• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.303-314
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• 2010

이 논문에서는 외부강선으로 긴장된 PSC 거더의 비선형 해석방법에 대한 연구를 수행하였다. 외부강선은 정착부와 편향부에서만 부재와 일체로 거동을 하고 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이에서 독립적인 거동을 보이는 특성으로 인해 구조물의 처짐이 증가할 경우 부재와 외부강선의 편심량이 감소하여 모멘트가 변화하는 2차 효과(secondary effect)가 발생한다. 또한 편향부에서 외부강선의 인장력 차이로 인해 슬립(slip)이 발생할 경우 외부강선의 인장력이 재분배되어 복잡한 비선형 거동을 보이게 된다. 이 논문에서는 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이의 외부강선을 여러 개의 곡선요소로 모사하고, 편향부에서의 마찰력과 driving force(미끄러지는 힘)의 평형관계를 이용하여 외부강선의 인장력을 재분배함으로써 편향부에서의 슬립효과를 고려하였다. 이 논문에서 제시한 외부강선의 유한요소모델과 해석방법을 저자들이 개발한 시공단계를 고려한 PSC 뼈대의 비선형 해석 프로그램에 통합하고, 외부강선으로 긴장된 PSC 보의 해석에 적용하여 외부강선에 대한 유한요소모델 및 해석방법의 정당성과 적용성을 확인하였다. 또한 편향부의 수와 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동을 검토해본 결과, 편향부의 수가 증가할수록 PSC 보의 항복하중과 극한하중은 증가하였으며, 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동은 외부강선과 편향부 사이의 마찰력으로 인해 부재에 전달되는 모멘트의 영향에 따라 마찰계수가 적정한 값일 경우에 극한내력이 최대치를 보이는 것을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권5호
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• pp.1067-1085
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• 2016

Recent research on steel moment-resisting connection between steel beams and concrete filled steel tubes has shown that there are considerable advantages to be obtained by anchoring the connection to the concrete infill within the tube using anchors in blind bolts. In the research reported here, extensive experimental tests and numerical analyses have been performed to study the anchorage behaviour of cogged deformed reinforcing bars within concrete filled circular steel tubes. This data in essential knowledge for the design of the steel connections that use anchored blind bolts, both for strength and stiffness. A series of pull-out tests were conducted using steel tubes with different diameter to thickness ratios under monotonic and cyclic loading. Both hoop strains and longitudinal strains in the tubes were measured together with applied load and slip. Various lead-in lengths before the bend and length of tailed extension after the bend were examined. These dimensions were limited by the dimensions of the steel tube and did not meet the requirements for "standard" cogs as specified in concrete standards such as AS 3600 and ACI 318. Nevertheless, all of the tested specimens failed by bar fracture outside the steel tubes. A comprehensive 3D Finite Element model was developed to simulate the pull-out tests. The FE model took into account material nonlinearities, deformations in reinforcing bars and interactions between different surfaces. The FE results were found to be in good agreement with experimental results. This model was then used to conduct parametric studies to investigate the influence of the confinement provided by the steel tube on the infilled concrete.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.459-467
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• 2008

이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 균열폭과 처짐 계산에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 균열 안정화단계에서 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-미끌림 관계와 인장증강효과를 수치적으로 유도한 후, 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 이용하였다. 이로부터 두 재료의 변형량 차이로부터 평균 균열폭을 계산할 수 있는 모델과 인장증강효과를 반영한 철근의 평균변형률과 모멘트-곡률 관계를 도입하여 처짐을 계산하는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 및 처짐 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 사용성 규정으로 계산한 결과와 비교할 때 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권5호
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• pp.715-742
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• 2017

Earth berms are often left in place to support retaining walls or piles in order to eliminate horizontal struts in excavations of soft soil areas. However, if the excavation depth is relatively large, an earth berm-supported retaining system may not be applicable and could be replaced by a multi-bench retaining system. However, studies on multi-bench retaining systems are limited. The goal of this investigation is to study the deformation characteristics, internal forces and interaction mechanisms of the retaining structures in a multi-bench retaining system and the failure modes of this retaining system. Therefore, a series of model tests of a two-bench retaining system was designed and conducted, and corresponding finite difference simulations were developed to back-analyze the model tests and for further analysis. The tests and numerical results show that the distance between the two rows of retaining piles (bench width) and their embedded lengths can significantly influence the relative movement between the piles; this relative movement determines the horizontal stress distribution in the soil between the two rows of piles (i.e., the bench zone) and thus determines the bending moments in the retaining piles. As the bench width increases, the deformations and bending moments in the retaining piles decrease, while the excavation stability increases. If the second retaining piles are longer than a certain length, they will experience a larger bending moment than the first retaining piles and become the primary retaining structure. In addition, for varying bench widths, the slip surface formation differs, and the failure modes of two-bench retained excavations can be divided into three types: integrated failure, interactive failure and disconnected failure.