• Title/Summary/Keyword: ductile shear deformation

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옥천대에 대한 고자기 연구:충주-수안보 일원 황강리층의 변형과 대자율 비등방성(AMS) (Palaeomagnetism of the Okchon Belt, Korea : Anisotropy of Magnetic Susceptibility (AMS) and Deformation of the Hwanggangri Formation in Chumgju-Suanbo Area)

  • 손문;김인수;강희철
    • 자원환경지질
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    • 제34권1호
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    • pp.133-146
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    • 2001
  • 옥천대 중부 충주-수안보 일원에 분포하는 황강리층을 대상으로 대자율 비등방성을 측정하고 야외 지질구조 자료들을 수입하였다. 그 결과, 연구지역의 북동부와 남서부 지역은 변성과 변형사가 서로 달랐음이 드러났다. 황강리층에는 야외에서 구별되는 두 종류의 벽개, 즉 점판벽개($S_1$)와 파랑벽개($S_2$)가 발달하고 있으나 $S_1$면은 연구지역의 북동부에서 뚜렷이 관찰되는 반면, 남서부에서는 $S_2$면의 발달이 절대적으로 우세하다. 등온잔류자기 강도, 제적 총 대자율 그리고 비등방성의 정도는 모두 남서부에 비해 북동부 지역에서 훨씬 높은 값을 보이고 있으며 남서쪽으로 갈수록 이들 값들이 현저히 감소하여 남서부 지역에 이르러서는 일관되게 매우 낮은 값을 보여준다. 또한, 대자율 비등방체의 형태도 북동부 지역에서 자기적 엽리구조가 우세하며 남서쪽으로 갈수록 선구조 영역으로 점진적으로 변화되어 남서부 지역에 이르러서는 일관되게 구에 가까운 형태를 이룬다. 이러한 사실들은 모두 북동부에 비해 남서부에서 보다 강한 후기 변성과 변형이 있었음을 지시하는 것이다. 한편, 북동부 지역에서 얻어진 대자율 비등방 타원체의 주축들($k_1$, $k_2$, $k_3$)의 분포 양상을 근거하면, 연구지역 황강리층은 세 번의 변형사건($D_1$, $D_2$, $D_3$)을 겪은 것으로 해석된다. 북서-남동방향의 압축력에 의해서 북동-남서방향의 $S_1$면이 형성되고 이 엽리면을 따라 순수 전단작용이 발생하여 황강리층을 편평화시킨 동축 변형사건($D_1$)이 제일 먼저 있었으며, 이후 $S_2$면을 따라 북서향의 충상단층과 좌수향의 연성 혹은 준 연성의 단순 전단작용이 일어나 기존의 변형타원체의 주축들이 차별적으로 회전되는 비동축 변형사건($D_2$)이 있었고, 마지막으로는 북동방향의 수평축을 가진 요굴습곡을 형성시킨 변형사건($D_3$)이 있었다. 남서부 지역에서는 비등방 타원체의 모든 주축들이 분산되어 있으며 야외에서 $S_2$면이 우세하게 관찰되고 북동부에 비해 IRM강도, 체적 총대자율 그리고 대자율 비등방성 정도 등이 한결같이 매우 낮다. 이러한 점들은 북동부에 비해 강한 후기 변형 혹은 변성 과정에서 자성광물의 배열이 분산되었거나 강한 $D_2$변형으로 $D_1$변형타원체가 중첩되어 역변형된 결과이거나 혹은 이 두가지가 복합된 결과로 해석된다.

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철근콘크리트 원형 교각의 횡방향철근 변형률과 항복이후 콘크리트 전단저항 저감 (The Strain of Transverse Steel and Concrete Shear Resistance Degradation after Yielding of Reinforced Concrete Circular Pier)

  • 고성현
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.147-157
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    • 2018
  • 철근콘크리트 교량에 대한 대부분의 내진설계기준들은 전체 교량 시스템의 붕괴를 방지하기 위한 성능보장설계를 암시적 또는 명시적으로 적용하고 있다. 이러한 개념 및 규정들을 명시하는 이유는 교량 전체 시스템에 설계지진하중이 작용하는 동안 철근콘크리트 교각들이 완전한 소성회전성능을 발휘할 때까지 구조적인 다른 구성요소들의 취성적인 파괴를 방지하기 위함이다. 이를 위해 철근콘크리트 교량에 대한 내진설계기준들에서는 취성적인 전단파괴를 피하도록 규정하고 있다. 성능보장의 중요한 요소 중의 하나가 교각의 연성거동을 보장하기 위한 전단강도가 충분히 확보되어야 하고 신뢰할 수 있어야 한다. 실험체 8개에 대하여 실험을 수행하였으며 모든 실험체에서 변위비 1.5%에서 다수의 휨-전단 균열이 발생되었고 최종단계까지 균열폭이 증가되었고 균열이 진전되었다. 휨-전단 균열의 각도는 부재 축과 $42^{\circ}{\sim}48^{\circ}$의 범위로 계측되었다. 본 연구에서는 실험에서 계측된 횡방향철근이 부담하는 전단강도에 대한 분석을 중심으로 하였다. 횡방향철근이 부담하는 전단강도, 축력 작용에 의한 전단강도, 콘크리트에 의한 전단강도 등 3요소에 대해 분석하였고 비교하였다. 실험체들의 콘크리트 응력은 도로 교설계기준의 응력한계를 초과하였다.

Comparison of monotonic and cyclic pushover analyses for the near-collapse point on a mid-rise reinforced concrete framed building

  • GUNES, Necmettin
    • Earthquakes and Structures
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    • 제19권3호
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    • pp.189-196
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    • 2020
  • The near-collapse performance limit is defined as the deformation at the 20% drop of maximum base shear in the decreasing region of the pushover curve for ductile framed buildings. Although monotonic pushover analysis is preferred due to the simple application procedure, this analysis gives rise to overestimated results by neglecting the cumulative damage effects. In the present study, the acceptabilities of monotonic and cyclic pushover analysis results for the near-collapse performance limit state are determined by comparing with Incremental Dynamic Analysis (IDA) results for a 5-story Reinforced Concrete framed building. IDA is performed to obtain the collapse point, and the near-collapse drift ratios for monotonic and cyclic pushover analysis methods are obtained separately. These two alternative drift ratios are compared with the collapse drift ratio. The correlations of the maximum tensile and compression strain at the base columns and beam plastic rotations with interstory drift ratios are acquired using the nonlinear time history analysis results by the simple linear regression analyses. It is seen that these parameters are highly correlated with the interstory drift ratios, and the results reveal that the near-collapse point acquired by monotonic pushover analysis causes unacceptably high tensile and compression strains at the base columns, as well as large plastic rotations at the beams. However, it is shown that the results of cyclic pushover analysis are acceptable for the near-collapse performance limit state.

구조시스템에 따른 케이블 돔의 정적 불안정거동 특성에 관한 연구 (A Study of Static Unstable Behavioral Characteristics of Cable Dome Structures according to the Structural System)

  • 조인기;김형석;김승덕;강문명
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국공간정보시스템학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집 제1권1호(통권1호)
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    • pp.131-138
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    • 2004
  • The cable structure is a kind of ductile structural system using the tension cable and compression column as a main element. From mechanical characteristics of the structural material, it is profitable to be subjected to the axial forces than bending moment or shear forces. And we haweto consider the local buckling when it is subjected to compression forces, but tension member can be used until the failure strength. So we can say that the tension member is the most excellent structural member. Cable dome structures are made up of only the tension cable and compression column considering these mechanical efficiency and a kind of structural system. In this system, the compression members are connected by using tension members, not connected directly each other. Also, this system is lightweight and easy to construct. But, the cable dome structural system has a danger of global buckling as external load increases. That is, as the axisymmetric structure is subjected to the axisymmetric load, the unsymmetric deformation mode is happened at some critical point and the capacity of the structure is rapidly lowered by this reason. This phenomenon Is the bifurcation and we have to reflect this in the design process of the large space structures. In this study, We investigated the nonlinear unstable phenomenon of the Geiger, Zetlin and Flower-type cable dome.

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FRP versus traditional strengthening on a typical mid-rise Turkish RC building

  • Smyrou, Eleni
    • Earthquakes and Structures
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    • 제9권5호
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    • pp.1069-1089
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    • 2015
  • This paper investigates the limits and efficacies of the Fiber Reinforced Polymer (FRP) material for strengthening mid-rise RC buildings against seismic actions. Turkey, the region of the highest seismic risk in Europe, is chosen as the case-study country, the building stock of which consists in its vast majority of mid-rise RC residential and/or commercial buildings. Strengthening with traditional methods is usually applied in most projects, as ordinary construction materials and no specialized workmanship are required. However, in cases of tight time constraints, architectural limitations, durability issues or higher demand for ductile performance, FRP material is often opted for since the most recent Turkish Earthquake Code allows engineers to employ this advanced-technology product to overcome issues of inadequate ductility or shear capacity of existing RC buildings. The paper compares strengthening of a characteristically typical mid-rise Turkish RC building by two methods, i.e., traditional column jacketing and FRP strengthening, evaluating their effectiveness with respect to the requirements of the Turkish Earthquake Code. The effect of FRP confinement is explicitly taken into account in the numerical model, unlike the common procedure followed according to which the demand on un-strengthened members is established and then mere section analyses are employed to meet the additional demands.

베이나이트 함유 비조질강의 충격인성 및 파괴거동 (Impact Toughness and Fracture Behavior in Non-Heat Treating Steels Containing Bainite)

  • 조기섭;권훈
    • 열처리공학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.161-167
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    • 2019
  • Impact toughness and fracture behavior were studied in five kinds of non-heat treating steels containing bainite; standard(0.25C-1.5Mn-0.5Cr-0.2Mo-0.15V), high V(0.3V), Ni(0.5Mn-2Ni), W(0.4W instead of Mo), and high C-Ni(0.35C-0.5Mn-2Ni) steels. The good hardness and impact toughness balance was exhibited in the $1100^{\circ}C$-rolled condition, while the impact toughness was deteriorated due to coarse grained microstructure in the $1200^{\circ}C$-rolled condition. The impact toughness decreased with increasing the hardness in all steels studied. The fracture behavior was also basically identical, that is, the fracture area was divided into 3 zones; shear and fibrous zone, fracture transition zone with ductile dimples and cleavage cracks, where the cracks initiate and grow to critical size, unstable cleavage fracture propagation zone. The energy absorbed for the critical crack formation through the plastic deformation inside the plastic zone in front of the notch root contributed to a mostly significant portion of the total impact energy.

고인성 시멘트 복합재를 활용한 플랫플레이트 구조의 슬래브-기둥 접합부 구조성능 연구 (A Study on the Structural Performance of Slab-column Joint at Flat Plate Structure Using ECC)

  • 최광호;박병천;최성우;류득현
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.209-216
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    • 2017
  • 플랫플레이트 구조설계 시 중요한 고려사항 중 하나는 슬래브-기둥 접합부가 축하중에 의한 뚫림전단에 대한 저항성과 지진 발생 시 건물전체의 수평변형에 추종할 수 있는 연성능력을 확보하는 것이다. 이 연구에서는 플랫플레이트 구조형식의 슬래브-기둥 접합부를 대상으로 연성 증진을 위해 ECC를 접합부 뚫림전단의 위험단면 구역에 타설하고, 이 구역 주변 전단보강 구역에는 스터드의 설치와 강섬유 콘크리트를 사용한 상세를 개발하였으며, 이를 적용한 실험체에 대해 슬래브-기둥 접합부의 전단성능 실험을 수행하였다. 실험변수는 ECC에 혼입한 섬유 종류, 전단보강 구역의 스터드 설치와 강섬유 콘크리트 타설 여부였으며, 실험체의 파괴양상, 접합부 내력 및 변위와 변형률을 비교분석하였다. 실험 결과 슬래브-기둥 접합부에 ECC를 적용한 실험체의 내력과 연성이 그렇지 않은 실험체보다 우수하게 나타났으며, 전단보강 구역에서는 스터드의 전단보강 효과와 강섬유 콘크리트의 연성개선 효과를 확인할 수 있었다.

Reinforcement layout design for deep beam based on BESO of multi-level reinforcement diameter under discrete model

  • Zhang, Hu-zhi;Luo, Peng;Yuan, Jian;Huang, Yao-sen;Liu, Jia-dong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제84권4호
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    • pp.547-560
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    • 2022
  • By presetting various reinforcement diameters in topology optimization with the discrete model finite element analysis, an algorithm of bidirectional evolutionary structural optimization of multi-level reinforcement diameter is presented to obtain the optimal reinforcement topologies which describe the degree of stress of different parts. The results of a comparative study on different reinforcement feasible domain demonstrate that the more angle types of reinforcement are arranged in the initial domain, the higher utilization rate of reinforcement of the optimal topology becomes. According to the nonlinear finite element analysis of some deep beam examples, the ones designed with the optimization results have a certain advantage in ultimate bearing capacity, although their failure modes are greatly affected by the reinforcement feasible domain. Furthermore, the bearing capacity can be improved when constructional reinforcements are added in the subsequent design. However the adding would change the relative magnitude of the bearing capacity between the normal and inclined section, or the relative magnitude between the flexural and shear capacity within the inclined section, which affects the failure modes of components. Meanwhile, the adding would reduce the deformation capacity of the components as well. It is suggested that the inclined reinforcement and the constructional reinforcement should be added properly to ensure a desired ductile failure mode for components.

봉화군 상운면지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조 해석 (Structural Analysis of the North Sobaegsan Massif in the Sangun-myeon area, Bonghwa-gun, Korea)

  • 강지훈;김형식
    • 암석학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.254-270
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    • 2000
  • 예천전단대가 통과하고 북동-남서 방향의 구조선과 동처 방향의 구조선이 발달하고 있는 경북 봉화군 상운면지역에서 북부 소백산육괴의 지질구조를 규명하기 위해 이 지역의 주 구성암류인 선캠브리아기 원남층과 중생대 각섬석 화강암에 대한 암석구조를 연구하였다. 이 지역의 지질구조는 원남층의 편마면 내지 편리면이 형성된 이후 적어도 네 번의 변형단계(예천전단대 형성과 관련된 D2 연성전단변형 이전에 한 번의 변형작용과 이후에 적어도 두 번의 변형작용)를 걸쳐 형성되었다. 북동-남서 방향의 구조선과 동서 방향의 구조선은 하나의 거대한 완사 내지 개방형 F4 습곡작용에 의해 형성되었으며, D4 변형 이전에 이들 구조선은 F4 습곡축부의 방향과 평행한 동북동서남서 방향이었던 것으로 해석된다. D4 변형 이전의 각 변형단계 별 구조적 특성 및 상대적인 발생시기는 다음과 같다: Dl 변형-준 수평적인 습곡축과 고각으로 경사하는 습곡축면을 갖는 동북동 방향의 등사습곡과 부딩구조 형성기; D2 변형-북쪽으로 경사하는 원남층의 우세한 엽리면의 상부가 동북동쪽으로 이동하는 대규모의 우수 주향 이동성의 연성전단운동에 의한 압쇄구조면과 신장선구조 그리고 Z자형 비대칭 습곡형성기(중생대 각섬석 화강암이 관입된 이후); D3 변형-원남층의 우세한 엽리면의 상부가 경사 방향(북북서 방향)으로 떨어지는 정전단운동에 의한 준 수령적인 습곡축과 습곡축면을 갖는 동북동 방향의 S자형 비대칭 습곡 형성기. 이러한 연구결과는 신동-봉화 연결선을 경계로 지구조선의 방위가 북동-남서 방향에서 동-서 방향으로 전환되는 북부 소백산육괴와 옥천대 북동부의 지구조 발달과정을 해석하는데 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

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단양 천동리 지역 옥천대/영남육괴의접촌관계와 소위 화강암질 편마암의 Pb-Pb 연대 (Nature of contact between the Ogcheon belt and Yeongnam massif and the Pb-Pb age of granitic gneiss in Cheondong-ri, Danyang)

  • 권성택;이진한;박계헌;전은영
    • 암석학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.144-152
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    • 1995
  • 단양에서 동남동으로 약 6km 떨어진 천동리 지역에는 조선누층군의 최하부층인 장신규암과 영남육괴의 선캠브리아기로 추측되어온 엽리상 화강암(소위 화강암질 편마암)이 직접 접하고 있다. 이들의 관계는 전통적으로 장산규암이 엽리상 화강암을부정합으로 피복한 것으로 생각되었다. 그러나, 장판 규암의 하부에 관찰되는 소위 기저역암은 주로 규암으로 엽리상 화강암의 역을 전혀 가지고 있지 않아 두 암석 단위의 경계를 부정합으로 보기는 힘들다. 반면, 이지연의 최근 구조지질학적 연구는 이 경계가 여성전단운동에 의한 단층접촉임을 보이고 있다. 그러나, 이 전단대의 전단감각과 운동시기에 대해서는 아직 분명하지 않다. 우리는 옥동 단층의 일부인 천동리 지역 반취성전단대(semi-brittle shear zone)에서 나타나는 엽리상 패쇄암(foliated cataclasite)과 천매압쇄암(phyllonite)의 중구조 및 미구조 관찰하였는데, 이들은 북서측의 장산규암층이 남동측의 엽리상 화강암에 대해서 북동측으로 이동한 전단감각(top-to-the-northeast shearing)을 나타낸다(즉, 우수 주향이동), 전단운동의 시기를 제한하는 한 방법으로, 전통적으로 선캠브리아기루 추정되나 그 관입시기가 확인되지 않는 엽리상 화강암에 대하여 Pb-Pb 연대측정을 시도하였다. 즉, 구조운동을 받은 화강암체의 관입시기는 구조운동 시기으 l상한을 지시할 수 있기 때문이다. 엽리상 화강암의 전암 및 장석과 포획암의 전암에 대한 Pb 동위원소 자료는 $^{207}Pb/^{204}Pb-^{206}Pb/^{204}Pb$ 그림에서 $2.16{\pm}0.15$ Ga ($2{\sigma}$;MSWD=4.4)의 연대를 정의한다. 이 연대는 엽리상 화강암의 관입시기로 해석되는데, 보고된 영남육괴의 화성활동 시기와 잘 일치한다. 이 원생대 초기의 관입시기는 전통적인 생각기 옭음을 확인해 주며 전단운동의 시기를 알기위해서는다른 방법이 시도되어야 함을 지시한다.

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