• 한국지진공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.67-80
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• 2011

본 논문에서는 1:5 축소 10층 내력벽식 철근콘크리트(RC) 내력벽식 공동주택의 지진모의실험의 결과를 제시한다. 실험의 결과는 다음과 같다. (1) 본 실험 모델에서 재현주기 50년 지진에 대해서는 선형 탄성응답을 보이며, 우리나라의 설계지진에 대해서는 비선형 거동을 확인할 수 있다. (2) 재현주기 2400년의 최대지진에 대해 실험체의 강성 및 강도 저하가 현저하게 나타났다. (3) 횡 관성력에 대한 주 저항은 주로 엘리베이터 홀과 계단실 벽체로부터 유래되었다. (4) 실험체의 손상 및 파괴 모드는 벽과 슬래브의 휨 거동에 의해 지배되었다. 가진의 크기가 증가 할수록 현저한 강성의 저하와 고유주기의 증가가 발생하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.303-309
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• 2005

본 연구에서는 국내 원전에서 기기 정착을 위하여 가장 널리 적용되는 직매형 앵커기초를 대상으로 앵커기초의 인장 설계기준에 대한 적정성을 검토하기 위하여 수치해석이 수행되었다. 본 연구에서 수치해석모형에 적용된 파괴기준으로서 콘크리트와 같은 유사 취성재료에는 Microplane모형이, 앵커볼트와 같은 연성재료에는 탄성-완전 소성모형이 적용되었다. 그리고, 균열 발생현상을 모사하기 위하여 분산균열모형을 채택하였다. 개발된 수치해석모형은 다양한 경우의 실증시험결과를 근거로 신뢰성이 검증되었으며, 검증된 수치해석모형과 앵커볼트의 유효매입깊이를 변수로 한 다양한 경우에 대한 수치해석을 통하여 직매형 앵커기초의 인장설계기준으로서 적용이 가능한 ACI 349 Code와 CEB-FIP Code가 평가되었고, 그 보수성이 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.83-91
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• 2019

본 연구는 화재 피해를 입은 콘크리트 구조물을 디지털 카메라 및 이미지 프로세싱 소프트웨어를 활용하여 손상도 평가를 하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 W/C=0.5(일반 강도) 및 0.3(고강도)의 모르타르 및 페이스트 시료를 전기로에 넣어 $100^{\circ}C$에서 $1000^{\circ}C$까지 화재피해를 모사한 후, 압축강도 및 색도 분석을 분석하였다. 여기서 페이스트는 분말형태로 가공하여 CIELAB 색도를 측정하였고, 디지털 카메라로 시료를 촬영한 후 색상 강도 분석(color-intensity analyzer) 소프트웨어로 RGB 색도를 측정하였다. 그 결과 가열 온도 $400^{\circ}C$ 까지는 압축강도 잔존율이 W/C=0.5는 87.2 %, W/C=0.3은 86.7 % 수준의 강도 손상을 보였다. 그러나 $500^{\circ}C$ 이상에서는 급격한 강도 저하가 나타났으며, W/C=0.5는 55.2 %, W/C=0.3은 51.9 %의 압축강도 잔존율이 나타났다. $700^{\circ}C$ 이상에서는 W/C=0.5는 26.3 %, W/C=0.3은 27.8 %으로써 구조물의 내구성을 확보할 수 없는 수준이었다. $L^*a^*b$ 분석 결과 $700^{\circ}C$ 이후부터 $b^*$가 급격히 높아지는 결과가 나타났다. 이는 $700^{\circ}C$이후에서 노란색의 강도가 강해지는 것으로 분석된다. 또한, RGB 분석 결과 $700^{\circ}C$ 이후부터 R 및 G의 히스토그램 첨도 및 빈도가 높아지는 것을 확인하였다. 이는 R 및 G의 픽셀(화소)이 많아지는 것으로 분석된다. 따라서 화재 피해를 입은 콘크리트의 색도 분석은 노란색($b^*$ 혹은 R+G)의 변화를 확인하는 것으로 손상 정도를 예상하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.1-10
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• 2011

본 연구는 각 연결부에 대한 수치 해석을 통하여 강재-콘크리트 합성 프레임 구조물의 성능을 조사하였다. 본 연구의 혁신적인 측면은 강재 보와 CFT 기둥의 연결부 사용과 저탄소강과 형상 기억 합금 구성요소의 조합을 활용하는데 있다. 이러한 새로운 연결부의 목적은 지진 후 건물의 손상과 잔류 흐름을 줄이기 위해 고탄성 형상기억합금 인장부에서 발생하는 교정 작용과 저탄소강의 우수한 에너지 분산 능력을 활용하는 것이다. 연결부의 핀, 전체적인 고정 또는 부분 구속으로 모델링을 할 수 없기 때문에 이러한 구조물들의 해석과 설계는 복잡하여 PR-CFT 연결부의 전체적인 거동을 알기 위한 수치해석을 위해 정교한 3차원 솔리드 요소로 구성된 유한해석 모델을 개발하였다. 이러한 유한요소 해석으로 얻은 결과를 바탕으로 스프링 요소를 이용하여 간단한 연결부 모델링을 공식화 시켰다. 반복 하중을 가하여 전체 프레임 구조물의 거동을 확인하였고 3D 유한요소 해석을 통하여 단순 거동을 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.713-723
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• 2017

As a new type of ballastless track, longitudinal continuous slab track (CST) has been widely used in China. It can partly isolate the interaction between the ballastless track and the bridge and thus the rail expansion device would be unnecessary. Compared with the traditional track, CST is composed of multi layers of continuous structures and various connecting components. In order to investigate the performance of CST on a long-span bridge, the spatial finite element model considering each layer of the CST structure, connecting components, bridge, and subgrade is established and verified according to the theory of beam-rail interaction. The nonlinear resistance of materials between multilayer track structures is measured by experiments, while the temperature gradients of the bridge and CST are based on the long-term measured data. This study compares the force distribution rules of ballasted track and CST as respectively applied to a long span bridge. The effects of different damage conditions on CST structures are also discussed. The results show that the additional rail stress is small and the CST structure has a high safety factor under the measured temperature load. The rail expansion device can be cancelled when CST is adopted on the long span bridge. Beam end rotation caused by temperature gradient and vertical load will have a significant effect on the rail stress of CST. The additional flexure stress should be considered with the additional expansion stress simultaneously when the rail stress of CST requires to be checked. Both the maximum sliding friction coefficient of sliding layer and cracking condition of concrete plate should be considered to decide the arrangement of connecting components and the ultimate expansion span of the bridge when adopting CST.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권1호
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• pp.49-71
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• 2015

The present paper aims at evaluating damage and collapse behavior of low-rise buildings with unidirectional mass irregularities in plan (torsional buildings). In previous earthquake events, such buildings have been exposed to extensive damages and even total collapse in some cases. To investigate the performance and collapse behavior of such buildings from probabilistic points of view, three-dimensional three and six-story reinforced concrete models with unidirectional mass eccentricities ranging from 0% to 30% and designed with modern seismic design code provisions specific to intermediate ductility class were subjected to nonlinear static as well as extensive nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) under a set of far-field real ground motions containing 21 two-component records. Performance of each model was then examined by means of calculating conventional seismic design parameters including the response reduction (R), structural overstrength (${\Omega}$) and structural ductility (${\mu}$) factors, calculation of probability distribution of maximum inter-story drift responses in two orthogonal directions and calculation collapse margin ratio (CMR) as an indicator of performance. Results demonstrate that substantial differences exist between the behavior of regular and irregular buildings in terms of lateral load capacity and collapse margin ratio. Also, results indicate that current seismic design parameters could be non-conservative for buildings with high levels of plan eccentricity and such structures do not meet the target "life safety" performance level based on safety margin against collapse. The adverse effects of plan irregularity on collapse safety of structures are more pronounced as the number of stories increases.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.119-133
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• 2017

Several theoretical and analytical formulations for the prediction of shear strength in reinforced concrete (RC) beam-to-column joints have been recently developed. Some of these predictive models are included in the most recent seismic codes and currently used in practical design. On the other hand, the influence of the stiffness and strength degradations in RC joints on the seismic performance of RC framed buildings has been only marginally studied, and it is generally neglected in practice-oriented seismic analysis. To investigate such influence, this paper proposes a numerical description for representing the cyclic response of RC exterior joints. This is then used in nonlinear numerical simulations of RC frames subjected to earthquake loading. According to the proposed strategy, RC joints are modelled using nonlinear rotational spring elements with strength and stiffness degradations and limited ductility under cyclic loading. The proposed joint model has been firstly calibrated against the results from experimental tests on 12 RC exterior joints. Subsequently, nonlinear static and dynamic analyses have been carried out on two-, three- and four-storey RC frames, which represent realistic existing structures designed according to old standards. The numerical results confirm that the global seismic response of the analysed RC frames is strongly affected by the hysteretic damage in the beam-to-column joints, which determines the failure mode of the frames. This highlights that neglecting the effects of joints damage may potentially lead to non-conservative seismic assessment of existing RC framed structures.

• 환경영향평가
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• 제28권4호
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• pp.387-399
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• 2019

본 연구에서는 고속도로 방음벽을 대상으로 방음벽의 손상유형 분류 및 손상등급 체계를 마련하고 이를 반영한 방음벽 노후도 평가기법 개발을 목표로 하였다. 방음벽이 방음판, 기초, 지주로 구성되어 있고 10종의 다양한 재질이 활용되고 있는 방음판은 단일 또는 혼합형으로 사용되고 있으며, 방음판의 손상은 단일 또는 복합적인 손상을 나타내는 특징을 나타내고 있어 이러한 방음벽의 특징을 반영할 수 있는 방음벽 노후도 평가모델을 개발하고자 하였다. 방음벽에 주로 사용되고 있는 재질을 금속재, 플라스틱재, 목재, 투명재, 콘크리트재의 재질유형으로 나누고 또한, 각 재질별 손상유형을 부식, 변색, 변형, 깨짐, 탈리로 분류하여 방음벽의 손상유형을 방음벽 구성부재와 재질에 따라 세분화하였다. 방음벽 주요부위별로 각 손상유형별 손상등급을 양호, 경미, 보통, 심함으로 구분하여 방음판, 지주, 기초의 손상등급을 평가, 이를 바탕으로 부위별 노후도를 평가하여 가중평균을 통한 방음벽 전체의 노후도를 평가하는 방식을 통해서 종합적인 방음벽 노후화 정도를 평가하였다. 단일형 또는 혼합형 방음판을 사용하는 방음벽의 노후도 평가는 물론, 손상유형이 단일형 뿐만 아니라 복합형으로 나타나는 방음벽에 대해서도 체계적인 평가가 가능한 노후도 평가 기법을 개발하였으며, 이러한 평가시스템을 통하여, 현재 설치되어 있는 방음시설의 노후화 현황을 체계적으로 파악함은 물론, 이를 토대로 방음벽의 보수 및 개량을 위한 효율적인 유지관리 계획 및 시행에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권3호
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• pp.245-259
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• 2020

Tunnels have become an indispensable part of metro cities. Blast resistance design of tunnel has attracted the attention of researchers due to numerous implosion event. Present paper deals with the non-linear finite element analysis of rock tunnel having shear zone subjected to internal blast loading. Abaqus Explicit schemes in finite element has been used for the simulation of internal blast event. Structural discontinuity i.e., shear zone has been assumed passing the tunnel cross-section in the vertical direction and consist of Highly Weathered Granite medium surrounding the tunnel. Mohr-Coulomb constitutive material model has been considered for modelling the Highly Weathered Granite and the shear zone material. Concrete Damage Plasticity (CDP), Johnson-Cook (J-C), Jones-Wilkins-Lee (JWL) equation of state models are used for concrete, steel reinforcement and Trinitrotoluene (TNT) simulation respectively. The Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) method of modelling for TNT explosive and air inside the tunnel has been adopted in this study. The CEL method incorporates the large deformations for which the traditional finite element analysis cannot be used. Shear zone orientations of 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75° and 90°, with respect to the tunnel axis are considered to see their effect. It has been concluded that 60° orientation of shear zone presents the most critical situation.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권1호
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• pp.141-161
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• 2016

In seismic fragility and risk analysis, the definition of structural limit state (LS) capacities is of crucial importance. Traditionally, LS capacities are defined according to design code provisions or using deterministic pushover analysis without considering the inherent randomness of structural parameters. To assess the effects of structural randomness on LS capacities, ten structural parameters that include material strengths and gravity loads are considered as random variables, and a probabilistic pushover method based on a correlation-controlled Latin hypercube sampling technique is used to estimate the uncertainties in LS capacities for four typical reinforced concrete frame buildings. A series of ten LSs are identified from the pushover curves based on the design-code-given thresholds and the available damage-controlled criteria. The obtained LS capacities are further represented by a lognormal model with the median $m_C$ and the dispersion ${\beta}_C$. The results show that structural uncertainties have limited influence on $m_C$ for the LSs other than that near collapse. The commonly used assumption of ${\beta}_C$ between 0.25 and 0.30 overestimates the uncertainties in LS capacities for each individual building, but they are suitable for a building group with moderate damages. A low uncertainty as ${\beta}_C=0.1{\sim}0.15$ is adequate for the LSs associated with slight damages of structures, while a large uncertainty as ${\beta}_C=0.40{\sim}0.45$ is suggested for the LSs near collapse.