• 제목/요약/키워드: composite repair

검색결과 298건 처리시간 0.025초

Fatigue evaluation and CFRP strengthening of diaphragm cutouts in orthotropic steel decks

  • Ke, Lu;Li, Chuanxi;He, Jun;Lu, Yongjun;Jiao, Yang;Liu, Yongming
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제39권4호
    • /
    • pp.453-469
    • /
    • 2021
  • The cracking at the transverse diaphragm cutout is one of the most severe fatigue failures threatening orthotropic steel decks (OSDs), whose mechanisms and crack treatment techniques have not been fully studied. In this paper, full-scale experiments were first performed to investigate the fatigue performance of polished cutouts involving the effect of an artificial geometrical defect. Following this, comparative experimental testing for defective cutouts strengthened with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) was carried out. Numerical finite element analysis was also performed to verify and explain the experimental observations. Results show that the combinative effect of the wheel load and thermal residual stress constitutes the external driving force for the fatigue cracking of the cutout. Initial geometrical defects are confirmed as a critical factor affecting the fatigue cracking. The principal stress 6 mm away from the free edge of the cutout can be adopted as the nominal stress of the cutout during fatigue evaluation, and the fatigue resistance of polished cutouts is higher than Grade A in AASHTO specification. The bonded CFRP system is highly effective in extending the fatigue life of the defective cutouts. The present study provides some new insights into the fatigue evaluation and repair of OSDs.

Seismic assessment of Nitinol Belleville Elastic Nonlinear (NI-BELL-E-N) structural system

  • Hadad, Alireza Asgari;Shahrooz, Bahram M
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제43권3호
    • /
    • pp.375-388
    • /
    • 2022
  • Nibellen structural system is a novel resilient bracing system based on the application of Bellville disks and Nitinol rods. The cyclic behavior of Nibellen assembly was obtained, and the design equations were developed based on the available literature. Seismic performance of the system was then studied analytically. Two groups of buildings with different lateral force resisting systems were designed and studied: one group with the Nibellen system, and the other with the special concentrically braced frame system. Each building group consisted of 5-, 10-, and 15-story buildings. The Design-Base-Event (DBE) and Maximum Considered Event (MCE) were considered as the seismic hazard, and a suite of seven ground motions were scaled accordingly for response history analyses. Finally, the resiliency of the buildings was studied by obtaining the functionality curve of the buildings before and after the seismic event. The construction cost of the 5-story building with Nibellen bracing system increased but the post-earthquake cost decreased significantly. The application of Nibellen system in the 10- and 15-story buildings reduced both the construction and repair costs, considerably. Resiliency of all the buildings was improved when Nibellen system was used as the lateral force resisting system.

Pilot study for investigating behavior of recentering frame connection equipped with friction damper

  • Kim, Young Chan;Hu, Jong Wan
    • Steel and Composite Structures
    • /
    • 제44권4호
    • /
    • pp.569-586
    • /
    • 2022
  • This study introduces a novel friction damper as a component of a recentering frame connection, to solve the problem of structural repair costs, caused by stiffness deterioration and brittle fracture of the central brace frame (CBF). The proposed damper consists of shape memory alloy (SMA) bars with pretension applied to them to improve the stability. SMAs reduce the residual displacement by virtue of the properties of the materials themselves; in addition, a pretension can be applied to partially improve their energy dissipation capacity. The damper also consists of a friction device equipped with friction bolts for increased energy dissipation. Therefore, a study was conducted on the effects of the friction device as well as the pretension forces on the friction damper. For performance verification, 12 cases were studied and analyzed using ABAQUS program. In addition, the friction and pretension forces were used as variables in each case, and the results were compared. As a result, when the pretension and friction force are increased, the energy dissipation capacity gradually increases by up to about 94% and the recentering capacity decreases by up to about 55%. Therefore, it has been shown that SMA bars with adequate pretension in combination with bolts with adequate frictional force effectively reduce residual deformation and increase damper capacity. Thus, this study has successfully proposed a novel friction damper with excellent performance in terms of recentering and energy dissipation capacity.

Composite graft를 이용한 대동맥근부 치환술: Button 술식의 중단기 결과 (Composite Graft Aortic Root Replacement with Coronary Button Reimplantation: The Early and Mid-Term Results)

  • 나찬영;백만종;김웅한;오삼세;김수철
    • Journal of Chest Surgery
    • /
    • 제35권5호
    • /
    • pp.356-364
    • /
    • 2002
  • 목적 본 연구는 대동맥근부를 침범한 상행대동맥류 환자에서 composite graft를 이용한 대동맥근부 치환술시 button 술식을 이용한 수술의 중단기 결과를 분석하고자 하였다. 방법 및 대상 1995년 4월부터 2001년 9월까지 composite valve graft를 이용한 대동맥근부 치환술 환자중 button 술식을 이용한 54명을 대상으로 후향적으로 조사하였다. 술전 좌심실 기능부전 14명(25.9%), 대동맥판막 폐쇄부전 48명(89%), 그리고 Mafarn 증후관17명(31.5%)에서 동반되었다. 진단은 대동맥판륜 확장증 29명(53.7%), 대동맥 박리증 11명(20.4%), 대동맥근부를 침범한 상행대동맥류 12명(22.2%), 그리고 대동맥염이 2명(3.7%)이었다. 과거에 심장이나 상행대동맥 수술을 받은 환자는 6명(11.1%)이었다. 근부치환술은 모든 환자에서 composite graft를 이용하여 button 술식으로 시행하였다. 동반수술은 대동맥궁 치환술 21명(38.9%), 관상동맥우회술 7명(13.%), 승모판 성형 혹은 치환술 4명, 그리고 기타 6명이었다. 평균 순환정지, 체외순환 및 대동맥차단 시간은 각각 18 $\pm$ 9분, 177 $\pm$ 42분과 127 $\pm$ 31분이었다. 결과 조기 사망은 1명(1.9%)에서 있었다. 술후 생존자 53명중 52명(98.1%)에서 평균 24.6 $\pm$ 19.5 개월(1-78개월)을 추적하였다. 만기 사망은 외상성 뇌출혈로 사망한 1명을 포함해 2명(3.8%)이었으며 대동맥근부 치환술과 관련한 만기 사망률은 1.9%였다. 한편 술후 1년과 6년 survival rate는 각각 98.0 $\pm$ 2.0%와 93.1 $\pm$ 5.1%였다. 대동맥근부 치환술과 관련한 만기 합병증은 근부 봉합 부위에 발생한 가성동맥류와 인공대동맥 판막 기능부전이 각각 1명에서 발생하여 재수술이 필요하였으며(3.8%), 1년과 6년 후 재수술의 freedom rate는 각각 97.9 $\pm$ 2.1%와 65.3 $\pm$ 26.7%였다. 잔여 대동맥에 대한 수술은 1명에서 박리성 흉복부대동맥류에 대해 단계적으로 치환술을 시행하였다.

Composite valve graft를 이용한 대동맥근부 치환술 (Composite valve graft Replacement of the Aortic Root)

  • 백만종;나찬영;김웅한;오삼세;김수철
    • Journal of Chest Surgery
    • /
    • 제35권2호
    • /
    • pp.102-112
    • /
    • 2002
  • 배경: 본 연구는 대동맥근부를 침범한 상행대동맥류 환자에서 composite valve graft를 이용한 대동맥근부 치 환술 결과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1995년 4월부터 2001년 6월가지 composite valve graft를 이용한 대동맥근부 치환술 환자 56명을 대상으로 후향적으로 조사하였다. 대동맥판막 폐쇄부전은 50명(89%), Mafan증후군이 18명(32%), 그리고 이엽성 대동맥판막이 7명(12.5%)에서 동반되었다. 진단은 대동맥판륜 확장증 30명(53.6%), 대동맥 박리증 13명(23.2%), 대동맥근부를 침범한 상행대동맥류 11명(17.6%), 그리고 대동맥염이 2명(3.6%)이였다. 대동맥 파열로 인한 심낭 압전 및 심인성 쇽은 2명에서 있었으며 과거에 심장이나 상행대동맥 수술을 받은 환자는 9명(16%)이었다. 근부치환술시 사용된 수술방법button술식 51명(91%), 변형 Cabrol 술식 4명, classic Bentall 술식을 1명에서 시행하였다. 동반수술은 대동맥궁 치환술 24명(43%), 관상동맥우회술 8명(14.3%), 승모판 성형술 2명 및 재치환술 1명, 기타 7명이었다. 평균 순환정지, 체외순환및 대동맥차단 시간은 각각 21$\pm$14분(6-60분), 186$\pm$68분과 132$\pm$42분이었다. 결과: 조기 사망은 1명(1.8%)에서 있었고 술후 합병증으로는 심기능 부전이 16명(28.6%), 출혈로 인한 재수술 7명(12.5%), 심낭삼출 2명, 그리고 기타가 6명이었다. 술후 생존자 55명중 53명(96.4%)에서 평균 23.2$\pm$18.7개월(1-75개월)을 추적하였다. 만기 사망은 외상성 뇌출혈로 사망한 1명을 포함해 2명(3.8%)이었으며 대동맥근부 치환술과 관련한 만기 사망률은 1.9%였다. 한편 술후 1년과 6년 survival rate는 각각 98.1$\pm$1.9%와 93.275.1%였다. 대동맥근부 치환술과 관련한 합병증으로 재수술이 2명에서 시행되었으며(3.8%), 1년과 6년 후 재수술로부터의 freedom rate는 각각 97.872.0%와 65.3$\pm$26.7%였다. 잔여 대동맥에 대한 수술은 술전에 동반된 흉복부대동맥류의 확장으로 2명에서 흥복부대동맥류 치환술을 시행하였다.

변형경화형 시멘트 복합체를 활용한 휨항복형 철근콘크리트 보의 균열제어 (Crack Control of Flexure-Dominant Reinforced Concrete Beams Repaired with Strain-Hardening Cement Composite (SHCC) Materials)

  • 차준호;박완신;이영오;김선우;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
    • /
    • 제23권1호
    • /
    • pp.109-120
    • /
    • 2011
  • 이 논문에서는 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)로 보수된 휨항복형 철근콘크리트 보의 균열제어 성능에 관한 실험적 연구를 다루었다. 이 실험을 위하여 총 5개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였으며, 모든 실험체는 최종 파괴시 까지 균열제어 성능을 평가하였다. 실험체 계획시 보통 철근콘크리트 기준 실험체로 계획한 표준 실험체(CBN)와 섬유 혼입 조건에 따른 SHCC의 종류 및 SHCC 보수 방법(patching and layering)에 따라 각각 두 타입 씩 구분하여 제작하였다. 실험 결과 SHCC로 보수된 모든 실험체는 최종파괴시 끼지 취성파괴 및 폭렬현상 등이 발생하지 않았으며, 미세한 다수의 균열이 폭넓게 분포하는 경향을 보였으나, CBN 실험체의 경우는 콘크리트 표면 박리 및 취성적 파괴양상을 나타냈다. 이는 기존 철근콘크리트 보의 균열 손상 완화 및 휨성능 향상에 있어 SHCC의 우수한 모멘트 강도, 연성능력 및 최대하중 이후의 에너지소산능력 등이 원활하게 작용하였기 때문으로 판단된다. 또한 동일한 처짐에서의 균열폭을 비교한 결과 CBN 실험체에 비하여 SHCC로 보수된 모든 실험체가 실험체 전반에 걸쳐 미세한 균열이 다수 분포되는 양상을 나타냈다. 특히, PE섬유의 우수한 기계적 특성에 기인하여 PVA0.75+PE0.75의 혼입조건을 갖는 SHCC가 다소 높은 내구성 및 연성능력을 나타냈다. 이처럼 보의 사용성과 관련하여 균열폭의 진전은 매우 중요한 의미를 갖으며, SHCC를 기존 철근콘크리트 보의 보수보강재료로 활용하였을 때 구조물의 사용연한을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

Glass fiber 강화 복합레진을 사용한 3본 고정성 국소의치의 개념 설계 연구 (Conceptual Design of the Three Unit Fixed Partial Denture with Glass Fiber Reinforced Hybrid Composites)

  • 나경희;이규복;조광헌
    • 구강회복응용과학지
    • /
    • 제18권3호
    • /
    • pp.145-155
    • /
    • 2002
  • 본 연구에서는 knitted glass fabric 강화 레진에 대한 치과보철소재로서의 적용가능성을 평가하기 위한 목적으로, 가장 높은 수준의 교합하중이 작용하게 되는 구치부 3본 고정성국소의치에 이 재료를 사용하는 경우에 대해 해석을 수행하였다. 우선 구치부3본 고정성국소의치에 대해 knitted glass fabric 강화 레진을 적용한 두 가지 설계 개념을 상정하였고, 각 설계형상에 대한 유한요소해석을 하였다. 강도 평가를 위해서75N의 생리적인 반복 수직 교합 하중 조건을 부여, 보철물에 유도되는 국소응력을 피로강도측면에서 고찰하였다. 각각의 설계에는 knitted glass fabric을 모재로 하고 보강재로 unidirectional 형의 glass 복합재가 사용되었다. 본 연구에서 개념설계 된 두 가지의 3본 고정성국소의치는 수직 교합 하중 75N 에 대해 충분한 강성과 강도를 가진 것으로 분석되었다. 가공치와 knitted caps사이의 연결 부위에서 국소적인 응력 집중이 관찰되었으나 그 크기는 재료의 피로강도 범위 이내였으며 국소적인 설계변경을 통하여 응력분포를 더욱 개선할 수 있을 것으로 추정하였다. 본 연구를 통해 knitted glass fabric 은 새로운 치과 보철 소재로서의 그 가능성이 기대된다.

구강내 상피암의 치료에서 근피부판이 생존율에 미치는 영향 (Survival Value of Myocutaneous Flaps in the Management of Epidermoid Carcioma of the Oral Cavity)

  • 설대위;박철영;유정준;이삼열;박윤규
    • 대한두경부종양학회지
    • /
    • 제6권2호
    • /
    • pp.79-84
    • /
    • 1990
  • 본 논문은 구강암의 근치적 절제술후 결손부위 재건을 위한 근피부판(myocutaneous flaps)이 환자의 생존율에 미치는 의의를 알아보고자 저자들의 경험을 살펴본 것이다. 1974년부터 1988년까지, 만 15년간 98명의 환자들이 구강 및 구인두 부위에 발생한 암으로 절제술을 받았다. 이 중 14명은 하악골 절제술없이 근치적 복합적 절제술(composite resection)을 받았으며, 4명은 방사선 조사후 재발한 경우로서 경부곽청술없이 광범위 단순절제술(enbloc resection)만을 시행받았다. 이들을 제외한 근피부판을 사용또는, 사용하지 않은 COMMANDO를 시행받은 84명의 나머지 환자들을 대상으로 여러가지 술식에 따른 재발율 및 생존율을 비교 분석하여보았다. 1) 술기에 있어서 국소 또는 근피부판을 사용하지않은 표준 COMMANDO술식이 24 예, 전두피부판(forehead flap)을 사용하여 재건한 경우가 12 예, 후경부피부판(Nape flap)을 사용한 경우가 19 예, 큰피부판 또는 골근피부판(osteomyocutaneous flap)을 사용한 경우가 27 예였으며 두 종류의 피부판 복원을 시행한 경우가 2 예였다. 2) 비교정(uncorrected) 2년 무병생존율은 표준 COMMANDO가 14%, 전두피부판을 이용한 COMMANDO가 17%, 후경부피부판 사용 COMMANDO가 35% 이었으며 근피부판을 이용한 COMMANDO에서도 역시 35% 이었다. 3) 병기(stage)에 따른 2년 무병생존율은 제 1병기가 100%, 제 2병기가 45%, 제 3병기가 41% 이었으며, 제 4병기에서는 18% 이었다. 4) 근피부판을 사용한 경우와 조직학적으로 이에 상응하는 제 1대조군, 즉 표준 COMMANDO를 시행했거나 국소피부판(전두피부판 빛 후경부피부판)을 사용한 COMMANDO 경우 들과 비교하였을 때 ,2년 무병생존율은 큰 차이가 없이 대조군 양쪽 모두에서 공히 40% 이었다. 5) 근피부판을 사용한 경우를 제 2대조군, 즉 국소피부판(전두피부판 및 후경부피부판) 복원만을 시행한 경우들과 비교했을 때에도 역시 차이가 없이대조군 양쪽 모두에서 27%의 2년 무병생존율을 보였다. 6) 근피부판을 사용한 경우를 제 3대조군 즉 어떠한 종류의 피부판도 사용하지않고 단순한 표준 COMMANDO만을 시행한 경우들과 비교했을 때는 큰 차이를 보였다. 즉, 근피부판을 사용하여 복원했던 경우는 50%의 2년 무병생존율을 보인데 비해, 표준 COMMANDO만을 시행했던 경우는 25%의 생존율을 보였다. 7) 국소재발율은 표준 COMMANDO에서 25%, 후경부피부판 사용 경우에서 26%, 전두 피부판 사용경우에서 33% 이었으나 근피부판을 사용한 경우는 재발율이 가장 낮아 22% 이 었다. 이러한 결과들을 병기가 진행된 예(stage III & IV)에서 본다면, 표준 COMMANDO에서 67%가 제 3, 제 4병기이었고, 후경부피부판을 사용한 경우는 79%에서 제 3, 제 4병기이었다. 전두피부판을 사용한 예에서는 100% 모두가 제 3, 제 4병기이었고, 근피부판을 사용했던 경우는 96% 에서 제 3, 제 4병기이었던 점을 고려한다면 매우 중요한 의미가 있다고 하겠다.

  • PDF

RC 구조물의 균열 보수용 폴리머 시멘트 복합체의 접착특성에 관한 연구 (A Study on the Adhesion Properties of Polymer-Cement Composites for Repairing Cracks in RC Structures)

  • 조영국;홍대원;권우찬;김완기
    • 한국건축시공학회지
    • /
    • 제22권1호
    • /
    • pp.23-34
    • /
    • 2022
  • 본 연구의 목적은 RC 구조물의 균열 보수용 폴리머 시멘트 복합체의 접착성능을 평가하기 위함이다. 폴리머 시멘트 복합체는 시멘트, 폴리머와 실리카흄으로 제조하였으며, 점도가 700mPa·s 이하가 되도록 물시멘트비와 AE 감수제의 혼입량을 조정하였다. 연구결과, Type-A 인장접착강도는 폴리머계 마감 재료의 접착기준인 1.0MPa을 상회하였으며, 폴리머 종류에 따라 SAE, EVA, SBR 순으로 높은 인장접착강도를 나타냈다. 또한 Type-B의 인장접착강도는 Type-A에 비해 최대 1/4.5의 낮은 강도를 나타냈으나 실리카흄의 혼입에 따른 상당한 강도개선 효과를 보였다. RC 구조물의 균열 보수에 필요한 점도와 접착성능을 위해 EVA와 SAE의 폴리머 시멘트비 80%~100% 범위에서 일정량의 실리카 흄을 혼입하는 조건을 최적배합설계로 제안할 수 있었다.

접착식 콘크리트 덧씌우기 경계면 처리 방식 및 폴리머 혼입률에 따른 부착성능 평가 (Estimation of Bond Performance Improvement by Surface Treatment Equipments and Polymer Content by Boned Concrete Overlays)

  • 정원경;김현석;권오선;김형배
    • 대한토목학회논문집
    • /
    • 제36권1호
    • /
    • pp.39-47
    • /
    • 2016
  • 노후 콘크리트포장의 가장 일반적인 보수 방법은 복합 구조체 포장구조인 접착식 덧씌우기 방법이 일반적으로 사용되고 있으며, 이와 같은 복합 구조체는 신 구 콘크리트 간 부착력에 따라 공용 중 차량하중, 환경하중 하에서 일체화된 역학적 거동의 확보유무에 따라 장기 공용성 확보에 커다란 영향을 받게 된다. 현재 상용화 되고 있는 접착 덧씌우기 공법들은 우수한 신구 접착력을 확보하기 위하여 다양한 장비를 이용한 경계면 처리 방식과 더불어 재료자체의 접착력을 향상시키고자 폴리머 등의 혼화재료를 사용하고 있다. 그러나 이들 공법들은 현장 적용 시 객관화된 명확한 적용기준 없이 각 공법에서 제시하고 있는 시공장비 및 사용재료에 의존하여 적용 중이며 이러한 각 개별공법의 기준으로 인하여 현장 관리자들의 품질관리에 어려움이 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 신구 콘크리트 간 부착력 확보에 가장 핵심적인 현장요소인 경계면 처리 방식과 재료의 부착력 확보에 가장 크게 기여하는 폴리머 함량을 변수로 현장시험을 실시함으로써 시공 전 기존 면처리 공정에서의 효과 분석 및 폴리머 혼입률 변화에 따른 부착강도 성능과의 상관성 검토를 통하여 부착강도의 성능을 개선 할 수 있는 현장시공방법을 도출하고자 하였다.