• 제목/요약/키워드: energy ductility

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구조실험을 통한 철근콘크리트구조의 내진성능 평가 (Evaluation on Seismic Capacity of reinforced Concrete Structure Based on Structural Testing)

  • 서수연
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.308-318
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    • 2000
  • This paper introduces the acceptance criteria for reinforced concrete moment frames based on structural testing of ACI in preparing and proposes criteria for acceptable limiting drift and energy dissipation ratios of reinforced concrete shear walls for structural testing. Limiting drift and energy dissipation ratios were examined for tests on shear walls having ductile type failures. Test data were analyzed and compared to results for a suggested acceptance criteria that involves a limiting drift that is a function of aspect ratio a limiting energy dissipation ratio that is a function of displacement ductility and damping.

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복합판으로 보강된 철근콘크리트 기둥의 내진성능연구 (Earthquake-Resistant Capacity of RC Columns Retrofitted by Fiber-Steel Composite Plate)

  • 박태만;박성민;홍혁준;강경수;윤정배
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.113-120
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 기둥의 내진성능을 개선하기 위한 연구로서, 섬유-강판이 복합된 보강재를 사용하여 보강기둥의 내력특성을 연구하였다. 이용 가능한 복합판의 보강량을 선정하고, 기존의 탄소섬유와 강판으로 보강한 기둥과 함께 밴드형 보강실험체를 제작하여 일정축력을 받는 기둥에 반복횡하중을 가하여 하중, 변의 및 연성도를 조사하였다. 내진성능의 척도가 되는 변위연성도, 에너지연성도, 누적소산에너지 및 감쇠비를 비교하여 복합판을 사용한 부재의 내력특성을 평가하였다. 연구결과, 복합판을 사용하여 기둥을 보강할 경우에도 다른 보강방법과 같이 양호한 내진성능을 확보할 수 있었다. 또한, 밴드형식으로 보강한 보강실험체의 연성능력은 모두 양호한 편이나, 최대하중 증가를 위해서는 일정량 이상의 보강량이 필요한 것으로 나타났다. 연성도 평가로는 에너지연성도가 변위연성도에 비하여 보강기둥의 연성능력을 잘 나타내었다.

An investigation of seismic parameters of low yield strength steel plate shear walls

  • Soltani, Negin;Abedi, Karim;Poursha, Mehdi;Golabi, Hassan
    • Earthquakes and Structures
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    • 제12권6호
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    • pp.713-723
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    • 2017
  • Steel plate shear walls (SPSWs) are effective lateral systems which have high initial stiffness, appropriate ductility and energy dissipation capability. Recently, steel plate shear walls with low yield point strength (LYP), were introduced and they attracted the attention of designers. Structures with this new system, besides using less steel, are more stable. In the present study, the effects of plates with low yield strength on the seismic design parameters of steel frames with steel plate shear walls are investigated. For this purpose, a variety of this kind of structures with different heights including the 2, 5, 10, 14 and 18-story buildings are designed based on the AISC seismic provisions. The structures are modeled using ANSYS finite element software and subjected to monotonic lateral loading. Parameters such as ductility (${\mu}$), ductility reduction ($R_{\mu}$), over-strength (${\Omega}_0$), displacement amplification ($C_d$) and behavior factor (R) of these structures are evaluated by carrying out the pushover analysis. Analysis results indicate that the ductility, over-strength and behavior factors decrease by increasing the number of stories. Also, the displacement amplification factor decreases by increasing the number of stories. Finally, the results were compared with the suggestions provided in the AISC code for steel plate shear walls. The results indicate that the values for over-strength, behavior and displacement amplification factors of LYP steel plate shear wall systems, are larger than those proposed by the AISC code for typical steel plate shear wall systems.

지반 운동과 구조물 특성에 따른 구조물의 에너지 요구량 (Seismic Energy Demand of Structures Depending on Ground Motion Characteristics and Structural Properties)

  • 최현훈;김진구
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.59-68
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    • 2005
  • 에너지 설계법은 지진에 의해 누적된 손상과 구조물의 이력거동에 의한 영향을 직접적으로 고려할 수 있기 때문에 현행 내진설계 기준보다 더 합리적이다. 그러나 지반운동과 구조물 특성에 따른 에너지 응답에 대한 관련 연구자들의 합의가 아직 도출되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 에너지 요구에 대한 지진하중과 구조물 특성의 영향을 다른 지반조건에서 계측된 100개의 지진기록을 이용하여 평가하고 기존 연구결과와 비교하였다. 해석 결과에 따르면 연성비와 지반조건은 입력에너지에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났다. 입력에너지에 대한 이력에너지비는 연성비, 감쇠비와 강한 지진파의 지속시간에 많은 영향을 받았지만 지반조건에 따른 변화는 작았다.

고강도강 비좌굴 가새의 구조성능 평가 (Structural Performance Evaluation of Buckling-Restrained Braces Made of High-Strength Steels)

  • 박만우;주영규;김명한;김지영;김상대
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.355-364
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    • 2008
  • 비좌굴 가새는 좌굴을 방지하고 인장영역과 압축영역에서 안정적인 이력거동을 나타내기 위하여 개발되었다. 본 연구에서는 비좌굴 가새의 구조적 성능을 평가하고자 부재의 강도와 하중재하방법을 변수로 하여 실험을 수행하였다. 모든 실험체는 강종을 다르게 적용한 심재와 보강재로 구성되었다. 실험 결과에 의하면 고강도강을 심재로 적용시 연성도가 저하되어 AISC의 내진기준에서 제시하는 요구성능을 만족하지 못하였다. 그러나 고강도강을 심재로 적용시 일반강을 심재로 적용한 경우에 비해 최대내력은 상승하여 전체 에너지 소산 측면에서는 유사한 성능을 발휘하였다.

반복하중을 받는 콘크리트충전 강합성 기둥의 연성에 관한 연구 (A Study on the Ductility of Concrete-Filled Composite Columns under Cyclic Loading)

  • 송준엽;권영봉;김성곤
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권6호
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    • pp.11-19
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    • 2001
  • 일정한 축하중과 반복적인 횡하중을 받는 콘크리트충전 강합성 기둥의 내진성능에 관한 실험적인 연구가 수행되었다. 강합성 기둥은 충전콘크리트가 강판의 국부좌굴로 인한 내측방향의 변형을 억제하고, 강판의 콘크리트 측압에 대한 구속효과와 같은 상호작용에 의해서 콘크리트와 강재의 단순누가강도 이상의 강도증진효과를 가지며, 강재 및 콘크리트기둥에 비해 우수한 연성 및 에너지 흡수능력을 나타내었다. 단면분할법을 이용하여 콘크리트충전 강합성 기둥의 비선형 모멘트-곡률 관계를 예측해 보았으며, 이는 실험결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 구조물의 내진설계의 중요한 요소인 강합성 기둥의 연성 및 응답수정계수를 평가해 보았다. 실험결과 강합성 기둥은 효과적인 내진구조 부재로 판단되었다.

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Experimental and analytical assessment of SRF and aramid composites in retrofitting RC columns

  • Dang, Hoang V.;Shin, Myoungsu;Han, Sang Whan;Lee, Kihak
    • Earthquakes and Structures
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    • 제7권5호
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    • pp.797-815
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    • 2014
  • This research aimed to investigate retrofitting methods for damaged RC columns with SRF (Super Reinforced with Flexibility) and aramid composites and their impacts on the seismic responses. In the first stage, two original (undamaged) column specimens, designed to have a flexural- or shear-controlled failure mechanism, were tested under quasi-static lateral cyclic and constant axial loads to failure. Afterwards, the damaged column specimens were retrofitted, utilizing SRF composites and aramid rods for the flexural-controlled specimen and only SRF composites for the shear-controlled specimen. In the second stage, the retrofitted column specimens were tested again under the same conditions as the first stage. The hysteretic responses such as strength, ductility and energy dissipation were discussed and compared to clarify the specific effects of each retrofitting material on the seismic performances. Generally, SRF composites contributed greatly to the ductility of the specimens, especially for the shear-controlled specimen before retrofitting, in which twice the deformation capacity was obtained in the retrofitted specimen. The shear-controlled specimen also experienced a flexural failure mechanism after retrofitting. In addition, aramid rods moderately fortified the specimen in terms of the maximum shear strength. The maximum strength of the aramid-retrofitted specimen was 12% higher than the specimen without aramid rods. In addition, an analytical modeling of the undamaged specimens was conducted using Response-2000 and Zeus Nonlinear in order to further validate the experimental results.

고강도강 비좌굴 가새의 구조성능 평가 (Structural Performance Evaluation of Buckling-Restrained Braces Made of High-Strength Steels)

  • 박만우;주영규;김명한;김지영;김상대
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.33-42
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    • 2008
  • 비좌굴 가새는 좌굴을 방지하고 인장영역과 압축영역에서 안정적인 이력거동을 나타내기 위하여 개발되었다. 본 연구에서는 비좌굴 가새의 구조적 성능을 평가하고자 부재의 강도와 하중재하방법을 변수로 하여 실험을 수행하였다. 모든 실험체는 강종을 다르게 적용한 심재와 보강재로 구성되었다. 실험 결과에 의하면 고강도강을 심재로 적용시 연성도가 구성능을 만족하지 못하였다. 그러나 고강도강을 심재로 적용시 일반강을 심재로 적용한 경우에 비해 최대내력은 상승하여 전체 에너지 소산 측면에서는 유사한 성능을 발휘하였다.

Capacity spectrum method based on inelastic spectra for high viscous damped buildings

  • Bantilas, Kosmas E.;Kavvadias, Ioannis E.;Vasiliadis, Lazaros K.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제13권4호
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    • pp.337-351
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    • 2017
  • In the present study a capacity spectrum method based on constant ductility inelastic spectra to estimate the seismic performance of structures equipped with elastic viscous dampers is presented. As the definition of the structures' effective damping, due to the damping system, is necessary, an alternative method to specify the effective damping ratio ${\xi}eff$ is presented. Moreover, damping reduction factors (B) are introduced to generate high damping elastic demand spectra. Given the elastic spectra for damping ratio ${\xi}eff$, the performance point of the structure can be obtained by relationships that relate the strength demand reduction factor (R) with the ductility demand factor (${\mu}$). As such expressions that link the above quantities, known as R - ${\mu}$ - Τ relationships, for different damping levels are presented. Moreover, corrective factors (Bv) for the pseudo-velocity spectra calculation are reported for different levels of damping and ductility in order to calculate with accuracy the values of the viscous dampers velocities. Finally, to evaluate the results of the proposed method, the whole process is applied to a four-storey reinforced concrete frame structure and to a six-storey steel structure, both equipped with elastic viscous dampers.

고 Mn계 TWIP 강의 미세조직과 기계적 성질 (Microstructure and Mechanical Properties of High Mn TWIP Steels)

  • 정종구;이오연;박영구;김동은;진광근;김성규;송기홍
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.627-633
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    • 2008
  • The austenitic Fe-Mn alloys have received considerable attention as a possible candidate for the automotive structural materials due to their high strength and high formability with high elongation. This research investigates the effect of alloying elements on the phase transformation, deformation behavior and mechanical properties in high Mn steels for the development of a high strength high ductility steel. The mechanical stability of austenitic phases is very important for high ductility and it depends largely on the composition of carbon, manganese and aluminum. The dominant deformation mode shifts from TRIP to TWIP mode as the amount of C, Mn and Al is increased. Especially, even a small amount of Al addition facilitates significantly TWIP deformation due to the increase of stacking fault energy in Fe-Mn alloys, this leads to increase the ductility and also decrease the crack sensitivity.