• 대한토목학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.1-11
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• 1984

콘크리트의 복잡한 파괴거동(破壞擧動)을 모델할 수 있는 비선형파괴이론(非線型破壞理論)이 본(本) 논문(論文)에서 유도되었다. 본(本) 이론(理論)은 콘크리트균열끝의 파괴진행대(破壞進行帶)에서의 미세균열현상(微細龜裂現象)과 변형연화현상(變形軟化現象)으로 인한 비선형거동(非線型擧動)에 그 근거(根據)를 두고 있다. 이로부터 실제적이고도 단순화(單純化)된 파괴해석(破壞解析)모델이 유도되었으며, 이 단순화된 모델은 파괴진행대(破壞進行帶)의 변화에도 콘크리트의 파괴(破壞)에너지를 일정하게 유지할 수 있는 특정을 가지고 있다. 파괴해석(破壞解析)에 비선형응력(非線型應力)-변형거동(變形擧動)을 이용함으로써 균열면에 평행하게 작용하는 압축응력에 대한 영향이 쉽게 고려될 수 있다. 본 모델을 콘크리트의 많은 파괴실험자료와 비교한 결과 만족스러운 결과를 얻었으며, 종래의 선형파괴이론에 의한 결과는 실제 콘크리트 실험결과와 많은 차이를 보이고 있음을 알 수 있다. 콘크리트 구조의 균열 및 파괴해석에 필요한 콘크리트 파괴에너지의 근사공식이 본 이론으로부터 유도되었다. 끝으로, 철근콘크리트에 대한 파괴이론의 응용 및 확장연구 문제가 토의되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.69-77
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• 1987

철근 콘크리트 구조물의 재료적 비선형 해석을 위해 유한요소법을 적용하였다. 2 축응력 상태에서의 콘크리트 거동은 인장균열과 균열사이의 인장증강효과(tension stiffening effect) 그리고 최대압축 강도를 넘어서의 변형연화(strain-softening) 효과를 고려하는 비선형 구성 방정식으로 나타냈다. 콘크리트를 직교성 (orthotropic) 재료로 가정함으로써 비선형 탄성체로 간주하고, 등가일축변형도 개념을 사용한 등가 일축 응력-변형도(equivalent uniaxial stress-strain) 관계식으로 모형화하고, 철근 보강재는 Bauschinger 효과를 갖는 탄소성 변형 경화재료(elasto-plastic strain-hardening material)로 모형화 했다. 평면 응력 상태에서 철근콘크리트 보의 모형화는 각 절점에 2 개의 자유도를 갖는 사각형요소로 모형화하여 적용 시쳤으며, 이로부터 구한 유한요소해석의 결과치를 실험결과치의 중앙처짐, 응력, 변형율 그리고 균열성장과정에 대하여 비교 검토 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.287-298
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• 2001

본 논문에서는 클러스터 시스템을 이용하여 프리스트레스트 콘크리트 프레임의 병렬 비선형해석이 가능한 해석수단을 제시하였다. Win 98 및 Linux 운영체제 하의 PC 및 Ethernet을 활용하여 저가의 클러스터 시스템을 구축하였고 메시지 전송을 위하여 MPI를 사용하였다. 비선형해석에 있어 해석시간의 대부분을 차지하는 반복계산과정 중 병렬계산에 의한 효율이 높은 접선강도매트릭스의 형성 및 요소응력계산, 재료상태 결정, 부재파괴 검토, 불평형하중 계산과정에 대한 병렬계산 알고리즘을 메시지 전송방식을 이용하여 제시하고 클러스터 시스템 상에서 구현했다. 캔틸레버 보와 PSC 거더교를 대상으로 클러스터 컴퓨팅을 이용한 비 선형해석을 수행한 결과 노트가 4개일 경우의 성능향상은 고려한 비선형형성 및 문제의 크기에 따라 다르나 Win98 환경에서 최소 2.46배에서 최대 3.18배로 나타났고 Linux 환경에서 최소 3.16배에서 최대 3.74배로 나타났으며 통신환경의 개선에 따라 증대될 것으로 기대된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.335-350
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• 2018

This paper presents numerical modelling, modal testing, finite element model updating, linear and nonlinear earthquake behavior of a reinforced concrete building model. A 1/2 geometrically scale, two-storey, reinforced concrete frame model with raft base were constructed, tested and analyzed. Modal testing on the model using ambient vibrations is performed to illustrate the dynamic characteristics experimentally. Finite element model of the structure is developed by ANSYS software and dynamic characteristics such as natural frequencies, mode shapes and damping ratios are calculated numerically. The enhanced frequency domain decomposition method and the stochastic subspace identification method are used for identifying dynamic characteristics experimentally and such values are used to update the finite element models. Different parameters of the model are calibrated using manual tuning process to minimize the differences between the numerically calculated and experimentally measured dynamic characteristics. The maximum difference between the measured and numerically calculated frequencies is reduced from 28.47% to 4.75% with the model updating. To determine the effects of the finite element model updating on the earthquake behavior, linear and nonlinear earthquake analyses are performed using 1992 Erzincan earthquake record, before and after model updating. After model updating, the maximum differences in the displacements and stresses were obtained as 29% and 25% for the linear earthquake analysis and 28% and 47% for the nonlinear earthquake analysis compared with that obtained from initial earthquake results before model updating. These differences state that finite element model updating provides a significant influence on linear and especially nonlinear earthquake behavior of buildings.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.281-286
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• 1999

Nonlinear temperature distribution induced by the hydration heat generates thermal stress in mass concrete. At early ages, such thermal stress may induce thermal cracks in the structure which can affect on the durability and safety of the structure. Up to now, a lot of works have focused on the prediction of temperature distribution and thermal stress in the structure. In most of such works, however, the inside of structure was considered as adiabatic state to predict temperature distribution and the thermal stress. And due to the lacks of appropriate analysis models after crack, there was little research on the crack occurrence. This paper deals with the prediction of the temperature distribution in the structure using the rate of hydration heat generation and also estimates the behavior of structure before and after cracking due to hydration heat using crack band model.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.209-218
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• 2003

The analytical studies included nonlinear finite element analysis of split-tee connection details subjected to axial load and lateral load. A three-dimensional model of the connections between CFT columns and H-beams has been developed. Both initial geometrical imperfections and residual stresses are taken into consideration. A geometrically nonlinear load-displacement analysis of the structure containing the imperfection is then performed, using the Riks method. Analytical results are compared with existing experimental results. Extensive parametric analyses are carried out to investigate the relation of the connections between CFT columns and H-beam to various parameters such as the axial load, column width-thickness ratio, and split-tee thickness.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.223-234
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• 1996

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동, 즉 탄성, 비탄성, 극한영역에 이르기까지의 모든 하중이력에 대한 응력-변형도 관계와 균열의 진행 및 철근 및 텐던과 콘트리트의 응력과 변형도 등을 정확히 해석할 수 잇는 해석법의 제시를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 재료적 및 기하학적 비선형성을 고려하였다. 기하학적 비선형성은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근 및 텐던모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며, 철근 및 텐던에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근 및 텐던층으로 모델화하였다. 본 논문에서 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 몇 개의 실험치를 해석치와 비교.검토한 결과, 본 논문의 해석방법에 의하면 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동을 보다 정확하게 예측할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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• pp.603-608
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• 2004

The paper analyzes a scheme of decontamination of radionuclides from concrete structures, in which rapid microwave heating is used to spall off a thin contaminated surface layer. The analysis is split in two parts: (1) The hygrothermal part of the problem, which consists in calculating the evolution of the temperature and pore pressure fields, and (2) the fracturing part, which consists in predicting the stresses, deformations and fracturing. The rate of the distributed source of heat due to microwaves in concrete is calculated on the basis of the standing wave normally incident to the concrete wall with averaging over both the time period and the wavelength because of the very short time period of microwaves compared to the period of temperature waves and the heterogeneity of concrete. The reinforcing bars parallel to the surface arc treated as a smeared steel layer. The microplane model M4 is used as the constitutive model for nonlinear deformation and distributed fracturing of concrete. The aim of this study is to determine the required microwave power and predict whether and when the contaminated surface layer of concrete spalls off. The effects of wall thickness, reinforcing bars, microwave frequencies and power are studied numerically. As a byproduct of this analysis, the mechanism of spalling of rapidly heated concrete is clarified.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권1호
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• pp.77-90
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• 2018

This paper presents a combined numerical, experimental, and theoretical study on the behavior of the concrete-filled double circular steel tubular (CFDT) stub columns under axial compressive loading. Four groups of stub column specimens were tested in this study to find out the effects of the concrete strength, steel ratio and diameter ratio on the mechanical behavior of CFDT stub columns. Nonlinear finite element (FE) models were also established to study the stresses of different components in the CFDT stub columns. The change of axial and transverse stresses in the internal and external steel tubes, as well as the change of axial stress in the concrete sandwich and concrete core, respectively, was thoroughly investigated for different CFDT stub columns with the same steel ratio. The influence of inner-to-outer diameter ratio and steel ratio on the ultimate bearing capacity of CFDT stub columns was identified, and a reasonable section configuration with proper inner-to-outer diameter ratio and steel ratio was proposed. Furthermore, a practical formula for predicting the ultimate bearing capacity was proposed based on the ultimate equilibrium principle. The predicted results showed satisfactory agreement with both experimental and numerical results, indicating that the proposed formula is applicable for design purposes.

• 콘크리트학회지
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• 제6권5호
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• pp.203-212
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• 1994

콘크리트는 경화도중 시멘트의 수화발열로 인한 비선형 온도분포가 발생한다. 이는 초기재령시 콘크리트의 인장강도를 초과하는 인장응력을 유발시키고, 결국에는 균열을 발생시킨다. 본 연구에서는 온도분포에 주요한 영향을 주는 매스콘크리트의 발열특성을 평가하기 위해서 주요변수에 따른 단열온도 상승시험을 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 단위시멘트량과 플라이애쉬 혼입량에 따른 콘크리트의 발열특성을 평가하였다. 이에 의해서 현장실험을 실시한 모의시험체에 대해서 유한요소 열전도해석(ADINA-T)을 수행하여 현장실험에서 결정된 실측결과와 비교분석을 수행하였다. 해석결과와 실험결과는 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구결과는 향후 콘크리트 반죽 온도 변화가 콘크리트의 발열특성에 미치는 영향에 대한 추가 연구가 수행되면 보다 광범위하게 현장에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.