오늘날 일부 아파트, 빌딩, 공연장 등 대형 건축물이 내진설계 의무 규정이 없던 시절에 완공돼 지진 대비 조치가 전혀 갖춰져 있지 않은 건축물이 많다. 이러한 건축물을 보강하는 공법 중 가장 널리 쓰이는 방법은 강판접착공법이다. 강판접착공법에 대해서는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 보의 구조적 거동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향이나 강성, 파괴양상 등에 미치는 영향들에 대해서는 체계적인 평가가 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 논문은 앵커에 변수들 준 강판 휨 보강을 앵커접합한 철근콘크리트보에 재하실험을 하여 얻은 자료를 통해 앵커접합에 따른 보의 휨 거동을 연구하여 정립하고자 한다.
Experiments were carried out to investigate the seismic behaviors, such as lateral strength, ductility and energy-dissipation capacity. of high-strength concrete (HSC) square short column confined in thin steel shell. The primary objective of the study was to investigate the suitability of using HSC square columns confined in thin steel shell in region of moderate-to-high seismic risk. A total of six columns, consisting of two ordinarily reinforced concrete square short columns and four reinforced concrete square short columns confined in thin steel shell was tested. Column specimens, short columns in a moment resisting frame with girder. were tested under a constant axial and reversed cyclic lateral loads. To design the specimens. transverse reinforcing methods, level of axial load applied, and the steel tube width-thickness ratio (D/t) were chosen as main parameters. Test results were also discussed and compared in the light of improvements in general behaviors, ductility, and energy-absorption capacities. Compared to conventionally reinforced concrete columns, the HSC columns confined in thin steel shell had similar load-displacement hysteretic behavior but exhibited greater energy-dissipation characteristics . It is concluded that, in strong earthquake areas, the transverse reinforcing method by using a thin steel shell (D/t=125) is quite effective to make HSC short columns with very strong and ductile.
Axial compression capacity (Pu) is a significant yet complex parameter of concrete-filled steel tube (CFST) columns. This study offers a novel ensemble tool, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) supervised by equilibrium optimization (EO), for accurately predicting this parameter. Moreover, grey wolf optimization (GWO) and Harris hawk optimizer (HHO) are considered as comparative supervisors. The used data is taken from earlier literature provided by finite element analysis. ANFIS is trained by several population sizes of the EO, GWO, and HHO to detect the best configurations. At a glance, the results showed the competency of such ensembles for learning and reproducing the Pu behavior. In details, respective mean absolute errors along with correlation values of 4.1809% and 0.99564, 10.5947% and 0.98006, and 4.8947% and 0.99462 obtained for the EO-ANFIS, GWO-ANFIS, and HHO-ANFIS, respectively, indicated that the proposed EO-ANFIS can analyze and predict the behavior of CFST columns with the highest accuracy. Considering both time and accuracy, the EO provides the most efficient optimization of ANFIS and can be a nice substitute for experimental approaches.
우리나라의 연평균 지진발생 횟수는 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근경주와 포항에서 규모 5를 초과하는 지진이 발생하여 상수도관의 피해가 다수 보고된 바 있다. 따라서 국내에서도 상수도관의 지진에 대한 대비가 필요 할 것으로 판단된다. 상수도관은 상수도 공급시스템 에 있어 혈관과도 같은 중요한 시설로서 다양한 규격과 재질의 배관으로 구성된다. 그러므로 지진에 의한 상수도관의 손상은 식수공급, 화재진압 등의 문제를 일으키게 되며, 인명 및 재산피해를 유발하게 된다. 하지만 국내에서는 시험 검증 및 경험에 의해 매립상수도관의 내진 성능이 평가된 예를 찾아보기 어렵다. 지진에 의한 상수도관의 손상은 액상화와 단층과 같은 지반의 변위지배적인 거동으로 인하여 발생한다. 지진에 의한 상수도관의 주된 파손은 배관 이음부에 집중되며 특히 직경 200mm 이하 배관이 위험한 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 호칭 150mm의 클램프로 고정된 이음을 가지는 iPVC 매립 상수도관에 대하여 시험적인 접근으로 내진 성능 및 내침하 성능을 평가 하였다.
Soil-reinforced segmental retaining walls(SRW) have been proven to be high earthquake-resistant structure during recent earthquakes in United States and Japan. The mechanicals behavior of the SRWs under seismic loading, however, has not been fully understood. Although the seismic design issues for the civil engineering structures have gained much attention in Korea due to the increase in frequency of earthquake occurrence, the seismic design for the SRWs has not been being implemented. This study has been undertaken with the aim of developing a more rational seismic design/analysis method for soil-reinforced segmental retaining walls. This paper present fundamentals of current seismic design/analysis method and the results of a comparative study between NCMA and FHWA design guidelines, Practical implications of the findings from this study are discussed in great detail.
편심이 있는 구조물이 지진하중을 받는 경우 비틀림의 발생으로 특정부재에 응력 및 변위가 집중되고 이는 전혀 예상치 못한 구조물의 파괴를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 각 횡저항 부재의 한계 변위를 기반으로 하여 구조물 전체의 횡변위와 비틀림각의 관계도(D-R Relationship: Displacement-Rotation Relationship)를 작성하고 변위스펙트럼을 이용하여 내진성능평가를 수행하는 방법을 제안한다. 제안된 내진성능평가의 방법은 시간이력해석의 결과를 이용해서 검증하였다. 또한 다양한 지진수준에 대해 구조물의 다른 성능수준을 기준으로 하는 다단계 내진성능평가를 수행하였다. 최종적으로 그 결과를 기준으로 D-R 관계도를 이용한 내진보강 전략을 제시하였다. 내진보강은 각 부재의 강도/강성을 증가시키는 방법과 연성도를 증가시키는 두 가지의 방법을 사용하였다. 특히 강도/강성을 증가시키는 내진보강 전략에서는 보강의 최적화를 위하여 보강전략을 최적화 문제로 구성하고 BFGS Quasi-Newton method를 이용하여 최적보강전략을 수립하는 과정을 제시하였다.
본 연구에서는 고강도철근콘크리트 보-기둥 접합부의 고성능화 기술 즉 콘크리트의 고강도화, 접합부 영역의 손상을 최소화하고 보의 소성힌지를 보의 내측으로 완전히 이동함과 동시에 내진성능을 향상시키는 고성능 설계상세 기술 및 고인성섬유 복합모르타르을 도입한 시험체를 제작하고 실험을 수행하여 이력거동을 평가하였다. ${\blacksquare}$ 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 내진성능을 향상시키고, 보-기둥 접합면에 인접하여 발생하는 소성힌지를 보의 내측으로 이동시킬 목적으로 새로운 접합부 설계상세를 도입한 정착형 중간철근(1.5d)과 이중폐쇄스터럽 보강 시험체(HJCI)는 소성힌지의 이동은 물론 내진성능이 현저히 개선 되었다. ${\blacksquare}$ 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 철근배근 및 콘크리트 밀실타설의 문제점을 해소하고 기둥의 띠철근 및 보의 스터럽을 고인성섬유 복합모르타르(HDFRM)로 대체한 실험체 (HJRP)의 경우 안정적인 이력거동, 충분한 내력확보 및 만족스런 파괴형태를 나타내었다.
본 연구는 현재 내진 구조 분야에서 압축부재로 사용되고 있는 폴리우레탄의 한계를 극복하기 위해 폴리케톤이라는 신소재 제안을 목적으로 한다. 기존 폴리우레탄은 우수한 탄성 특성을 지녔음에도 불구하고 구조물에 발생하는 변위를 회복하기에는 부족한 경향이 있다. 반면, 폴리케톤은 뛰어난 강도 성능을 보유함과 동시에 친환경 소재로 주목받고 있다. 이러한 장점을 가진 폴리케톤의 압축특성 평가를 위하여 기존에 사용되고 있던 폴리우레탄과의 비교실험을 진행하고자 한다. 단순압축실험과 반복 하중 조건에서의 실험 속도 변화를 통해 폴리케톤의 속도 의존성을 파악하고, 추가적으로 선행압축을 적용하여 압축거동 특성을 확인하였다. 폴리케톤은 폴리우레탄에 비하여 약 10배가량 높은 압축강도를 나타내었으며 비교적 작은 변위에서는 14배가량 높은 변형 회복능력으로 폴리케톤의 우수한 회복특성을 입증하였다.
Kim, Seung-Hun;Lee, Ae-Bock;Han, Byung-Chan;Ha, Sang-Su;Yun, Hyun-Do
Structural Engineering and Mechanics
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제18권4호
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pp.493-516
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2004
This paper addresses the behavior and strength of structural walls with a concrete compressive strength exceeding 69 MPa. This information also enhances the current database for improvement of design recommendations. The objectives of this investigation are to study the effect of axial-load ratio on seismic behavior of high-strength concrete flexural walls. An analysis has been carried out in order to assess the contribution of deformation components, i.e., flexural, diagonal shear, and sliding shear on total displacement. The results from the analysis are then utilized to evaluate the prevailing inelastic deformation mode in each of wall. Moment-curvature characteristics, ductility and damage index are quantified and discussed in relation with axial stress levels. Experimental results show that axial-load ratio have a significant effect on the flexural strength, failure mode, deformation characteristics and ductility of high-strength concrete structural walls.
지진가속도에 의한 부재의 지진거동 특성은 실험적인 방법 또는 등가의 정적실험으로부터 추정되어 온 것이 대부분이다 본 연구에서는 지진가속도에 의한 철근콘크리트 전단벽체의 지진응답 및 파괴거동 특성을 유한요소법을 사용한 해석적인 기법에 의해서 예측하였다 콘크리트 부재에서 균열은 필연적으로 발생하게 되며 이로 인한 부재의 강도 및 강성의 감소 철근의 항복 및 하중의 반복성으로 인한 균열의 개폐등이 수반된다 본 연구에서는 이와 같은 콘크리트와 철근의 비선형 특성을 고려한 이축응력상태에 대한 재료모델과 동적해석 알고리즘을 범용 수치해석기법인 유한요소법을 사용하여 해석프로그램으로 구현하였다 지진가속도를 받는 전단벽을 대상으로 지진응답 및 파괴거동등을 본 연구의 해석적인 방법으로 예측하였으며 그 결과를 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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