• Steel and Composite Structures
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• 제9권5호
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• pp.419-444
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• 2009

Flange and web local buckling in beam plastic hinge regions of steel moment frames can prevent beam-column connections from achieving adequate plastic rotations under earthquake-induced forces. Reducing the flange-web slenderness ratios (FSR/WSR) of beams is the most effective way in mitigating local member buckling as stipulated in the latest seismic design specifications. However, existing steel moment frame buildings with beams that lack the adequate slenderness ratios set forth for new buildings are vulnerable to local member buckling and thereby system-wise instability prior to reaching the required plastic rotation capacities specified for new buildings. This paper presents results from a research study investigating the cyclic behavior of steel I-beams modified by a welded haunch at the bottom flange and reinforced with glass fiber reinforced polymers at the plastic hinge region. Cantilever I-sections with a triangular haunch at the bottom flange and flange slenderness ratios higher then those stipulated in current design specifications were analyzed under reversed cyclic loading. Beam sections with different depth/width and flange/web slenderness ratios (FSR/WSR) were considered. The effect of GFRP thickness, width, and length on stabilizing plastic local buckling was investigated. The FEA results revealed that the contribution of GFRP strips to mitigation of local buckling increases with increasing depth/width ratio and decreasing FSR and WSR. Provided that the interfacial shear strength of the steel/GFRP bond surface is at least 15 MPa, GFRP reinforcement can enable deep beams with FSR of 8-9 and WSR below 55 to maintain plastic rotations in the order of 0.02 radians without experiencing any local buckling.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권3호
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• pp.483-503
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• 2016

This study aims to evaluate seismic performance of existing low and mid-rise reinforced concrete buildings by comparing their displacement capacities and displacement demands under selected ground motions experienced in Turkey as well as demand spectrum provided in 2007 Turkish Earthquake Code for design earthquake with 10% probability of exceedance in 50 years for soil class Z3. It should be noted that typical residential buildings are designed according to demand spectrum of 10% probability of exceedance in 50 years. Three RC building sets as 2-, 4- and 7-story, are selected to represent reference low-and mid-rise buildings located in the high seismicity region of Turkey. The selected buildings are typical beam-column RC frame buildings with no shear walls. The outcomes of detailed field and archive investigation including approximately 500 real residential RC buildings established building models to reflect existing building stock. Total of 72 3-D building models are constructed from the reference buildings to include the effects of some properties such as structural irregularities, concrete strength, seismic codes, structural deficiencies, transverse reinforcement detailing, and number of story on seismic performance of low and mid-rise RC buildings. Capacity curves of building sets are obtained by nonlinear static analyses conducted in two principal directions, resulting in 144 models. The inelastic dynamic characteristics are represented by "equivalent" Single-Degree-of- Freedom (ESDOF) systems using obtained capacity curves of buildings. Nonlinear time history analysis is used to estimate displacement demands of representative building models idealized with (ESDOF) systems subjected to the selected ground motion records from past earthquakes in Turkey. The results show that the significant number of pre-modern code 4- and 7-story buildings exceeds LS performance level while the modern code 4- and 7-story buildings have better performances. The findings obviously indicate the existence of destructive earthquakes especially for 4- and 7-story buildings. Significant improvements in the performance of the buildings per modern code are also obvious in the study. Almost one third of pre-modern code buildings is exceeding LS level during records in the past earthquakes. This observation also supports the building damages experienced in the past earthquake events in Turkey.

• 한국농공학회지
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• 제38권5호
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• pp.140-154
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• 1996

In this study, displacement, deformation, and stability according to change of cohesion and internal friction angle were investigated through elasto-plastic method, finite-element method, and in-site experiment when excavating soft ground using sheet pile. The results of the study were as follows : 1. The horizontal displacement was 5.5% of the excavation depth by the elasto-plastic method and 3.9% of the excavation depth by the on-site experiment at the final excavation depth(GL-8.Om) on the condition of double stair strut after excavating GL-6.Om. 2. Relationships between cohesion(c) and internal friction angle $({\varphi})$ when safety factor to the penetration depth was 1.2 is shown in the following equations : (a) c= -O.0086$({\varphi})$+ O.3(D=3m) and (b) c=-0.00933$({\varphi})$+0.14(D=4m). 3. The results of elasto-plastic method and the experiment show that possible excavation depth was GL-6.Om after setting single stair strut in a short period in terms of possibility of carrying out on the condition of experimental site on the contrary general reinforcement method, setting double stair strut after excavating GL-4.0m. 4. After setting the strut, distribution of the horizontal displacement had concentrated on the excavation base and possible local failure which the shear strain caused decreased by the strut reinforced. 5. After setting strut, displacement of sheet pile was decreased by half, the limit of stable excavation depth of ground was GL-8.Om, and the maximum horizontal displacement at the GL-8.Om was 1.6% of excavation depth by the elasto-plastic method, 0.7% of excavation depth by the finite-element method.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.73-81
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• 2006

이 연구의 목적은 고강도 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동을 파악하는데 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 PCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산 균열모델을 사용하였다. 횡방향 구속철근으로 구속된 고강도 콘크리트의 강도 증가 효과를 고려하였다. 이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동의 파악을 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.741-751
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• 2010

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트(PC) U형 쉘을 사용하는 PC 모멘트 골조의 일부인 보-기둥 내부접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 5개의 PC 보-기둥 내부접합부와 1개의 현장타설 콘크리트 보-기둥 내부접합부를 실물 크기로 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 보 주철근비, 보 전단철근 간격, U형 PC쉘과 기둥 모서리의 보강철물 설치 유무이다. 실험 결과, 변수에 관계없이 PC 보-기둥 접합부는 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부와 비교하여 유사한 하중재하능력, 연성능력을 나타냈다. 그러나 주기 하중동안 PC 보-기둥 접합부는 보-기둥 이음부에서 보 주철근의 부착파괴로 인한 미끄러짐 변형과 대각방향의 전단균열로 인하여 심한 강도 저하를 나타냈고, 이로 인해 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부보다 접합부의 강성과 에너지소산능력이 감소되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.235-244
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• 2016

본 논문에서는 고강도콘크리트와 SD600 철근을 적용한 특수모멘트골조의 최상층 접합부 내진성능을 파악하고자 한다. 실험체 중 K-RC-H는 내진규정에 따라 제작되었으며, K-HPFRC-H에는 횡보강근 간격을 150%로 증가시키면서 대신 강섬유를 부피비 1.0% 혼입하였다. K-RC-H, K-HPFRC-H 실험체 모두 주근이 파단하기 이전까지 내력 저하가 거의 없었고 에너지 소산능력 등에서 우수한 내진성능을 보였다. 접합부내의 U-bar는 보 주근이 휨과 함께 인장력을 받을 때 상부면으로 밀어내려는 현상을 충분히 억제하는 것으로 나타났다. 한편 SD600의 정착길이는 $1.25l_{dt}$가 확보되었는데 슬립거동이 거의 발생하지 않았다. 전반적으로 강섬유의 혼입은 휨강도 증가, 전단변형각 구속력 향상 등에 기여하였고, 강섬유 혼입률 1.0% 혼입함으로써 횡보강근 간격을 1.5배 증가시킬 수 있는 가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권3호
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• pp.187-195
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• 1996

콘크리트 구조요소의 비선형거동을 예측하기 위하여 압축응력장 이론의 기본개념인 압축강도 연화 현상, 거시적 및 회전균열 모델을 고려한 유한요소해석이 제시되었다. 수치해석상의 효율성 및 최대하중 이후의 거동에 주안점을 두어 초기재료 강성을 채택한 변위증분법 논리 및 빠른 수렴을 위한 Over-Relaxation 방법이 Isoparametric계의 8-Node 요소에 포함.유도되었다. 상기에 근거하여 제작된 비선형 프로그램, NASCOM은 다조하중을 지지하는콘크리트 구조요소의 내력, 변형특성, 균열 분포 상황 및 보강근의 항복 분포를 예측하는데 사용할 수 있다. NASCOM의 성능을 검토하기 위하여 이러한 목적에 빈번히 사용되는 Bhide의 패널(PB21) 및 Leonhardt의 춤이 큰보에 대한 해석이 실시되었다. 패널에 대한 해석결과는 대체로 변형이력 및 강도가 강한 거동을 나타내는 반면에, 춤이 큰보에 대해서는 변형이력이 유연한 거동을 나타내고있어, 향후 보다 정확한 결과를 예측하기 위해서는 콘크리트의 인강강화 및 압축강도 연화현상에 대하여 좀더 향상된 재료모델의 고려가 필요한 것으로 판단되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권4호
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• pp.157-168
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• 1995

Slip-Form시스템을 사용하였을 때 공기단축 및 우수한 품질의 벽체타설이 가능하기 때문에, 그 적용성 및 구조적 거동을 평가하는 연구가 수행되었다. 그러나 슬래브를 벽체와 동시에 타설할 수 없기 때문에 벽체-슬래브 접합부의 주변에 취약점이 생기게 될 가능성이 있으므로, 본 연구는 Slip-Form시스템을 사용한 벽식 구조의 성능을 평가하고, 효과적인 접합부를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위하여 7개의 벽체 실험체와 8개의 벽체-슬래브 접합부 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 그리고 실험결과들을 설계식 및 이론적인 해석 결과와도 비교하였다. 벽체압축 실험으로부터 그 구조적 거동이 일체식 구조와 유사함을 알 수 있었으며, 벽체-슬래브 접합부 실험으로 부터는 철근연결용 철물이 있는 경우는 제외하고는 좋은 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 그러나 외벽에 철근연결용 철물을 사용한 경우에는 벽체의 강도을 검토하여 설계에 반영하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권10호
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• pp.27-34
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• 2018

원호활동파괴가 발생한 해안 폐기물 매립장에서 기초지반 전단강도의 보완과 폐기물 침출수가 지하수나 인접지반으로 유동되는 것을 차단하는 최종 시설로서 시멘트계 지중벽체를 시공한 후, 침출수 차단효과를 확인하였다. (1) 육안 확인 및 (2) 압축강도 시험에 의하면 지중에 시공된 벽체의 품질이 상당히 양호하다는 사실을 확인할 수 있고 (3) 현장 투수시험과 (4) 성분 및 성분비 분석과 (5) 질량 분석기를 통해서 얻게 되는 크로마토그램의 분포패턴 판정 등 중복적인 실험 및 조사 분석에 의해서 벽체의 수밀성이나 침출수의 이동에 대한 차단성이 매우 크다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 폐기물 매립장 내에서 발생하는 침출수와 같은 고농도 환경오염수가 매립장 밖으로 유출되거나 침투하는 것에 대한 신뢰적인 차단 여부는 이 5가지의 조사 및 시험을 실시하는 방안에 의하여 객관적으로 판단될 수 있다고 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제22권1호
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• pp.27-37
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• 2018

Reinforced concrete structures are widely used in civil engineering projects around the world in different designs. Due to the great evolution in computational equipment and numerical methods, structural analysis has become more and more reliable, and in turn more closely approximates reality. Thus among the many numerical methods used to carry out these types of analyses, the finite element method has been highlighted as an optimized tool option, combined with the non-linear and linear analysis techniques of structures. In this paper, the behavior of reinforced concrete beams was analyzed in two different configurations: i) with welding and ii) conventionally lashed stirrups using annealed wire. The structures were subjected to normal and tangential forces up to the limit of their bending resistance capacities to observe the cracking process and growth of the concrete structure. This study was undertaken to evaluate the effectiveness of welded wire fabric as shear reinforcement in concrete prismatic beams under static loading conditions. Experimental analysis was carried out in order compare the maximum load of both configurations, the experimental load-time profile applied in the first configuration was used to reproduce the same loading conditions in the numerical simulations. Thus, comparisons between the numerical and experimental results of the welded frame beam show that the proposed model can estimate the concrete strength and failure behavior accurately.