• Steel and Composite Structures
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• 제21권2호
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• pp.343-356
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• 2016

As the common cast-in-place construction works fails to meet the enormous construction demand under rapid economic growth, the development of prefabricated structure instead becomes increasingly promising in China. For the prefabricated structure, its load carrying connection joint play a key role in maintaining the structural integrity. Therefore, a novel end plate bolt connecting joint between fully prefabricated pre-stressed concrete beam and high-strength reinforcement-confined concrete column was proposed. Under action of low cycle repeated horizontal loadings, comparative tests are conducted on 6 prefabricated pre-stressed intermediate joint specimens and 1 cast-in-place joint specimen to obtain the specimen failure modes, hysteresis curves, skeleton curves, ductility factor, stiffness degradation and energy dissipation capacity and other seismic indicators, and the seismic characteristics of the new-type prefabricated beam-column connecting joint are determined. The test results show that all the specimens for end plate bolt connecting joint between fully prefabricated pre-stressed concrete beam and high-strength reinforcement-confined concrete column have realized the design objectives of strong column weak beam. The hysteretic curves for specimens are good, indicating desirable ductility and energy dissipation capacity and seismic performances, and the research results provide theoretical basis and technical support for the promotion and application of prefabricated assembly frames in the earthquake zone.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권5호
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• pp.589-603
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• 2020

This paper presents an investigation of the thermal performance of composite floor slabs with profiled steel decking exposed to fire effects from floor. A detailed finite-element model has been developed by representing the concrete slab with steel decking under of it and steel beam both steel parts protected by intumescent coating. Although this type of floor systems offers a better fire resistance, passive fire protection materials should be applied when a higher fire resistance is desired. Moreover, fire exposed side is so crucial for composite slab systems as the total fire behaviour of the floor system changes dramatically. When the fire attack from steel parts, the temperature rises rapidly resulting in a sudden decrease on the strength of the beam and decking. Herein this paper, the fire attack side is assumed from the face of the concrete floor (top of the concrete assembly). Therefore, the heat is transferred through concrete to the steel decking and reaching finally to the steel beam both protected by intumescent coating. In this work, the numerical model has been established to predict the heat transfer performance including material properties such as thermal conductivity, specific heat and dry film thickness of intumescent coating. The developed numerical model has been divided into different layers to understand the sensitivity of steel temperature to the number of layers of intumescent coating. Results show that the protected composite floors offer a higher fire resistance as the temperature of the steel section remains below 60℃ even after 60-minute Standard (ISO) fire and Fast fire exposure. Obtaining lower temperatures in steel due to the great fire performance of the concrete itself results in lesser reductions of strength and stiffness hence, lesser deflections.

• Steel and Composite Structures
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• 제1권4호
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• pp.427-440
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• 2001

The growing use of unprotected or partially protected steelwork in buildings has caused a lively debate regarding the safety of this form of construction. A good deal of recent research has indicated that steel members have a substantial inherent ability to resist fire so that additional fire protection can be either reduced or eliminated completely. A performance based philosophy also extends the study into the effect of structural continuity and the performance of the whole structural totality. As part of the structural system, thermal expansion during the heating phase or contraction during the cooling phase in most beams is likely to be restrained by adjacent parts of the whole system or sub-frame assembly due to compartmentation. This has not been properly addressed before. This paper describes an experimental programme in which unprotected steel beams were tested under load while it is restrained between two columns and additional horizontal restraints with particular concern on the effect of catenary action in the beams when subjected to large deflection at very high temperature. This paper also presents a three-dimensional mathematical modelling, based on the finite element method, of the series of fire tests on the part-frame. The complete analysis starts with an evaluation of temperature distribution in the structure at various time levels. It is followed by a detail 3-D finite element analysis on its structural response as a result of the changing temperature distribution. The principal part of the analysis makes use of an existing finite element package FEAST. The effect of columns being fire-protected and the beam being axially restrained has been modelled adequately in terms of their thermal and structural responses. The consequence of the beam being restrained is that the axial force in the restrained beam starts as a compression, which increases gradually up to a point when the material has deteriorated to such a level that the beam deflects excessively. The axial compression force drops rapidly and changes into a tension force leading to a catenary action, which slows down the beam deflection from running away. Design engineers will be benefited with the consideration of the catenary action.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.31-39
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• 2012

최근 교량의 신설 및 교체 공사 중 요구되고 있는 교통 혼잡의 최소화, 환경 영향의 최소화, 공사기간의 단축, 품질과 시공성 향상 등을 위해 조립식 교량 시스템의 적용이 시대적 요구로 대두되고 있다. 조립식 교량 시공 중 거더 간의 연결 시 발생할 수 있는 전도 및 추락 사고는 교량 시스템에 적합한 가로보의 사용으로 해결이 가능할 것으로 보여 진다. 본 연구에서는 가로보의 구조적 특성을 조사하고 국내 외 적용현황을 분석하여 조립식 PSC T형 거더 교량에 접합한 가로보 대안을 설정하여 가로보 연결부의 특성을 규명하고자 실험체를 제작하여 정적 하중 재하실험을 실시하였다. 정적 하중 실험을 통하여 실험체의 접합부의 거동과 하중분배에 대해 살피고 실험결과를 비교, 분석하였고 실험을 통한 구조 성능의 결과 치, 시공성을 고려하여 조립식 PSC T형 거더 교량에 접합한 가로보 대안을 제안 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.3026-3034
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• 2021

Multi-target X-ray tube is a new type X-ray source, and can be applied in many fields such as sensitive X-ray fluorescence analysis and medical imaging. In this work, we report an electric field modulation multi-target X-ray tube, which contains four targets (Cr, Ni, Au, Mo) coated on a Beryllium (Be) window. A four-valve electric field deflector was developed to deflect the electron beam to bombard the corresponding targets. Particle dynamics analysis software was employed to simulate the particle tracking of electron beam. The results show that the 30 keV electron beam could get a 6.7 mm displacement on the target plane by 10⁵ V/m electric field. The focus areas are about 2 mm × 5 mm and 4 mm × 2.5 mm after deflection in two directions. Thermal behavior calculated by ANSYS shows that the designed target assembly could withstand a 10 W continuous power. The optimum target thicknesses and emission spectra were obtained by Geant4 when the thickness of Be window was 300 mm and the electron beam incident angle was 0.141 rad. The results indicate that this multi-target X-ray tube could provide different X-ray sources effectively.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권11호
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• pp.15-19
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• 2007

OTFTs (Organic Thin Film Transistors)의 구동에 있어, 게이트 절연막 표면과 채널의 계면상태가 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치게 된다. OTS(Octadecyltrichlorosilane)등과 같은 습식 SAM(Self Assembly Monolayer)를 이용하거나, $O_2$ Plasma와 같은 건식 표면 처리등 여러 표면 처리법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 pentacene을 진공 증착하기 전에 게이트 절연막을 $O_2$ plasma와 Ar ion beam을 이용하여 건식법으로 전처리 한 후 표면 특성을 atomic force microscope (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하여 비교 분석하였고, 각 조건으로 OTFT를 제작하여 전기적 특성을 확인하였다. Ar ion beam으로 표면처리 했을 때, $O_2$ plasma처리했을 때 보다 향상된 on/off ratio 전기적 특성을 얻을 수 있었다. 표면 세정을 위하여 $O_2$ plasma 처리시 $SiO_2$ 표면의 OH-기와 반응하여 oxide trap density가 높아지게 되고 이로 인하여 off current가 증가하는 문제가 발생한다. 불활성 가스인 Ar ion beam 처리를 할 경우 게이트 절연막의 세정 효과는 유지하면서, $O_2$ Plasma 처리했을 때 증가하게 되는 계면 trap을 억제할 수 있게 되어, mobility 특성은 동등 수준으로 유지하면서 off current를 현저하게 줄일 수 있게 되어, 결과적으로 높은 on/off ratio를 구현할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제17권4호
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• pp.354-358
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• 2006

적층으로 구성되는 초소형 전자렌즈의 실리콘 렌즈와 절연체인 파이렉스는 접합과 정렬을 동시에 수행하여야 한다. 이를 위한 방법으로 회절을 이용한 정렬과 레이저 접합을 이용하였으며, source 렌즈와 Einzel 렌즈의 정렬오차는 가장 큰 개구를 기준으로 최대 $\pm$4% 이내에서 이루어졌다. 정렬 조건과 레이저 접합 조건을 제시하였으며, 접합을 견고히 하기 위한 양극 접합 방식을 기술하였다. 전류영상화를 통해 선폭이 9 $\mu$m인 Cu grid를 시험한 결과 완성된 전자렌즈는 감속모드보다 가속모드에서 분해능이 좋았으며, 작은 개구를 가진 렌즈의 정밀한 정렬과 조합으로 높은 분해능을 믿을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.363-382
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• 2015

본 연구는 수치해석을 통하여 TBM 세그먼트의 분할 수와 인접한 링의 이격각도가 라이닝의 부재력에 어떤 영향을 미치는 살펴보았다. 수치해석은 Midas civil 2012+ 프로그램을 사용하였고, 모델링은 2링빔 스프링 모델을 이용하였다. TBM 세그먼드 부재력은 다양한 요소에 의해 결정된다. 본 논문에서는 세그먼트 분할 수와 분포를 제외한 다른 요소인 이음부 스프링 계수, 지반반력계수를 통제하고 특정한 분할 수와 분할 특성을 통해 case를 선정함으로써 분할 수와 분포와 같은 분할 특성이 부재력에 미치는 영향을 분석하였다. 이로써 TBM 세그먼트 시공 설계시 구조적으로 유리하거나 불리한 이음부 특성을 확인할 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권5호
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• pp.557-568
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• 2019

Accurate modeling of contact interface in bolted joints is crucial in predicting the dynamic behavior for bolted assemblies under external load. This paper presents a contact pressure distribution based non-uniform virtual material method to describe the joint interface of assembly structure, which is connected by sparsely distributed multi-bolts. Firstly, the contact pressure distribution of bolted joints is obtained by the nonlinear static analysis in the finite element software ANSYS. The contact surface around bolt hole is divided into several sub-layers, and contact pressure in each sub-layer is thought to be evenly. Then, considering multi-asperity contact at the micro perspective, the relationship between contact pressure and interfacial virtual material parameters for each sub-layer is established by using the fractal contact theory. Finally, an experimental platform for the dynamic characteristics testing of a beam lap structure with double-bolted joint is constructed to validate the efficiency of proposed method. It is found that the theoretical results are in good agreement with experimental results by impact response in both time- and frequency-domain, and the relative errors of the first four natural frequencies are less than 1%. Furthermore, the presented model is used to examine the effect of rough contact surface on dynamic characteristics of bolted joint.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.85.2-85.2
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• 2018

금속 나노구조체에서의 localized surface plasmon resonance와 surface-enhanced Raman scattering 현상은 센서를 비롯한 다양한 응용분야를 가지고 있다. 나노구조체 array 형성을 위한 대표적인 top-down 방식인 e-beam lithography 공정은 제조비용이 매우 높고 대량생산 및 대면적화에도 한계가 있기에 polystyrene(PS) bead의 self-assembly를 이용한 nanosphere lithography와 같은 bottom-up 방식이 폭넓게 연구되고 있다. Closed-packing된 PS bead의 monolayer를 얻기 위해서는 기판의 친수성 처리가 필요한데, 기존의 많은 연구에서는 기판의 표면개질에 화학적 공정을 이용하고 있다. 하지만 이는 기판 선택의 자유도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 금속이나 실리콘 기판에서는 산성 용액을 이용한 화학적 처리방법을 적용할 수 있지만 SU-8과 같은 감광액 및 폴리머 기판에서는 산에 대한 내구성이 떨어져 화학적 공정의 도입이 불가능 하기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하기 위해 $UV-O_3$ 공정으로 친수성 처리된 다양한 기판에서 spin coating을 통한 PS monolayer를 제조하였는데, UV 램프의 에너지 조절을 통해 기판에 붙어있는 유기물들을 효과적으로 제거할 수 있었고 $O_3$ 생성 및 분해 과정에서 기판 표면에 친수성 화학 작용기를 생성시킬 수 있었다. 제조된 PS layer를 mask로 사용하여 Ag, Al, Au 등 다양한 나노구조체 array를 형성하여 array 주기에 따른 플라즈몬 공명 특성을 분석하였다. 레이저 조사로 나노구조체의 형상을 변화시킴으로써 동일한 물질과 주기를 가진 array에서도 플라즈몬 특성의 변조가 가능함을 확인하였는데, 이는 금속 나노구조체의 응용측면에서 매우 고무적인 발견이다.