• Computers and Concrete
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• 제33권6호
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• pp.643-658
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• 2024

To date, shell-solid and fibre element model analysis are the most commonly used methods to investigate the seismic performance of concrete-filled steel tube (CFST) bridge piers. However, most existing research does not consider the loss of bearing capacity caused by the fracture of the outer steel tube. To fill this knowledge gap, a refined finite element (FE) model considering the ductile damage of steel tubes and the behaviour of infilled concrete with cracks is established and verified against experimental results of unidirectional, bidirectional cyclic loading tests and pseudo-dynamic loading tests. In addition, a parametric study is conducted to investigate the seismic performance of CFST bridge piers with different concrete strength, steel strength, axial compression ratio, slenderness ratio and infilled concrete height using the proposed model. The validation shows that the proposed refined FE model can effectively simulate the residual displacement of CFST bridge piers subjected to highintensity earthquakes. The parametric analysis indicates that CFST piers hold sufficient strength reserves and sound deformation capacity and, thus, possess excellent application prospects for bridge construction in high-intensity areas.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.13-22
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• 2000

This paper describes the results obtained from 11 direct tension tests to explore the influence of concrete strength on tension stiffening behavior in reinforced concrete axial members. Three different concrete compressive strengths, 250, 650, and 900kgf/$\textrm{cm}^2$, were included as a main variable, while the ratio of cover thickness-to-rebar diameter was kept constant to be 2.62 to prevent from splitting cracking. As the results, it was appeared that, as higher concrete strength was used, less tension stiffening effect was resulted, and the residual deformation upon unloading was larger. In addition, the spacing between adjacent transverse cracks became smaller with higher concrete strength. The major cause for those results may be attributed to the fact that nonuniform bond stress concentration at both loaded ends and crack sections becomes severer as higher concrete is used, thereby local bond failure becomes more susceptible. From these findings, it would be said the increase in flexural stiffness resulting from using high-strength concrete will be much smaller than that predicted by the conventional knowledge. Finally, a factor accunting for concrete strength was introduced to take account for the effect of HSC on tension stiffening. This proposed equation predicts well the tension stiffening for the effect of HSC on tension stiffening. This proposed equation predicts well the tension stiffening behavior of these tests.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.650-655
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• 1993

Carbon/epoxy composite(CFRP) coupons previously damaged by low velocity impact were tested under static tensile loading and microscope progress of damage was characterized by ultrasonic C-scan, Scanning Acoustic Microscopy (SAM) and Acoustic Emission(AE) techniques which were based on the application of elastic waves. The degress of impact damage has been correlated with the AE activity during monotonic or loading/unloading tensile testing as well as the result of ultrasonic test. The coupons were subjected to impact velocities ranged from 0.71 to 2.17 m/sec, which introduced the amount of damage rated as 0%, 10%, 30%, and 50% with reference to the total absorbed energy at fracture. Special attention was paid to determine optimal AE parameters to characterize the microscopic fracture process and to predict the residual strength of composite laminates. AE RMS voltage during the early stage of tensile loading was found an effective parameter to quantify the degree of impact damage. It was also found that the Felicity ratio is closely related to the stacking sequence and the residual strength of the CFRP laminates.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권2호
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• pp.89-99
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• 1997

단섬유강화금속복합재료는 최근 항공기, 자동차산업에 있어서 관심의 대상이 되고 있는 재료중의 하나이나 재료의 제조 및 성형중에 재료내의 기지재 및 강화재의 열팽창계수의 차이로 인해 재료 내부에 발생되는 열적잔류응력으로 인한 재료 특성의 변화로 실제적인 재료 적용상에 많은 문제점들이 보고되고 있다. 이와 같은 금속복합재료의 잔류응력의 평가에는 몇가지 비파괴적 방법이 적용되고 있으나 그 측정에 많은 어려움이 보고되고 있다. 따라서 금속복합재료의 보다 실제적인 응용을 위하여는 이와 같은 열적잔류응력을 평가하기 위한 이론적모델의 확립이 요구된다. 본 연구에 있어서는 비방향성을 가진 강화재가 2차원 평면 상태로 기지재내에 존재하는 단섬유강화금속복합재료에 있어서 재료에 균일한 온도 변화가 주어질 때 기지재와 강화재의 열팽창계수의 차로 인해 재료 내부에 발생하는 열적잔류응력을 평가, 예측하기 위한 이론적 탄성 모델을 확립하고자 한다. 본 연구에서 해석하고자 하는 이론 모델은 Eshelby의 등가 개재물 방법을 토대로 하고 있으며 과거 제안되고 있는 이론모델을 포함하는 보다 일반성을 가지는 해석 모델로서, 이 해석 모델을 이용하여 열적잔류응력에 미치는 강화재의 체적률, 종횡비, 분포 상태, 분포 cut-off 각도들에 대한 각 인자의 영향을 검토하였다. 그 결과 강화재의 체적률, 종횡비, cut-off 각도들이 강화재의 분포 상태보다도 금속복합재료의 열적잔류응력에 미치는 영향이 현저함을 알 수 있었다.

• 암석학회지
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• 제3권3호
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• pp.234-240
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• 1994

국내 담홍색 화강암 석재의 대표적 산출지인 문경 가은읍 완장리에서 암반 시추탐사가 실시되었다. 코아상에서 풍화암, 연암, 보통암 및 경암으로 분류하여 물리적 및 화학적 차이 등을 연구 하였다. 비중과 흡수율은 각각 2.37~2.64와 0.27~1.87%이며, 풍화암에서 경암으로 갈수록 비중은 미약하게 증가하나 흡수율은 다소 크게 증가한다. 풍화가 심화될수록 공극율과 함수능력이 증가하여 뚜렷한 정의 상관관계를 가진다. 압축강도는 풍화정도가 감소될수록 크게 증가하나, 흡수율과 공극율은 경암에서 강도 증가에 관계없이 거의 균일하다. 풍화암으로 갈수록 점토질 성분의 잔존에 의한 것으로 해석되는 $Al_2O_3$+FeO(t)는 증가하여 $SiO_2$, CaO와 $K_2O$는 미약하게 감소한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진 설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열거동, 하중-변위 이력곡선, 에너지 소산 능력, 등가점성감쇠비, 잔류변형, 유효강성 등 내진성능의 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 실험결과들을 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준(한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권4호
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• pp.491-506
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• 2019

Literature regarding concrete walls reinforced by super elastic shape memory alloy (SMA) bars is rather limited. The seismic behavior of a system concurrently including a distinct steel reinforced concrete (RC) wall, as well as another wall reinforced by super elastic SMA at the first story, and steel rebar at upper stories, would be an interesting matter. In this paper, the seismic response of such a COMBINED system is compared to a conventional system with steel RC concrete walls (STEEL-Rein.) and also to a wall system with SMA rebar at the first story and steel rebar at other stories ( SMA-Rein.). Nonlinear time history analysis at maximum considered earthquake (MCE) and design bases earthquake (DBE) levels is conducted and the main responses like maximum inter-story drift ratio and residual inter-story drift ratio are investigated. Furthermore, incremental dynamic analysis is used to accomplish probabilistic seismic studies by creating fragility curves. Results demonstrated that the SMA-Rein. system, subjected to DBE and MCE ground motions, has almost zero and 0.27% residual maximum inter-story drifts, while the values for the COMBINED system are 0.25% and 0.51%. Furthermore, fragility curves show that using SMA rebar at the base of all walls causes a larger probability of exceedance 3% inter-story drift limit state compared to the COMBINED system. Static push over analysis demonstrated that the strength of the COMBINED model is almost 0.35% larger than that of the two other models, and its general post-yielding stiffness is also approximately twice the corresponding stiffness of the two other models.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.53-64
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• 2017

강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPFRC)는 높은 압축강도 뿐 아니라 강섬유 보강에 의한 뛰어난 응력분산효과로 인해 높은 인장강도를 가지며, 미세균열의 확장을 통해 균열 후에도 경화거동을 하여 구조부재가 안정적으로 외력에 저항하도록 한다. 본 연구에서는 UHPFRC 재료 인장강도를 정의함에 있어 노치가 있는 휨실험과 직접인장실험을 비교하여 실험법 및 결과 분석의 장단점을 알아보았다. I-형 보의 전단부재실험은 복부의 면내전단거동을 알아보기 위하여 전단 경간비, 유효높이, 재료인장강도를 변수로 계획하였다. 실험결과를 통해 전단보강근이 없는 UHPFRC I형 보의 균열발생 이후 전단거동의 응력 재분배효과를 정량적으로 판단하고, 균열 후 거동을 기존 전단 강도식이 잘 반영하고 있는지 검토하였다. 전단철근 보강이 없는 UHPFRC 전단부재의 경우 파괴모드는 사인장 파괴로 동일하였고, 이러한 파괴모드를 가지는 부재는 전단 경간비와 유효높이에 크게 영향을 받게 되어 부재 설계 시 이러한 변수에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권1호
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• pp.13-20
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• 2009

This work presents functionally graded coatings (FGC) of hydroxyapatite (HA) and metallic powders on Ti-6Al-4V implants using plasma spray coating method. HA has been the most frequently used coating material due to its excellent compatibility with human bones. However, because of the abrupt changes in thermomechanical properties between HA and the metallic implant across an interface, and residual stress induced on cooling from coating temperture to room temperature, debonding at the interface occurs in use sometimes. In this work, FGC of HA and Ti or Ti-alloy powders is made to mitigate the abrupt property changes at the interface and the effect of FGC on residual stress release is investigated by evaluating the mechanical bond strength between the implant and the HA coating layers. Thermal annealing is done after coating in order to crystallize the HA coating layer which tends to have amorphous structure during thermal spray coating. The effects of types and compositional ratio of metallic powders in FGC and annealing conditions on the bond strength are also evaluated by strength tests and the microstructure analysis of coating layers and interfaces. Finally, biocompatibility of the coating layers are tested under ISO 10993-5.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.150-156
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• 2015

본 연구에서는 비선형 음향효과를 기반으로 한 비선형 공진기법을 도입하여 콘크리트의 배합비 및 화재 손상 조건(노출온도, 손상 후 경과기간)이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 파악하였다. 도입된 비선형 공진기법을 통해 기존 선형 탄성파 기반 평가 기법 대비 향상된 민감도를 나타내는 비선형인자를 측정하였으며, 쪼갬 인장강도 측정을 통해 배합비 및 화재 손상 조건에 따른 콘크리트의 잔존재료물성 평가를 수행하였다. 얻어진 결과를 토대로 배합비, 노출온도, 손상 후 경과기간이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로 쪼갬 인장강도비와 비선형인자의 직접적인 관계를 제시하였으며, 비선형 공진기법을 이용한 화재 손상 콘크리트의 잔존 강도 추정에 대한 가능성을 확인하였다.