• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.40-47
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• 2022

이 연구의 목적은 철근콘크리트 벽체의 내력, 변형 및 균열진전에 대한 개구부 모서리의 사인장 균열 제어를 위한 다양한 보강방법들이 효율성을 평가하는 것이다. 개구부 모서리의 사인장 균열제어 보강방법으로서 이 연구에서 제안한 균열제어 띠, 기존의 경사보강근 배근방법, 그리고 응력분산곡면판을 선택하였다. 균열제어 띠에서는 균열치유 기능성이 부여된 것도 함께 고려하였다. 개구부 주위의 체적변화 및 균열 폭 진전을 평가하기 위하여 개구부 모서리에서 사인장 균열 유도를 위한 축소 벽체 실험을 수행하였다. 실험결과 균열제어 띠는 경사보강근 및 응력분산곡면판에 비해 개구부 주위의 체적변화 감소 및 개구부 모서리 균열 폭 제어에 효율적이었다. 균열 치유 기능이 포함된 균열제어 띠는 사전 실험에서 발생한 균열들을 치유하면서 축소 벽체의 내력 향상 및 균열 폭 감소에 가장 좋은 성능을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제80권6호
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• pp.645-655
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• 2021

Performance-based reliability analysis is a practical approach to investigate the seismic performance and stochastic nonlinear response of structures considering a random process. This is significant due to the uncertainties involved in every aspect of the analysis. Therefore, the present study aims to evaluate the performance-based reliability within a stochastic finite element (FE) framework for reinforced concrete (RC) shear walls that are considered as one of the most essential elements of structures. To accomplish this purpose, deterministic FE analyses are conducted for both squat and slender shear walls to validate numerical models through experimental results. The presented numerical analysis is performed by using the ABAQUS FE program. Afterwards, a random-effects investigation is carried out to consider the influence of different random variables on the lateral load-top displacement behavior of RC members. Using these results and through utilizing the Monte-Carlo simulation method, stochastic nonlinear analyses are also performed to generate random FE models based on input parameters and their probabilistic distributions. In order to evaluate the reliability of RC walls, failure probabilities and corresponding reliability indices are calculated at life safety and collapse prevention levels of performance as suggested by FEMA 356. Moreover, based on reliability indices, capacity reduction factors are determined subjected to shear for all specimens that are designed according to the ACI 318 Building Code. Obtained results show that the lateral load and the compressive strength of concrete have the highest effects on load-displacement responses compared to those of other random variables. It is also found that the probability of shear failure for the squat wall is slightly lower than that for slender walls. This implies that 𝛽 values are higher in a non-ductile mode of failure. Besides, the reliability of both squat and slender shear walls does not change significantly in the case of varying capacity reduction factors.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.411-419
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• 2022

본 연구에서는 탄소나노튜브를 혼입한 경량·고강도 시멘트 독합체의 유해성을 평가하기 위해 급성경구독성시험 및 급성경피 독성시험을 실시하고, 이를 재령 28일 압축강도 50 MPa 수준의 탄소나노튜브를 혼입하지 않은 일반 콘크리트의 유해성과 비교하였다. 일반 콘크리트 및 탄소나노튜브를 혼입한 경량·고강도 시멘트 복합체 모두 급성경구독성시험결과 GHS category 5인 것으로 조사되었다. 또한, 모든 시편에서 급성경피독성시험에서 독성증상은 관찰되지 않았으며, GHS category 5/미분류(unclassified)에 해당하는 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권2호
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• pp.179-195
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• 2023

The performance of reinforced concrete (RC) beam specimens strengthened using a newly proposed Side Near Surface Mounted (S-NSM) technology was investigated experimentally in this work. In addition, analytical and nonlinear finite element (FE) modeling was exploited to forecast the performance of RC members reinforced with S-NSM utilizing steel bars. Five (one control and four strengthened) RC beams were evaluated for flexural performance under static loading conditions employing four-point bending loads. Experimental variables comprise different S-NSM reinforcement ratios. The constitutive models were applied for simulating the non-linear material characteristics of used concrete, major, and strengthening reinforcements. The failure load and mode, yield and ultimate strengths, deflection, strain, cracking behavior as well as ductility of the beams were evaluated and discussed. To cope with the flexural behavior of the tested beams, a 3D non-linear FE model was simulated. In parametric investigations, the influence of S-NSM reinforcement, the efficacy of the S-NSM procedure, and the structural response ductility are examined. The experimental, numerical, and analytical outcomes show good agreement. The results revealed a significant increase in yield and ultimate strengths as well as improved failure modes.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권3호
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• pp.295-307
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• 2022

The objective of this research is to study experimentally the behavior of stiffened steel tubes (CFSTs). Considered parameters are stiffening methods by through-bolts or shear connectors with different configurations. In addition, the effect of global (ratio between length to diameter) and local (proportion between diameter to thickness) slenderness ratios are investigated. Load application either applied on steel only or both steel and concrete is studied as well. Case of loading on steel only happens when concrete inside the column shrinks. The purpose of the research is to improve the behavior of CFSTs by load transfer between them and different stiffening methods. A parametric experimental study that incorporates thirty-three specimens is carried out to highlight the impact of those parameters. Different outputs are recorded for every specimen such as load capacities, vertical deflections, longitudinal strains, and hoop strains. Two modes of failure occur, yielding and global buckling. Shear connectors and through-bolts improve the ultimate load by up to 5% for sections loaded at steel with different studied global slenderness and local slenderness equal 63.5. Meanwhile, shear connectors or through bolts increase the ultimate load by up to 6% for global slenderness up to 15.75 for sections loaded on composite with local slenderness equals 63.50. Recommendations for future design code development are outlined.

• Advances in concrete construction
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• 제14권5호
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• pp.317-330
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• 2022

This paper investigated computationally and experimentally the interaction here between a notch as well as a micropore under uniaxial compression. Brazilian tensile strength, uniaxial tensile strength, as well as biaxial tensile strength are used to calibrate PFC2d at first. Then, uniaxial compression test was conducted which they included internal notch and micro pore. Experimental and numerical building of 9 models including notch and micro pore were conducted. Model dimensions of models are 10 cm × 10 cm × 5 cm. Joint length was 2 cm. Joints angles were 30°, 45° and 60°. The position of micro pore for all joint angles was 2cm upper than top of the joint, 2 cm upper than middle of joint and 2 cm upper than the joint lower tip, discreetly. The numerical model's dimensions were 5.4 cm × 10.8 cm. The fractures were 2 cm in length and had angularities of 30, 45, and 60 degrees. The pore had a diameter of 1 cm and was located at the top of the notch, 2 cm above the top, 2 cm above the middle, and 2 cm above the bottom tip of the joint. The uniaxial compression strength of the model material was 10 MPa. The local damping ratio was 0.7. At 0.016 mm per second, it loaded. The results show that failure pattern affects uniaxial compressive strength whereas notch orientation and pore condition impact failure pattern. From the notch tips, a two-wing fracture spreads almost parallel to the usual load until it unites with the sample edge. Additionally, two wing fractures start at the hole. Both of these cracks join the sample edge and one of them joins the notch. The number of wing cracks increased as the joint angle rose. There aren't many AE effects in the early phases of loading, but they quickly build up until the applied stress reaches its maximum. Each stress decrease was also followed by several AE effects. By raising the joint angularities from 30° to 60°, uniaxial strength was reduced. The failure strengths in both the numerical simulation and the actual test are quite similar.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.239-244
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• 2022

본 연구는 현장조사 및 실내시험을 바탕으로 궤도형식별 열화에 영향을 미치는 핵심매개변수를 도출하였다. 기존 궤도 열화모델은 자갈궤도에 국한된 모델로서 콘크리트궤도의 열화평가는 연구된 것이 없는 실정이다. 본 연구에서는 운행선 궤도형식별 다양한 궤도구조의 특성이 반영된 열화요인을 도출하고자 궤도구성품의 성능수준 및 상태평가를 위한 실내시험을 수행하였다. 또한 궤도유지관리 이력데이터에 대한 분석을 통해 궤도열화 및 유지관리에 영향을 미치는 매개변수를 도출하였다. 현장조사, 궤도유지관리 이력데이터 분석 및 현장시료를 이용한 궤도구성품의 성능시험을 통해 궤도성능기반의 궤도열화 매개변수는 궤도침하 및 궤도지지강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 도상자갈과 방진패드인 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.747-756
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• 2008

본 논문에서는 전달길이에 영향을 미치는 인자에 따라 프리텐션 부재가 받는 동적 충격에 의한 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 위해 긴장재의 직경, 콘크리트의 피복 두께, 구속 철근과 비부착 구간의 유무, 긴장력 도입 방식을 변수로 한 10개의 프리텐션 콘크리트 부재를 제작하고, 긴장재에 부착한 전기 저항식 변형률 게이지를 통하여 부재에 긴장력 도입 시 변형률 변화를 동적으로 측정하였다. 실험 결과, 순간 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 절단단부에서 큰 동적 효과가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 변형률 변화량으로 각 부재의 긴장력을 비교한 결과, 각 인자에 따라 차이가 존재하는 것을 확인했다. 직경 15.2 mm 강선보다 12.7 mm 강선의 잔류 긴장력 비율이 더 컸으며, 75 mm의 콘크리트 피복 두께만으로도 충분한 구속 효과를 기대할 수 있는 것으로 판단된다. 구속 철근의 영향은 미미했고, 비부착 구간의 영향으로 잔류 긴장력이 향상되었다. 순간 전달 방식보다 지연 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 긴장력 손실이 적은 것으로 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.51-60
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• 2010

최근 새로운 형태의 폴리올레핀 섬유에 대하여 성능향상 개발이 이루어지고 있으며, 기존 섬유와 혼입하여 사용하거나 폴리올레핀 섬유만을 사용한 콘크리트 특성에 대하여 연구와 검증이 필요하다. 본 연구의 목적은 강섬유와 폴리올레핀 섬유를 사용한 콘크리트의 휨 인성 및 휨 인장강도에 대한 성능을 확인하기 위하여 324개의 보 시편을 제작하고, KS F2566과 ASTM C 1399-02규격에서 제시한 4점 휨 실험을 수행하여 휨 인성지수, 등가 휨 인장강도, 평균잔류강도를 분석하였다. 실험결과, 섬유 혼입률, 섬유 형상비에 대한 휨 인성 및 인장강도에 대한 효과가 확인되었으며, 강섬유와 폴리올레핀의 최적의 혼입비율을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3D호
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• pp.271-278
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• 2010

반강성 포장은 공극률이 큰 개립도 아스팔트 혼합물의 공극에 시멘트 페이스트를 침투시켜 아스팔트 포장의 연성과 콘크리트 포장의 강성을 동시에 이용하는 포장형식이다. 반강성 포장은 콘크리트 포장에 비해 평탄성이 좋고 주행에 의한 진동이나 소음을 저감할 수 있으며, 아스팔트 포장에 비해 소성변형이 적고 온도저감 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 반강성 덧씌우기 포장을 시험시공하여 반강성 포장의 온도저감 효과를 조사하였고 시편을 제작하여 옥외에서 온도 및 중량을 측정하여 반강성 포장의 온도저감 및 보수 효과를 확인하였다. 상용 3차원 유한요소해석 프로그램인 Abaqus 6.8로 반강성 포장과 아스팔트 포장을 구조해석하여 하중재하 위치에서의 수평 및 연직방향 응력과 변형률을 비교하고 다층탄성해석 프로그램 Bisar 3.0으로 검증하였다. 구조해석 결과를 바탕으로 피로균열을 예측하여 반강성 포장과 아스팔트 포장의 공용성을 비교하였다.