• Structural Engineering and Mechanics
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• 제51권3호
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• pp.447-470
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• 2014

Numerical simulation of the non-linear behavior of (RC) structural walls subjected to severe earthquake ground motions requires a reliable modeling approach that includes important material characteristics and behavioral response features. The objective of this paper is to optimize a simplified method for the assessment of the seismic response and damage development analyses of an RC structural wall building using macro-element model. The first stage of this study investigates effectiveness and ability of the macro-element model in predicting the flexural nonlinear response of the specimen based on previous experimental test results conducted in UCLA. The sensitivity of the predicted wall responses to changes in model parameters is also assessed. The macro-element model is next used to examine the dynamic behavior of the structural wall building-all the way from elastic behavior to global instability, by applying an approximate Incremental Dynamic Analysis (IDA), based on Uncoupled Modal Response History Analysis (UMRHA), setting up nonlinear single degree of freedom systems. Finally, the identification of the global stiffness decrease as a function of a damage variable is carried out by means of this simplified methodology. Responses are compared at various locations on the structural wall by conducting static and dynamic pushover analyses for accurate estimation of seismic performance of the structure using macro-element model. Results obtained with the numerical model for rectangular wall cross sections compare favorably with experimental responses for flexural capacity, stiffness, and deformability. Overall, the model is qualified for safety assessment and design of earthquake resistant structures with structural walls.

• Computers and Concrete
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• 제1권2호
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• pp.211-226
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• 2004

A relatively simple multiple-vertical-line-element macro model has been incorporated into a standard computer code DRAIN-2D. It was used in blind predictions of seismic response of cantilever RC walls subjected to a series of consequent earthquakes on a shaking table. The model was able to predict predominantly flexural response with relative success. It was able to predict the stiffness and the strength of the pre-cracked specimen and time-history response of the highly nonlinear wall as well as to simulate the shift of the neutral axis and corresponding varying axial force in the cantilever wall. However, failing to identify the rupture of some brittle reinforcement in the third test, the model was not able to predict post-critical, near collapse behaviour during the subsequent response to two stronger earthquakes. The analysed macro model seems to be appropriate for global analyses of complex building structures with RC structural walls subjected to moderate/strong earthquakes. However, it cannot, by definition, be used in refined research analyses monitoring local behaviour in the post critical region.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.139-146
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• 2002

A analysis of crack behavior in RC member was performed by nonlinear finite element method. Two crack models were used in F.E.M.(finite element method): one was FCM (the fixed crack model) and the other was RCM (the rotated crack model). Based on parametric study, the ratio of shear steel, strength of concrete, and a/d(shear span/effective depth) were compared with test results of references. According to the test results, when the member behavior was affected by the shear or diagonal tension, RCM was reasonable. However, when the behavior was affected by the flexibility, FCM was more appropriate. In addition, each crack model behavior for the change of shear steel ratio, the increase of strain energy was constant in FCM, but it was different in RCM because of diagonal crack distribution and crack width. Since the strength of concrete is affected not only by shear but also by flexural strength, each crack model behavior yields similar results.

• 한국해양공학회지
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• 제21권6호
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• pp.16-25
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• 2007

In a companion paper, a rational mechanical model to predict the entire behavior of point-loaded RC slender beams (a/d > 2.5) without shear reinforcement was developed. This paper presents the test results of 9 slender shear beams and compares them with analytical results performed by the proposed model. They are grouped by two parameters, which are shear span ratio and concrete strength. Three kinds of concrete strength the 26.5, 39.2, and 58.8 MPa were included as a major experimental parameter together with different shear span ratios ranging from 3 to 6 depending on the test series. Tests were set up as a traditional 3 point bending test. Various measurements were taken to monitor abrupt shear failure. Test results were not only compared with analytical results from the proposed model, but also other formulas, to consider the various aspects of shear failure such as kinematical conditions or shear capacity. Finally, a review of the proposed model is presented with respect to the shear transfer mechanisms and the effect of test parameters. Results show that several assumptions and proposals adopted in the proposed model are rational and reasonable.

• Computers and Concrete
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• 제28권6호
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• pp.635-642
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• 2021

In this paper, soft learning techniques are used to predict the ultimate torsional capacity of Reinforced Concrete beams strengthened with Fiber Reinforced Polymer. Soft computing techniques, namely Artificial Neural Network, trained by various back propagation algorithms, and Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, have been used to model and predict the torsional strength of Reinforced Concrete beams strengthened with Fiber Reinforced Polymer. The performance of each model has been evaluated by using statistical parameters such as coefficient of determination (R²), Root Mean Square Error (RMSE), and Mean Absolute Percentage Error (MAPE). The hybrid PSO NN model resulted in an R² of 0.9292 with an RMSE of 5.35 for training and an R² of 0.9328 with an RMSE of 4.57 for testing. Another model, ANN BP, produced an R² of 0.9125 with an RMSE of 6.17 for training and an R² of 0.8951 with an RMSE of 5.79 for testing. The results of the PSO NN model were in close agreement with the experimental values. Thus, the PSO NN model can be used to predict the ultimate torsional capacity of RC beams strengthened with FRP with greater acceptable accuracy.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.119-133
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• 2017

Several theoretical and analytical formulations for the prediction of shear strength in reinforced concrete (RC) beam-to-column joints have been recently developed. Some of these predictive models are included in the most recent seismic codes and currently used in practical design. On the other hand, the influence of the stiffness and strength degradations in RC joints on the seismic performance of RC framed buildings has been only marginally studied, and it is generally neglected in practice-oriented seismic analysis. To investigate such influence, this paper proposes a numerical description for representing the cyclic response of RC exterior joints. This is then used in nonlinear numerical simulations of RC frames subjected to earthquake loading. According to the proposed strategy, RC joints are modelled using nonlinear rotational spring elements with strength and stiffness degradations and limited ductility under cyclic loading. The proposed joint model has been firstly calibrated against the results from experimental tests on 12 RC exterior joints. Subsequently, nonlinear static and dynamic analyses have been carried out on two-, three- and four-storey RC frames, which represent realistic existing structures designed according to old standards. The numerical results confirm that the global seismic response of the analysed RC frames is strongly affected by the hysteretic damage in the beam-to-column joints, which determines the failure mode of the frames. This highlights that neglecting the effects of joints damage may potentially lead to non-conservative seismic assessment of existing RC framed structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.491-502
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• 2006

본 논문은 중력하중의 지배를 받는 CFT기둥-RC 무량판 접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. CFT구조는 여러 가지 구조및 시공상의 장점으로 인하여 국내 건설 현장에서 상대적으로 짧은 시간에 폭넓게 수용되고 있다. 주차장 용도로 주로 사용되는 지하층은 철근콘크리트 무량판으로 시공하여 경제성을 도모하는 것이 국내에서 일반적으로 요구되는 시공관행이다. 그러나 CFT기둥-R C 무량판 접합부의 효율적인 디테일은 아직 국내 외적으로 제시된 바가 없어서 이 분야의 연구가 매우 필요한 실정이다. 현장 시공시 경제성을 극대화할 수 있는 몇 가지 전략을 기초로 해서, 여러가지 접합 상세를 제안하였고 실험을 통하여 검증하엿다. 실험결과 본 연구에서 제시된 CFT기둥-RC 무량판 접합 상세의 펀칭강도 및 강성이 RC 무량판 접합부와 동등하거나 이를 상회하는 것을 확인할 수 있었다. CFT기둥-RC 무량판 접합부의 초기 탄성거동에서 펀칭파괴이후 휨철근의 국부 현수작용에 이르기까지의 모델링 방안을 제시하고 본 연구의 실험결과를 기초로 5개의 모델링 변수를 캘리브레이션하였다. 또한 무량판구조의 연쇄붕괴방지 설계에 본 연구의 결과를 응용하는 방안을 사례를 통하여 예시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.33-36
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• 2008

현재 우리나라에서 제작되고 있는 교량의 대부분은 RC 교각으로 이루어져 있다. 이러한 RC 교각은 현장 타설을 사용하고 있으며, 이에 따라서 작업환경과 계절에 따른 시공성의 결여와 품질의 저하, 길어진 공사기간에 따른 공사비에 대한 부담이 발생한다. 전체 교량에 대한 교각의 중요성을 인식하여 최근 들어 효율적이고 경제적인 건설방법을 개발하는 것에 맞춰지고 있다. 지난 몇 년간 우리나라를 비롯하여 몇몇 국가에서는 교량을 위해 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량의 요소와 시스템의 조사, 개발 그리고 응용에 대한 관심이 증가되었다. 종래의 현장 타설 콘크리트 교량은 오랜 기간의 교통 혼잡을 발생시켜, 대도시 지역의 교량 건설은 바쁜 도시민들의 분열을 초래할 수가 있는데, 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량은 그 문제에 대한 실용적인 해결방안이 될 수 있다. 우리나라의 경우 최근 들어 교각의 내진설계에 대한 내진상세 규정을 마련하기 위해서 노력해 왔다. 하지만 대부분의 내진설계와 관련된 내용은 RC 교각에 대한 내용이었으며, 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각에 대한 내진상세 및 설계 지침에 대한 내용은 전무후무한 실정이다. 본 연구에서는 RC교각 1기, 프리스트레스트 교각 1기, 전단연결재가 없는 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각 1기, 그리고 전단연결재가 있으며 PS강재의 긴장력의 변화를 둔 조립식 세그먼트 교각 3기에 대한 실험을 통해서 각각의 교각의 구조 특성을 파악하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.29-36
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• 2013

최근의 지진을 경험하면서 지진에 대한 성능 설계 개념이 설계기준에 포함되기 시작하였다. 따라서 RC 구조물의 강도와 연성을 예측할 수 있는 간단한 해석도구가 필요하다. 이 연구에서는 2차원 래티스 모델을 확장하여 3차원 래티스 모델을 개발하였다. 개발된 3차원 래티스 모델을 평가하기 위하여 구조물의 비틀림 해석을 수행하였다. 해석의 평가를 위하여 실험 결과와 비교하였다. 래티스 요소의 크기에 따른 해석 결과를 분석하여 사용성을 검토하였다. 개발한 3차원 래티스 모델을 사용한 비틀림 거동해석이 실험값과 비교적 일치하는 결과를 보여주었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.772-772
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• 2001

본 논문에서는 영상법 기반의 3차원 광선추적법에 패치산란모델을 이용하여 실내 구조물을 고려할 수 있는 실내 전파모델링 방법을 제시하였다. 실내 구조물을 모델링하기 위한 패치산란모델은 패치형태의 직사각형 평면에 대한 RCS를 이용하여 입사에 대한 산란현상을 정의한 것으로써, 책상이나 테이블 같은 평면적인 실내구조물에 대한 산란현상을 각각의 구조물에 대한 영상 안테나를 발생시키는 복잡한 과정 없이 간단하게 해석하기 위한 것이다. RCS는 간단히 입사 전력에 대한 산란 전력의 비로 정의되며 본 논문에서는 다양한 수신 각도에서 바라보는 bistatic RCS를 물리광학(Physical Optics)을 이용하여 수식적으로 유도하여 패치산란모델에 이용하였다. 또한 실내의 다중경로 성분에 대해 계산하지 않는 패치산란모델을 실내에 적용하기 위하여 복잡한 수식보다는 단순한 보정값인 실내보정값을 정의하였는데, 본 논문에서는 이 값을 다양한 패치 환경의 측정에 의한 경험적 상수로 처리함으로써 RCS의 고려만으로는 실내에 적용할 수 없는 점을 극복하였다.