced concrete slabs of same thickness resting on composite beams. The façades are assumed to be covered identically with light-weight aluminum cladding with insulation. Purpose of use for both buildings is an office building of eight stories. When two systems are structurally analyzed by FEM (finite element method) and dimensionally compared, the dual one comes up with almost 34% less cost of construction with respect to their structural systems. This in turn means that, by using a dual system in earthquake zones such as Turkey, for multi-storey steel buildings with RC floors, more economical solutions can be achieved. In addition, slender steel columns and beams will add to that and consequently more space in rooms is achieved.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제26권4호
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• pp.427-439
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• 2007

The exploitation of fibre reinforced polymer composites, as external reinforcement is an evergreen and well-known technique for improving the structural performance of reinforced concrete structures. The demand to use FRP composites in the civil engineering industry is mainly due to its high strength, light weight, and stiffness. This paper exemplifies the shear strength of partially precracked reinforced concrete rectangular beams repaired with externally bonded Bi-Directional Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) Fabrics strips. All specimens were cast in the laboratory environment without any internal shear reinforcement. The test parameters were longitudinal tensile reinforcement, shear span to effective depth ratio, spacing of CFRP strips, and orientation of CFRP reinforcement. It mainly focuses on the shear capacity and modes of failure of the CFRP strengthened shear beams. Results have shown that the CFRP repaired beams attained a shear enhancement of 32% and 107.64% greater than the control beams. This study underscores that the CFRP strip technique significantly enhanced the shear capacity of precracked reinforced concrete rectangular beams without any internal shear reinforcement.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.15-26
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• 2009

본 연구의 목적은 실험을 통하여 복합 데크슬라브 시스템에 사용되는 쉬어 커넥터의 전단 성능을 연구하는 것이다. 경량콘크리트와 선조립 철선트러스를 사용하여 복합 데크슬라브를 가진 6개의 실험체를 제작하여, Push-out test를 실시하였다. 실험체는 철선트러스와 아연강판의 설치유무로 구분하여 DP, NDP, Solid의 세 가지 그룹으로 분류하였다. 전단 성능 실험을 통하여 실험체의 파괴양상, 거동, 하중-변위 관계를 분석하고, 실험값과 기존의 기준식을 비교하였고, 다음과 같은 결론을 도출하였다. 첫째, DP 및 NDP 계열의 파괴는 스터드 파괴이며, Solid계열의 파괴는 콘크리트 파괴였다. 둘째, 전단내력을 확인한 결과 NDP계열이 가장 우수한 내력을 갖는 것으로 나타났다. 셋째, 각 실험체의 스터드는 유사한 전단거동을 하였고, 스터드와 콘크리트는 항복시점까지 일체 거동을 하였다. 넷째, 다른 두 개의 기준식과 비교했을 때 ACI318-05의 기준식이 가장 근접한 스터드 전단력을 예측할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.781-784
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• 2004

Method of Steel plate reinforced by fiber sheet is advantageous in the secure loading facility. For this method are a light weight and a high strength, the thickness of steel can be reduced Effects of composite system are depreciated when the thickness of steel is thin. This is the result of the difference of ductility ratio with steel plate. Steel plate reinforced by fiber sheets confirms the ability of transformation. This is the result of the property of steel materials Steel plate reinforced by fiber sheet didn't display an enough performance when theadhesives are epoxy rosin. This is the result of the slide of the surface of stee1. The adhesive ability is varied by the number and span of anchor bolts. There wasn't happening the separation between steel and epoxy. Thus the method used in combination with anchor and epoxy is best excellent. This is the result of the upward of accumulation effects Shearing force is in proportion to the number of bolts. But the ability of shearing force per one bolt is reducing. Thickness of steel plate reinforced by fiber sheet must be designed so that steel is endure before concrete is wreck.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권4호
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• pp.497-512
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• 2023

Using light weight concrete as infill material in conventional cold-formed steel (CFS) shear wall systems can considerably increase their load bearing capacity, ductility, integrity and fire resistance. The compressive strength of the filler concrete is a key factor affecting the structural behaviour of the composite wall systems, and therefore, achieving maximum compressive strength in lightweight concrete while maintaining its lightweight properties is of significant importance. In this study a new type of optimum polystyrene lightweight concrete (OPLC) with high compressive strength is developed for infill material in composite CFS shear wall systems. To study the seismic behaviour of the OPLC-filled CFS shear wall systems, two full scale wall specimens are tested under cyclic loading condition. The effects of OPLC on load-bearing capacity, failure mode, ductility, energy dissipation capacity, and stiffness degradation of the walls are investigated. It is shown that the use of OPLC as infill in CFS shear walls can considerably improve their seismic performance by: (i) preventing the premature buckling of the stud members, and (ii) changing the dominant failure mode from brittle to ductile thanks to the bond-slip behaviour between OPLC and CFS studs. It is also shown that the design equations proposed by EC8 and ACI 318-14 standards overestimate the shear force capacity of OPLC-filled CFS shear wall systems by up to 80%. This shows it is necessary to propose methods with higher efficiency to predict the capacity of these systems for practical applications.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.572-583
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• 2023

전 세계적으로 탄소중립 2050 실현을 위한 목조 건축물 수요가 늘어나고 있으며, 국내에서도 구조용 직교 집성판(Cross Laminated Timber, CLT)을 이용한 목조 고층 건축물에 대한 기술적 검토가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 CLT의 기초 음향성능을 검토하기 위해, 국내산 낙엽송과 소나무로 CLT 슬래브(두께 150 mm)를 제작해 바닥 충격음 차단 성능과 음향투과손실을 측정했다. 실험은 상하로 연결된 페어 잔향실에서 수행했으며, CLT 슬래브에 콘크리트 토핑(두께 50 mm ~ 210 mm, 6조건)을 추가해 차음성능 개선량을 정량적으로 평가했다. 수종에 따른 바닥충격음 차단 성능의 단일수치 평가량을 비교하면, 낙엽송 CLT가 소나무 CLT보다 중량 바닥충격음에서 3 dB, 경량 바닥충격음에서 1 dB 낮았으나, 상부에 콘크리트 토핑을 추가한 조건에서는 수종 간 차이가 없었다. 상부의 콘크리트 층 두께 상승에 따라 중량 바닥충격음이 9 dB ~ 20 dB, 경량충격음이 20 dB ~ 30 dB 저감했다. 이 관계를 면밀도로 분석한 결과, CLT 슬래브의 바닥충격음 차단 성능은 면밀도와 높은 상관관계(R² = 0.94 ~ 0.99)가 있는 것을 확인했다. CLT 슬래브의 음향투과손실은 수종에 따른 차이가 없었다. 면밀도와 주파수로 산출한 음향투과손실 이론치와 실측치의 주파수 특성은 유사하지만 실측치가 8 dB ~ 12 dB 낮아, 보정치를 이용해 실험 대상인 CLT 슬래브의 음향투과손실과 주파수 특성의 관계를 도출했다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.148-149
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• 2020

Currently, the most commonly used EPS insulation material has been mainly used because its ease of adhesion with concrete. However, due to poor adhesion with wallpaper, separate adhesion needs to be strengthened and there are cases of breakage or grooves in the process of dismantling the mold. The biggest problem is that when a fire breaks out, various harmful substances are present and highly flammable. Cork used in this study is a truly eco-friendly building material that is taken from between the outer and inner bark of cork trees and does not damage the wood. Also, it is a porous material that is made up of countless cells and contains an air gap between the cells. It is very light in weight between 0.06 and 0.07 and has excellent insulation with a heat conductivity of 0.04W/mK. In addition, it has high stability in the topic of conversation because it does not produce harmful gas when burned and has self-sustaining properties. However, research on cork, an eco-friendly building material with excellent performance to date, is scarce Therefore, we encourage existing scholars to raise interest in new eco-friendly building materials through this study. It also aims to manufacture insulation boards with new inorganic properties using the low weight and heat conductivity held by the cork.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.787-792
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• 2022

겨울철 제설염의 사용은 콘크리트의 미세조직을 손상시기게 되고 이는 내구성을 감소시켜 콘크리트의 수명 단축으로 이어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 상변화물질(Phase Change Material, PCM)의 잠열을 콘크리트에 적용함으로써 손상을 완화하고 제설염의 수요를 감소시킬 수 있는 융설 PCM 함침 경량골재(Phase Change Material Impregnated Light Weight Aggregate, PCM-LWA) 콘크리트를 개발하고자 한다. 콘크리트를 제작할 때, PCM을 함침하고 캡슐화한 팽창점토(Expanded Clay)는 일반골재의 50 %를 대체하여 사용되었으며, 열적 성능을 향상시키기 위해 사용된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nano Tube, MWCNT)는 바인더 중량 대비 0.10 %, 0.15 % 및 0.20 %의 비율로 첨가되었다. PCM-LWA를 적용한 시편들의 압축강도 시험 결과 약 54 %의 강도 감소를 보였지만 MWCNT의 첨가를 통하여 PCM-LWA 콘크리트의 열적 성능을 크게 향상시켰다. 열 사이클링 시험에서 모든 시편은 15℃ ~ -5℃의 온도에서 시험하였다. 주변 온도가 0℃ 미만으로 내려갈 때, 다른 시편들의 내부 온도는 0℃ 미만으로 내려가거나 조금 웃도는 경향을 보였지만, CNT를 0.10 % 첨가한 시편의 내부 온도는 2℃로 유의미한 차이를 보였다. 0.15CNT와 0.20CNT의 경우 CNT의 함유로 인하여 과냉각이 발생하였고 열효율이 떨어지게 되어 시편 내부의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 융설 시험에서 열 사이클링 시험의 결과와 유사하게 50PCM-LWA와 0.10CNT는 얼음을 녹이는 데에 가장 뛰어난 성능을 보였지만 시간이 흐름에 따라 열전도율이 높은 0.10CNT 시편이 가장 우수한 성능을 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.117-126
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• 2010

본 논문은 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 휨 실험과 해석을 통하여 패널의 보강효과에 대하여 알아보고자 한다. FRP 복합재료 패널은 전통적인 재료인 강재와 콘크리트에 비해 단위 무게당 강도 및 강성이 크고 부식에 대한 높은 저항성, 절연성, 고내구성 및 낮은 열전도성 등 우수한 물성으로 유지관리 측면에서 매우 유리하여 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 복합재료 패널로 보강된 철근 콘크리트 보의 극한 하중을 예측하고 실험을 수행하여 그 보강효과에 대한 고찰하였다. 복합재료 패널은 복합재료 패널 층의 유리섬유직조 형태에 따라 LT, DB, DBT로 구분하고 복합재료 패널의 층 개수에 따라 2ply, 3ply로 구분하였다. 실험을 수행한 결과, 해석과 일치하였으며 복합재료 패널로 보강한 철근 콘크리트 보가 극 한강도 측면에서 효율적이었다는 결론도 얻었다.