• Steel and Composite Structures
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• 제50권1호
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• pp.107-122
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• 2024

Following an internal column failure, adjacent double-span beams above the failed column will play a critical role in the load transfer and internal force redistribution within the remaining structure, and the span-to-depth ratios of double-span beams significantly influence the structural resistance capacity against progressive collapse. Most existing studies have focused on the collapse-resistant performances of single-story symmetric structures, whereas limited published works are available on the collapse resistances of multi-story steel frames with unequal spans. To this end, in this study, numerical models based on shell elements were employed to investigate the structural behavior of multi-story steel frames with unequal spans. The simulation models were validated using the previous experimental results obtained for single- and two-story steel frames, and the load-displacement responses and internal force development of unequal-span three-story steel frames under three cases were comprehensively analyzed. In addition, the specific contributions of the different mechanism resistances of unequal-span, double-span beams of each story were separated quantitatively using the energy equilibrium theory, with an aim to gain a deeper level of understanding of the load-resistance mechanisms in the unequal-span steel frames. The results showed that the axial and flexural mechanism resistances were determined by the span ratio and linear stiffness ratio of double-span beams, respectively.

• Computers and Concrete
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• 제33권1호
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• pp.103-119
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• 2024

In this paper, the non-linear behavior of masonry-infill and bare steel frames using different beam-column connections under monotonic static loading was investigated through a parametric study. Numerical models were carried out using one- and two-dimensional modelling to validate the experimental results. After validating the experimental results by using these models, a parametric study was carried out to model the behavior of these frames using flushed, extended, and welded connections. The results showed that using the welded or extended connection is more efficient than using the flushed type in masonry-infilled steel frames, since the lateral capacities, initial stiffness, and toughness have been increased by 155%, 601%, and 165%, respectively in the case of using welded connections compared with those used in bare frames. The FE investigation was broadened to study the influence of the variation of the uniaxial column loads on the lateral capacities of the bare/infill steel frames. As the results showed when increasing the amount of uniaxial loading on the columns, whether in tension or compression, causes the lateral load capacity of the columns to decrease by 26% for welded infilled steel frames. Finally, the influence of using different types of beam-to-column connections on the vertical capacities of the bare/infill steel frames under settlement effect was also studied. As a result, it was found that, the vertical load capacity of all types of frames and with using any type of connections is severely reduced, and this decrease may reach 62% for welded infilled frames. Furthermore, the flushed masonry-infilled steel frame has a higher resistance to the vertical loads than the flushed bare steel frame by 133%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.107-117
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• 2020

개단 강관말뚝의 경우 일반적으로 말뚝에 작용하는 외부 주면 마찰력뿐만 아니라 설치과정에서 폐색된 흙이 강관 내부에 작용하는 내부 마찰저항이 존재한다. 내·외부 저항에 따라 극한하중의 변화가 예상되며, 말뚝이 시공된 지반이 점성토일 경우 지반 침하로 유발되는 부주면 마찰력에도 영향을 끼칠 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강관말뚝 내·외부 저항 특성에 따른 거동을 수치해석적으로 분석하고자 하며, 지반 침하 발생 전·후의 마찰력 분포, 축력, 침하량을 산정하였다. 해석 결과, 내부 마찰 저항은 외부 마찰 저항보다 적은 영향을 미쳤지만 전체적인 말뚝 거동에 끼치는 영향을 고려하였을 때, 중요한 요소 중 하나이며 설계 시 두 가지 저항요소를 고려할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1997년도 춘계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.34-34
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• 1997

The effect of alloying mode and porosity on the axial tension-tension fatigue behavior of a P/M steel of nominal composition Fe-4w/o Ni-1.5w/o Cu-O.5w/o Mo-O.5w/o C has been evaluated. Alloying modes utilized were elemental powder mixing, partial alloying(distaloy) and prealloying by water atomization; in each case the carbon was introduced as graphite prior to sintering. Powder compacts were sintered($1120{\circ}C$/30 min.) in 7Sv/o $H_2$/25v/o $N_2$ to densities in the range 6.77-7.2 g/$cm^3$. The dependence of fatigue limit response on alloying mode and porosity was interpreted in terms of the constituent phases and the pore and fracture morphologies associated with the three alloying modes. For the same nominal composition, the three alloying modes resulted in different sintered microstructures. In the elemental mix alloy and the distaloy, the major constituent was coarse and fine pearlite, with regions of Ni-rich ferrite, Ni-rich martensite and Ni-rich areas. In contrast, the prealloy consisted primarily of martensite by with some Ni-rich areas. From an examination of the fracture surfaces following fatigue testing it was concluded that essentially all of the fracture surfaces exhibited dimpled rupture, characteristic of tensile overload. Thus, the extent of growth of any fatigue cracks prior to overload was small. The stress amplitude for the three alloying modes at 2x$l0^6$ was used for the comparison of fatigue strengths. For load cycles <3x$l0^5$, the prealloy exhibited optimum fatigue response followed by the distaloy and elemental mix alloy, respectively. At load cycles >2x$l0^6$, similar fatigue limits were exhibited by the three alloys. It was concluded that fatigue cracks propagate primarily through pores, rather than through the constituent phases of the microstructure. A decrease in pore SIze improved the S-N behavior of the sintered steel.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.169-177
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• 2016

슬라이딩 궤도는 콘크리트 궤도와 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 레일신축이음장치와 같은 특수 장치를 적용하지 않고도 궤도-교량 상호작용 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 새로운 궤도 시스템으로 개발되고 있다. 이 논문에서는 장경간 교량에 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치를 각각 적용한 경우에 대하여 궤도-교량 상호작용해석을 수행하고 그 결과를 비교 검토하였다. 대상교량은 상호작용 효과를 극대화하기 위하여 9경간 연속 PSC교와 2경간 연속 강합성교를 포함하며, 총 연장 1,205m, 최대 고정지점간 거리 825m인 장경간 교량을 선정하였다. 해석결과 슬라이딩 궤도는 레일신축이음장치를 적용한 경우보다 레일 부가 축력이 더 작은 것은 물론, 지점부에 재하되는 수평 반력 또한 작게 나타나 궤도-교량 상호작용 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 반면 슬라이딩 궤도는 온도하중에 의해 높은 슬래브 축력이 발생되므로, 궤도 설계 시 슬래브 축력에 대한 단면 설계에 주의를 기울일 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.617-624
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• 2021

각형강관 기둥에 콘크리트를 충전하여 사용하는 콘크리트충전 강관구조가 구조부재로 사용되면 기둥 부재의 내력과 변형 능력이 증가되어 높은 효율성을 가진 구조물 구현이 가능해 진다. 콘크리트충전 강관구조에 대한 국내의 설계 기준은 대한건축학회에서 2005년에 제정한 후, 2009년과 2016년에 각각 개정되었다. 연구 목적은 콘크리트충전 각형강관 단주를 대상으로 일축 압축실험을 실시하여 압축내력 및 변형능력에 주는 영향을 파악하고, 국내의 건축구조기준의 기준식을 검증하여 차후 수정 및 보완에 필요한 자료를 제공하는데 있다. 실험에서 강관은 냉간가공으로 제작된 각형강관을 사용하였고, 시험체는 강관의 폭두께비를 변수로 총 26개를 제작하여 중심 압축실험을 실시하였다. 실험결과 콘크리트충전 각형강관 단주의 압축내력과 변위관계 및 파괴모드를 얻었고, 실험결과를 분석하여 콘크리트의 충전효과와 폭두께비의 영향을 파악하였다. 충전된 콘크리트의 압축내력은 일축응력 상태보다 9%정도 증가하였는데, 이것은 차후 건축구조기준에 반영할 필요가 있다. 실험결과를 건축구조기준과 비교한 결과, 냉간가공된 각형강관의 경우 건축구조기준의 콤팩트단면 한계폭두께비 2.26은 다소 과대 평가하고 있기 때문에 수정이 필요하며, 보수적으로 보완한 계수 1.35로 제한하여 보다 더 안정적인 설계식을 제안하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권5호
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• pp.479-489
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• 2008

목적: 상악 구치부에서 자연치와 임플란트 보철시, 보철치관/고정체 비율에 따른 응력분포 양상을 비교하고자 했다. 재료 및 방법: 자연치 모델의 경우는 획득한 3차원 인체모델을 상악 좌측 제2소구치 및 제 1대구치가 포함된 상악골을 Box 형태의 3차원 유한요소모델로 변환하였고, 임플란트 모델은 3차원 인체모델에서 치아 부분을 제거하고 동일 부위에 임플란트 모델을 연결하는 과정을 거쳐서 임플란트가 삽입된 유한요소모델을 구성하였다. 치관/고정체 비율을 0.7:1, 1:1, 1.25:1이 되도록 골수준 (bone level)을 조정하였으며 각 모델의 치관 부위에 300 N의 수직 하중과 수평하중을 각각 가했다. 결과: 1. 모든 하중 조건하에서 자연치와 임플란트 모두에서 피질골과 인접하는 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 2. 치관/치근 (고정체) 비가 증가함에 따라 자연치와 임플란트 모두에서 교합면에 수직적 하중을 가한 경우에는 응력의 변화가 뚜렷하지 않았으나, 수평적 하중을 가한 경우에서는 응력이 증가하는 양상을 보였다. 3. 자연치의 경우에 치관/치근비가 증가함에 따라 splinting이 응력감소 효과를 보였고, 임플란트의 경우에는, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수직 하중조건에 응력감소효과를 보였으나, 중심에서 벗어난 하중조건에는 최대응력이 오히려 증가하는 양상을 보였다. 4. 임플란트의 경우, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수평하중조건 4에서 뚜렷한 응력감소 효과를 보이나, 수평 하중조건 5에서는 응력감소 효과가 감소되고, 특히 치관/고정체 비가 1.25:1인 경우에서는 오히려 응력의 증가를 보였다. 결론: 임플란트 보철물은 치관/고정체 비가 커질수록 더 큰 응력을 받게 되고, splinting의 효과도 감소하게 된다. 또한 교합하중이 임플란트의 장축을 벗어나거나 중심에서 벗어난 경우 응력이 커지는 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.575-585
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• 2007

본 논문은 55 MPa 이하 강도의 콘크리트를 사용한 CFT 기둥에 대한 P-M 상관곡선을 제안한 선행연구의 후속연구로서, 2005 AISC에서 새롭게 포함된 55 MPa 이상의 고강도 콘크리트를 사용한 정방형 CFT 기둥의 P-M 설계식을 제안하였다. 선행연구에서 제안한 개념을 적용하여 고강도 콘크리트를 사용한 CFT에서의 최대모멘트와 최대모멘트시의 압축력을 구하기 위해 강관의 폭두께비(b/t)와 강관의 항복강도에 대한 콘크리트의 상대강도(fck/Fy)를 중요 변수로 총 36개의 대상단면을 선정하여 Fiber Analysis를 통한 변수해석을 수행하였다. 강관의 응력-변형율 관계는 완전탄소성으로 가정하였고 콘크리트는 고강도 콘크리트에 적용가능한 Sakino의 모델을 이용하였다. 변수해석으로부터 얻어진 결과로부터 상기의 두 변수를 이용하여 고강도 콘크리트를 사용한 각형 CFT 기둥의 설계에 쉽게 사용할 수 있는 설계식을 제안하였다. 기존의 실험결과와 비교한 결과 본 논문에서 제시하는 방법은, 2005 AISC에서 제시하는 방법에 비해 보다 더 쉽고 간단하게 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권12호
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• pp.76-82
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• 2005

본 연구에서는 축류형 마이크로터빈의 단 수를 단 단에서부터 최대 6단까지 변경하면서 각 단에서의 공력특성을 측정하였다. 실험에 사용된 마이크로터빈은 터빈입구에서 유량계수가 2.0, 부하계수가 3.25이며 유로의 평균직경이 25.8mm인 소형 축류형 다단터빈이 적용되었다. 정익과 동익의 솔리디티는 0.67~0.75 범위의 값이 적용되었으며 입구에 일정한 질유량과 전압력으로 조정한 후에 터빈의 부하를 변경하면서 탈설계 영역에서의 공력특성을 측정하였다. 본 실험에서는 단 당 최대 2kW/kg/sec의 비출력이 얻어졌으나 단수의 증가에 따라 비출력의 증가폭은 다소 완화되었으며, 토오크의 경우는 단수가 증가되면서 낮은 회전수 영역에서는 토오크의 증가폭이 일정하나 높은 회전수영역에서는 토오크의 증가폭이 둔화되었다. 블레이드의 높이에 비하여 팁간격의 영향이 크므로 터빈의 효율은 낮으나 단 수의 증가에 따라 증가가 가능하다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권3호
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• pp.273-283
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• 2018

Previous experimental researches indicate that reinforced concrete beam-column joints play an important role in the mechanical properties of moment resisting frame structures, so as to require proper design. In order to get better understanding of the beam-column joint performance, a rational model needs to be developed. Based on the former considerations, two typical models for calculating the shear carrying capacity of the beam-column joint including the inelastic reinforced concrete joint model and the softened strut-and-tie model are selected to be introduced and analyzed. After examining the applicability of two typical models mentioned earlier to interior beam-column joints, several adjustments are made to get better predicting of the test results. For the softened strut-and-tie model, four adjustments including modifications of the depth of the diagonal strut, the inclination angle of diagonal compression strut, the smeared stress of mild steel bars embedded in concrete, as well as the softening coefficient are made. While two adjustments for the inelastic reinforced concrete joint model including modifications of the confinement effect due to the column axial load and the correction coefficient for high concrete are made. It has been proved by test data that predicted results by the improved softened strut-and-tie model or the modified inelastic reinforced concrete joint model are consistent with the test data and conservative. Based on the test results, it is also not difficult to find that the improved beam-column joint model can be used to predict the joint carrying capacity and cracks development with sufficient accuracy.