• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.1-13
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• 2010

본 연구에서는 사장교의 기하학적 비선형 거동을 기하학적 비선형 유한요소 해석을 통해 분석한다. 사장교의 주탑 및 거더는 휨 모멘트 뿐만 아니라 케이블의 장력에 의해 축력이 작용한다. 즉, 거더와 주탑은 보-기둥 부재와 같이 휨모멘트와 축력의 상호작용에 의한 대변위 거동을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 기하학적 비선형 해석을 통해 완성계 사장교의 대변위 효과, 주탑 및 거더의 보-기둥 효과 그리고 케이블의 새그효과가 모두 고려된 비선형 거동을 검토하였다. 거더 및 주탑은 6자유도 프레임 요소로 모사하고 사장교 케이블은 새그효과를 효율적으로 고려하기 위해 3자유도 등가 트러스 요소를 사용하여 모사하였다. 해석은 먼저 사하중에 대한 초기 형상 해석을 통해 사하중을 고려하고, 이 후 각기 다른 형태의 활하중에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 해석 후 각 모델의 변형형상, 각 주요 지점의 하중-변위곡선, 케이블 장력의 변화등의 정량적 수치를 분석하여 고려한 활하중 형태 및 사장교 형식에 대한 주요 기하학적 비선형 거동을 규명하였다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.411-427
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• 2007

타당성 있는 터널의 설계 및 경제적 시공을 위해서는 터널해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 이를 위해서는 암반과 지보재의 상호 작용을 포함하여 시공 전반에 걸친 깊은 이해가 필요하다. 본 논문에서는 파괴 이후에도 지보력을 상실하지 않는 강섬유보강 숏크리트의 거동을 적절히 모델링하는 기법을 소개하였다. 강지보재의 지보 효과를 알아보기 위해 3차원 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 새로운 하중분담율이 산정되었다. 소성모멘트한계만을 사용한 경우(PML 모델) 숏크리트에 비정상적으로 발생하던 높은 인장응력을 없앨 수 있었고, 파괴 후의 연성 거동을 모사할 수 있었으나 축력의 영향이 고려되지 못하여 실제 거동과의 괴리를 메우기에는 다소 미흡하였다. 따라서 축력과 모멘트 한계를 동시에 고려할 수 있는 방법이 필요하였는데, FLAC의 내장 모델인 liner 모델을 통하여 이러한 거동이 모사될 수 있었다. Liner 모델에서는 강섬유 보강 숏크리트의 일축압축 강도와 더불어 최대 및 잔류 인장강도도 지정이 가능하다. 이 두 가지 모델을 이용하여 4등급 및 5등급 암반에 굴착되는 2차로 터널에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 종래에 사용되던 탄성 beam 모델을 이용한 해석도 병행하여 그 결과를 비교하였다. 탄성 beam 모델을 제외한 두 가지 모델은 탄성 beam 모델에서는 반영될 수 없었던 휨인성을 고려할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.23-32
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• 2010

국내에서 사회간접자본에 대한 투자가 확대되면서 말뚝기초에 대한 수요가 급증하고 있으며, 시공현장에서는 시공성 및 내구성이 우수한 강관말뚝을 주로 사용하고 있다. 그러나 최근 전 세계적으로 강관말뚝 가격의 급등으로 인해 강관말뚝과 동일한 성능이면서 재료비를 경감시킬 수 있는 새로운 말뚝기초에 대한 연구가 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는 수평력에 의한 모멘트가 작용하는 말뚝기초 상부에는 인장응력에 유리한 강관말뚝을 적용하고 연직응력만 부담하는 하부에는 강관말뚝에 비해 경제적인 PHC말뚝을 적용한 복합말뚝에 대한 적용성을 검토하기 위하여, 국내 현장의 교량기초에 실제 시공된 복합말뚝에 대해 하중 재하 및 전이시험을 실시하였다. 현장시험결과를 기존 이론식과 비교분석하였으며, 이중 p-y 비선형해석결과와 유사하게 나타냈다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• Computers and Concrete
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• 제21권2호
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• pp.189-197
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• 2018

A discrete element approach is used to investigate the effects of confining stress on the shear behaviour of joint's bridge area. A punch-through shear test is used to model the concrete cracks under different shear and confining stresses. Assuming a plane strain condition, special rectangular models are prepared with dimension of $75mm{\times}100mm$. Within the specimen model and near its four corners, four equally spaced vertical notches of the same depths are provided so that the central portion of the model remains intact. The lengths of notches are 35 mm. and these models are sequentially subjected to different confining pressures ranging from 2.5 to 15 MPa. The axial load is applied to the punch through the central portion of the model. This testing and models show that the failure process is mostly governed by the confining pressure. The shear strengths of the specimens are related to the fracture pattern and failure mechanism of the discontinuities. The shear behaviour of discontinuities is related to the number of induced shear bands which are increased by increasing the confining pressure while the cracks propagation lengths are decreased. The failure stress and the crack initiation stress both are increased due to confining pressure increase. As a whole, the mechanisms of brittle shear failure changes to that of the progressive failure by increasing the confining pressure.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.443-450
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• 2012

이 연구에서는 내진구조용 강재(SN)의 냉강롤성형된 각형강관을 사용한 CFT 부재의 중심축하중에 대한 구조성능을 평가한다. 일반적으로 냉간롤성형 및 냉간프레스형성으로 인하여 각형강관의 코너부와 평판부 모두 SN강재에 비해 재질변화가 발생하며, 항복강도와 인장강도 및 항복비의 상한치가 높아지는 경향을 나타낸다. 이러한 현상은 강관의 국부좌굴 이후의 비선형거동에 의해 영향을 주며, 이는 CFT 합성 부재와 같이 비선형해석모델에 대하여 영향을 미친다. 따라서 각형강관의 가공열화도를 평가하기 위하여 각형강관의 재료시험을 수행하였고, 세장비 및 판-폭두께비를 실험변수로 하여 일축 압축력을 받는 CFT부재의 구조성능을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.381-388
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• 2012

본 연구에서는 Steel Fiber를 원전 격납건물에 적용하기 위한 적용성 평가를 위해서 Steel Fiber가 삽입된 격납건물에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. Steel Fiber를 콘크리트에 삽입함으로써 콘크리트의 구조적 성능에서 취약점인 인장성능을 향상시킬 수 있고, 압축강도 및 전단강도도 증가시킬 수 있는 장점이 있기 때문이다. 그러나 아직까지 원전 격납건물에 Steel Fiber를 적용하기 위한 노력은 진행되고 있지 않다. 재료적 우수성에도 불구하고 원전에 적용하기 위해서는 좀 더 많은 사용경험과 성능검증이 이루어져야 가능할 것이다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 격납건물에 Steel Fiber를 사용하였을 경우, 격납건물의 지진안전성의 변화를 살펴보기 위하여 기존의 실험자료를 이용하여 취약도 평가를 수행하였다. 분석결과 Steel Fiber의 함유로 인하여 전단성능과 연성능력이 증가하여 지진취약도의 향상으로 나타났다. Steel Fiber함유량이 1.0%인 경우 지진내력이 10%가량 증가하는 효과를 얻을 수 있었다. 그러나 본 연구의 결과는 제한된 기존의 실험결과를 이용한 예비해석이므로 Steel Fiber의 실제 적용성을 적확하게 분석하기 위해서는 Steel Fiber가 함유된 다양한 콘크리트 부재실험을 통하여 그 물성의 변화를 파악하여야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.99-108
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• 2012

본 연구에서는 철근콘크리트 슬래브의 내부식성과 경량화를 도모하기 위하여 GFRP bar를 휨보강근으로 사용하는 경량골재콘크리트 슬래브를 고려하고 이 구조물에 대하여 기초적인 거동을 조사하였다. 경량콘크리트의 압축강도 및 인장강도 그리고 콘크리트 파괴에너지 측정, 일련의 슬래브 휨실험, 비선형유한요소해석을 통한 수치해석, 휨실험과 수치해석의 결과비교 등이 행하여졌다. 그 결과, GFRP bar를 휨보강근으로 사용한 경량콘크리트 슬래브는 기준시험체로 사용된 동일 규격의 철근콘크리트 슬래브에 비하여 무게를 28%정도 감소시킬 수 있었지만 파괴하중은 36%정도 감소되었다. 이는 GFRP bar의 낮은 축강성과 경량콘크리트의 낮은 부착강도 때문인 것으로 판단된다. 그리고 경량콘크리트의 부착력 감소 특성을 고려하기 위하여 GFRP bar와 콘크리트 경계면 사이에 계면요소를 사용한 수치해석 결과는 계면요소의 사용이 실험결과에 더 근접해갈 수 있는 방법임을 보여주었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권2호
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• pp.241-266
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• 2011

The Self Compacting Concrete, SCC is the new generation type of concrete which is not needed to be compacted by vibrator and it will be compacted by its own weight. Since SCC is a new innovation and also the high strength self compacting concrete, HSSCC behavior is like a brittle material, therefore, understanding the strength effect on the serviceability performance of reinforced self compacting concretes is critical. For this aim, first the normal and high strength self compacting concrete, NSSCC and HSSCC was designed. Then, the serviceability performance of reinforced connections consisting of NSSCC and HSSCC were investigated. Twelve reinforced concrete connections (L = 3 m, b = 0.15 m, h = 0.3 m) were simulated, by this concretes, the maximum and minimum reinforcement ratios ${\rho}$ and ${\rho}^{\prime}$ (percentage of tensile and compressive steel reinforcement) are in accordance with the provision of the ACI-05 for conventional RC structures. This study was limited to the case of bending without axial load, utilizing simple connections loaded at mid span through a stub (b = 0.15 m, h = 0.3 m, L = 0.3 m) to simulate a beam-column connection. During the test, concrete and steel strains, deflections and crack widths were measured at different locations along each member. Based on the experimental readings and observations, the cracked moment of inertia ($I_{cr}$) of members was determined and the results were compared with some selective theoretical methods. Also, the flexural crack widths of the members were measured and the applicability for conventional vibrated concrete, as for ACI, BS and CSA code, was verified for SCCs members tested. A comparison between two Codes (ACI and CSA) for the theoretical values cracking moment is indicate that, irrespective of the concrete strength, for the specimens reported, the prediction values of two codes are almost equale. The experimental cracked moment of inertia $(I_{cr})_{\exp}$ is lower than its theoretical $(I_{cr})_{th}$ values, and therefore theoretically it is overestimated. Also, a general conclusion is that, by increasing the percentage of ${\rho}$, the value of $I_{cr}$ is increased.