• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.147-157
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• 2018

철근콘크리트 교량에 대한 대부분의 내진설계기준들은 전체 교량 시스템의 붕괴를 방지하기 위한 성능보장설계를 암시적 또는 명시적으로 적용하고 있다. 이러한 개념 및 규정들을 명시하는 이유는 교량 전체 시스템에 설계지진하중이 작용하는 동안 철근콘크리트 교각들이 완전한 소성회전성능을 발휘할 때까지 구조적인 다른 구성요소들의 취성적인 파괴를 방지하기 위함이다. 이를 위해 철근콘크리트 교량에 대한 내진설계기준들에서는 취성적인 전단파괴를 피하도록 규정하고 있다. 성능보장의 중요한 요소 중의 하나가 교각의 연성거동을 보장하기 위한 전단강도가 충분히 확보되어야 하고 신뢰할 수 있어야 한다. 실험체 8개에 대하여 실험을 수행하였으며 모든 실험체에서 변위비 1.5%에서 다수의 휨-전단 균열이 발생되었고 최종단계까지 균열폭이 증가되었고 균열이 진전되었다. 휨-전단 균열의 각도는 부재 축과 $42^{\circ}{\sim}48^{\circ}$의 범위로 계측되었다. 본 연구에서는 실험에서 계측된 횡방향철근이 부담하는 전단강도에 대한 분석을 중심으로 하였다. 횡방향철근이 부담하는 전단강도, 축력 작용에 의한 전단강도, 콘크리트에 의한 전단강도 등 3요소에 대해 분석하였고 비교하였다. 실험체들의 콘크리트 응력은 도로 교설계기준의 응력한계를 초과하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권6호
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• pp.635-658
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• 2005

The possibility of detecting a crack in L-shaped pipes filled with fluid based on measurement of transverse natural frequencies is examined. The problem is solved by representing the crack by a massless rotational spring, simulating the out-of-plane transverse vibration only without solving the coupled torsional vibration and using the transfer matrix method for solution of the governing equation. The theoretical solutions are verified by experiments. The cracks considered are external, circumferentially oriented and have straight front. Pipes made of aluminium and mild steel are tested with water as internal fluid. Crack size to pipe thickness ratio ranging from 0.20 to 0.57 and fluid (gauge) pressure in the range of 0 to 10 atmospheres are examined. The rotational spring stiffness is obtained by an inverse vibration analysis and deflection method. The details of the two methods are given. The results by the two methods are presented graphically and show good agreement. Crack locations are also determined by the inverse analysis. The maximum absolute error in the location is 13.80%. Experimentally determined variation of rotational spring stiffness with ratio of crack size to thickness is utilized to predict the crack sizes. The maximum absolute errors in prediction of crack size are 17.24% and 16.90% for aluminium and mild steel pipes respectively.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.58-66
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• 2022

이 연구에서는 FRP 보강근과 콘크리트의 횡방향 열팽창 거동이 콘크리트 피복두께에 미치는 영향을 살펴보기 위해 온도 20℃를 기준으로 -70℃~80℃까지 변화시켜가며, 콘크리트의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 FRP 보강근의 지름과 피복 두께를 가지는 FRP 보강근 콘크리트를 대상으로 이론적 탄성해석과 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 음의 온도차이에서는 콘크리트가 압축을 받아 이론적 변형율 결과와 유한요소결과가 유사하였지만, 양의 온도차이에서는 콘크리트에 인장응력이 발생하고 더 나아가 균열이 발생하여 이론적 결과보다 1.2~1.4 배 큰 변형률을 나타내었다. 또한 FRP 보강근의 지름과 콘크리트의 피복두께 비(c/db)가 균열의 발생과 밀접한 연관이 있으며, 보강근의 지름에 비하여 피복두께가 부족할 경우 균열이 발생하여 구조물의 사용성이 저하되었다. FRP 보강근의 횡방향 열팽창계수는 콘크리트보다 3배 이상 크기 때문에, 설계 시 이에 대한 고려가 필요하다고 판단되었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권4호
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• pp.479-497
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• 2016

Many experimental studies have evaluated the in-plane behavior of reinforced concrete frames in order to understand mechanisms that resist progressive collapse. The effects of transverse beams, frames and slabs often are neglected due to their probable complexities. In the present study, an experimental and numerical assessment is performed to investigate the effects of transverse beams on the collapse behavior of reinforced concrete frames. Tests were undertaken on a 3/10-scale reinforced concrete sub-assemblage, consisting of a double-span beam and two end columns within the frame plane connected to a transverse frame at the middle joint. The specimen was placed under a monotonic vertical load to simulate the progressive collapse of the frame. Alternative load paths, mechanism of formation and development of cracks and major resistance mechanisms were compared with a two-dimensional scaled specimen without a transverse beam. The results demonstrate a general enhancement in resistance mechanisms with a considerable emphasis on the flexural capacity of the transverse beam. Additionally, the role of the transverse beam in restraining the rotation of the middle joint was evident, which in turn leads to more ductile behavior. A macro-model was also developed to further investigate progressive collapse in three dimensions. Along with the validated numerical model, a parametric study was undertaken to investigate the effects of the removed column location and beam section details on the progressive collapse behavior.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권6호
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• pp.1063-1077
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• 2016

Components manufactured from composite materials are frequently subjected to superimposed mechanical and thermal loadings during their operating service. Both types of loadings may cause fracture and failure of composite structures. When composite cross-ply laminates of type [$0_m/90_n]_s$ are subjected to uni-axial tensile loading, different types of damage are set-up and developed such as matrix cracking: transverse and longitudinal cracks, delamination between disoriented layers and broken fibers. The development of these modes of damage can be detrimental for the stiffness of the laminates. From the experimental point of view, transverse cracking is known as the first mode of damage. In this regard, the objective of the present paper is to investigate the effect of transverse cracking in cross-ply laminate under thermo-mechanical degradation. A Finite Element (FE) simulation of damage evolution in composite crossply laminates of type [$0_m/90_n]_s$ subjected to uni-axial tensile loading is carried out. The effect of transverse cracking on the cross-ply laminate strength under thermo-mechanical degradation is investigated numerically. The results obtained by prediction of the numerical model developed in this investigation demonstrate the influence of the transverse cracking on the bearing capacity and resistance to damage as well as its effects on the variation of the mechanical properties such as Young's modulus, Poisson's ratio and coefficient of thermal expansion. The results obtained are in good agreement with those predicted by the Shear-lag analytical model as well as with the obtained experimental results available in the literature.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.199-214
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• 2011

균열, 누수, 박락, 철근노출, 부식, 탄산화 등은 터널 라이닝 건전도 평가항목으로 그 중에서 균열은 주요한 영향요인이다. 1980년 이후로, NATM은 터널의 굴착방법과 링폐합의 지반공학적 개념의 보급과 함께 넓게 적용되었으며, 라이닝에 발생된 균열의 연구도 진행되었으나 종균열에 제한된 연구가 주로 수행되었다. 본 논문에서는 11개의 공용중인 NATM터널의 정밀안전진단 결과를 활용하여 공간적인 위치 및 형태별로 분석하여 터널별 공통된 7개의 균열을 정의, 원인 및 분석, 사례 등을 나타내었다. 종류별 균열은 CCD스캐너 이미지를 3차원으로 분석하여 향후 NATM터널 정기점검 및 정밀안전진단 시 유익한 사례가 휠 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2002-2014
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• 1991

본 연구에서는 모재균열의 열림변위로 인한 변형을 고려하여, 모재균열 주위 의 응력분포를 구하기 위한 2차원 해석방법을 제안한다. 제안된 방법은 두께방향 다 항식 형태로 가정된 변위성분으로부터 모재균열 주쥐의 변위, 응력분포를 구한다. 본 방법은 적층판의 프아송비(Poisson's ratio) 효과와 열잔류응력(thermal residual stress)의 영향을 고려하였으며, 계면층(interface layer) 개념을 사용하여 특성손상 상태 이후에 발생하는 층간분리를 평가하기 위한 기초자료인 층간수직응력과 층간전단 응력을 결정하였다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 유한요소해석(finite element analysis)을 수행하여 제안된 방법의 응력분포 결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 보았다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.109-118
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• 1999

국내에서는 1988년부터 내진 규준이 시행되었으며, 따라서 그 이전에 지어진 저층 철근콘크리트 건물들은 내진 규준이 적용되지 않고 단지 축하중만을 고려하여 설계되었다. 그러므로 약한 지진이 발생하여도 이러한 건물들은 심한 피해를 입을 수 있다. 본 논문에서는, 내진 규준이 시행되기 이전에 지어진 비내진 저층 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 지진 발생시 거동과 피해를 알아보기 위하여, 실제 존재하는 비내진 건물 중 3층 철근콘크리트 라멘조 공공청사 건물의 외부 적합부를 교차보가 있는 것과 없는 것의 2종류를 1/2의 실물크기로 제작하고, 횡방향 변위 제어로 반복하중을 가하여 실험을 수행하였다. 비내진 접합부의 가장 큰 특징은 적합부내의 횡보강근이 없다는 것이다. 실험을 통하여 균열의 형태, 강도${\cdot}$강성의 저하, 에너지 소산 그리고 기둥과 보 부재의 철근 미끄러짐을 조사하였다. 국내에서 규정하고 있는 최대지반가속도인 0.12g크기의 횡방향 하중을 가력하였을 경우에는 균열이 발생하지 않았으나, 횡방향 하중을 0.12g이상으로 증가할수록 교차보가 없는 외부접합부에서 전단균열이 발생하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권9호
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• pp.967-974
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• 2007

A general form solution is considered for a piezoelectric material containing impermeable cracks subjected to a combined mechanical and in-plane electrical loading. The analysis is based upon the Hilbert problem formulation. Using this solution, typically for a central crack in transverse isotropic piezoelectric material, a closed form solution is obtained, where one concentrated mechanical and electrical load is subjected to the crack surface. This problem could be used as a Green's function to generate the solutions of other problems with the same geometry but of different loading conditions.

• 산업기술연구
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• 제26권A호
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• pp.139-146
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• 2006

Many concrete bridge decks develop transverse cracking shortly after construction. These cracks accelerate corrosion of reinforcing steel and lead to concrete deterioration, damage to components beneath the deck, unsightly appearance. These cracks shorten the service life and increase maintenance costs of bridge structures. In this study, VES-LMC overlay, which provides the same benefits as a conventional overlay, is designed to cure very quickly. Although the materials for VES overlays are more expensive, the cost is more than offset by the savings on traffic control and work zone safety measures. Otherwise, reaction of hydration occurs very rapidly in beginning step(concrete placing). As a results, thermal cracking can be occur by thermal stress in accordance with hydration-heat The purpose of this study was to estimate diagnosis of crack occurrence of VES-LMC through field tests at early-age.