• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제10권2호
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• pp.221-236
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• 2016

The aim of this paper is to investigate the compressive behavior and characteristics of amorphous metallic fiber-reinforced concrete (AMFRC). Compressive tests were carried out for two primary parameters: fiber volume fractions ($V_f$) of 0, 0.3, 0.6 and 0.8 %; and design compressive strengths of 27, 35, and 50 MPa at the age of 28 days. Test results indicated that the addition of amorphous metallic fibers in concrete mixture enhances the toughness, strain corresponding to peak stress, and Poisson's ratio at high stress level, while the compressive strength at the 28-th day is less affected and the modulus of elasticity is reduced. Based on the experimental results, prediction equations were proposed for the modulus of elasticity and strain at peak stress as functions of fiber volume fraction and concrete compressive strength. In addition, an analytical model representing the entire stress-strain relationship of AMFRC in compression was proposed and validated with test results for each concrete mix. The comparison showed that the proposed modeling approach can properly simulate the entire stress-strain relationship of AMFRC as well as the primary mechanical properties in compression including the modulus of elasticity and strain at peak stress.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권4호
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• pp.375-382
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• 2000

Experimental investigation into the cyclic behaviour of sand plast brick masonry was performed on forty two square panels. The panels were subjected to cyclic uniaxial compression for two cases of loading: normal to bed joint and parallel to bed joint. Experimental data were used to plot the unloading-reloading curves for the entire range of the stress-strain curve. Mathematical expressions to predict the reloading and unloading stress-strain curves at various values of residual strain are proposed. A simple parabola and an exponential type formula are found adequate to model the unloading and reloading curves respectively. The models account for the potential effects of residual strain on these curves. Comparison of test results with the proposed mathematical expression shows good correspondence.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.47-58
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• 2018

Duncan & Chang(1970)는 던컨-창 모델을 제안하면서 흙시료의 초기 접선계수와 극한 축차응력을 구하기 위하여 쌍곡선이론을 사용하여 삼축압축시험의 응력-변형률의 비선형관계를 변환된 변형률/축차응력-변형률의 선형관계로 재구성하였다. 그러나 변환된 응력-변형률 관계는 이론적으로 선형관계를 나타내지만, 실제로는 시험이 시작되는 변형률이 작은 구간과 시료가 파괴에 이르는 변형률이 큰 구간에서는 비선형관계를 보인다. 이러한 현상은 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선이 완전한 쌍곡선 형태가 아님을 나타낸다. 따라서 변환된 응력-변형률 곡선의 전 구간에 대하여 선형 회귀분석을 실시하여 직선의 식을 구하게 되면, 비선형관계를 나타내는 구간의 범위에 따라 선형관계식의 산정에 편차가 발생하게 된다. 이러한 편차를 줄이기 위하여 본 연구에서는 변환응력-변형률 관계에서 비선형을 나타내는 초반과 종반 구간을 제외한 구간에 대하여 선형회귀분석을 실시함으로써 초기접선계수와 극한 축차응력을 산정하는 수정회귀분석법을 제안하였다. 수정회귀분석법을 검증하기 위하여, 풍화토의 다짐시료에 대하여 압밀-배수 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축압축시험의 응력-변형률 곡선으로부터 구한 변환응력-변형률 관계에 대해서 수정회귀분석을 실시하여 Duncan et al.(1980)이 제안한 2점법으로 구한 결과와 비교하였다. 분석결과 수정회기분석법에 비해 Duncan의 2점법으로 산정한 초기 접선계수는 4.0% 크게, 그리고 극한 축차응력은 2.9% 작게 평가되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.471-478
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• 2004

The behavior of stocky concrete-filled glass fiber reinforced polymer(GFRP) tubes was studied experimentally and analytically The behavior is focused on the confining action of GRFP tube against concrete. In the experimental work, extensive tensile tests for GFRP tubes which have various fiber lay-out were conducted. And, also short length concrete filled GFRP tubes which have various tube thickness, diameter, and length were tested. In the analytical work, equations to describe the compressive stresses and strains at failure, as well as the entire stress-strain curve of the GFRP tubes were developed. A comparison between the experimental results and those of analytical results indicate that the proposed model provides satisfactory predictions for the compressive strengths, strains at failure, and stress-strain responses.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.41-50
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• 2007

본 논문에서는 실트 함유율이 높은 모래에 대한 정규압밀 등방배수 및 비배수 삼축압축시험(NCIU 및 NCID) 결과를 나타내었다. 유효구속응력 $100\sim400kpa$하에서 실트 함유율이 63%인 낙동강 모래 시료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 모래질 실트는 초기에는 압축이 되지만 전체적인 응력-변형률 곡선에서 최종적으로 체적팽창반응을 보였다. 모래질 실트의 거동은 낮은 소성 특성으로 인하여 점토와 모래보다 비하여 그 특성을 묘사하기가 어려웠다. 특히, 시료는 파괴 후 전단과정에서 팽창현상을 보였다. 모래질 실트의 전단거동과 전단강도정수는 응력-변형률 거동과 Mohr-Coulomb 파괴규준에 의하여 결정되는데, 전단거동은 파괴 후 변형률 연화 경향과 같이 체적변화가 증가하는 것으로 관찰되었다. 본 논문에서 모래질 실트의 전단과정 동안에 발생되는 팽창거동은 모래 함유율 뿐만 아니라 저점착력을 가진 세립자의 함유율에 의해서도 달라졌다.

• Computers and Concrete
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• 제3권4호
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• pp.235-248
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• 2006

This investigation presents an analysis procedure for simulating the compressive behavior of a rectangular concrete column confined by fiber-reinforced plastic (FRP) under uniaxial load. That is, the entire stress-strain curve can be drawn through the present analysis procedure. The modified Mander's stress-strain model (Mander, et al. 1988) and finite element method are adopted in this analysis procedure. The numerical analysis results are compared with the experimental results to verify the accuracy of the analysis procedure. This study offers a useful analysis procedure of researching the compressive behavior of rectangular concrete columns confined by FRP. Two main parameters, the number of FRP layers and the radius of the round corners of a rectangular column, are investigated. The numerical results show that non-uniform stresses occur and reduce the sectional effective area owing to the geometry of the confined rectangular column. The stresses are concentrated at the corners of the rectangular column. Compressive strength of a rectangular column increases greatly because the number of FRP layers increase. The maximum predicted compressive stress of the rectangular column has approximately 10% error as compared to the experimental results. Comparing the numerical and experimental results demonstrates that the accuracy of this analysis procedure is credible. Besides, the stress-strain curves of the R30 models, which are rectangular concrete column with large radius of round corners, are almost bilinear. This calculated results conform to the expectation and show the present analysis procedure are more suitable than Mander's model (1988) to analyze the compressive behavior of the rectangular concrete column confined by FRP.

• Computers and Concrete
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• 제25권4호
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• pp.293-302
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• 2020

Connections play a significant role in strength of structures against earthquake-induced loads. According to the post-seismic reports, connection failure is a cause of overall failure in reinforced concrete (RC) structures. Connection failure results in a sudden increase in inter-story drift, followed by early and progressive failure across the entire structure. This article investigated the cyclic performance and behavioral improvement of shape-memory alloy-based connections (SMA-based connections). The novelty of the present work is focused on the effect of shape memory alloy bars is damage reduction, strain recoverability, and cracking distribution of the stated material in RC moment frames under seismic loads using 3D nonlinear static analyses. The present numerical study was verified using two experimental connections. Then, the performance of connections was studied using 14 models with different reinforcement details on a scale of 3:4. The response parameters under study included moment-rotation, secant stiffness, energy dissipation, strain of bar, and moment-curvature of the connection. The connections were simulated using LS-DYNA environment. The models with longitudinal SMA-based bars, as the main bars, could eliminate residual plastic rotations and thus reduce the demand for post-earthquake structural repairs. The flag-shaped stress-strain curve of SMA-based materials resulted in a very slight residual drift in such connections.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.391-397
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• 2017

최근의 DIC (Digital Image Correlation) 기술은 인장 시험 중 동적 변형을 측정하는 데 사용되고 있다. 표준 인장 시험 방법은 진응력 - 진변형 곡선을 계산하기 위해 두 표점 거리 간 측정된 평균 변위를 사용한다. 따라서, 진응력 곡선은 균일 연신 구간, 즉 네킹 변형 시작점까지만 유효하다. 반면에, DIC를 사용한다면, 전체 측정 영역에서 국부 변형을 측정할 수 있기 때문에 변형률 및 변형률 속도의 유효한 범위가 인장 시편이 파단될 때까지 확장될 수 있다. 이러한 장점 때문에 연구 및 산업 분야에서 많은 광학 3D 측정 시스템이 도입되고 사용되었지만 기존의 3D 측정 시스템은 측정하기에 너무 비싸고 시간이 많이 소요된다. 또한 장비 크기로 인해 휴대가 불편한 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존의 스마트 폰을 이용한 2D DIC 측정 방법과 수치 해석 기법을 사용하여 2D 측정 영상 데이터의 오차를 개선한 2D 영상 보정 방법을 수행 하였다. 2D DIC 수정 제안 된 방법의 결과는 3D 측정 장비의 정확도에 비해 더 높은 정확도를 보였다. 결론적으로, 제안 된 2D DIC 및 보정 방법이 정확하고 신속한 측정 결과를 제공한다는 것이 입증되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권1호
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• pp.326-342
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• 2022

Comparative analyses of a shield building subjected to a large commercial aircraft impact between decoupling method and coupling method are performed in this paper. The decoupling method is applying impact force time-history curves on impact area of the shield building to study impact damage effects on structure. The coupling method is using a model including aircraft and shield building to perform simulation of the entire impact process. Impact force time-history curves of the fuselage, wing and engine and their total impact force time-history curve are obtained by the entire aircraft normally impacting the rigid wall. Taking aircraft structure and impact progress into account some loading areas are determined to perform some comparative analyses between decoupling method and coupling method, the calculation results including displacement, plastic strain of concrete and stress of steel plate in impact area are given. If the loading area is determined unreasonably, it will be difficult to assess impact damage of impact area even though the accurate impact force of each part of aircraft obtained already. The coupling method presented at last in this paper can more reasonably evaluate the dynamic response of the shield building than the decoupling methods used in the current nuclear engineering design.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.735-746
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• 2002

소성이론이의 연구방향은 일반적으로 두 가지 대별된다. 첫 째는 강재의 소성변형을 적절하게 나타내는 응력-변형도 관계를 정립하는 것이고, 둘 째는 위의 과정을 이용한 기법을 개발하고 구조물을 설계하는 것이다. 소성이론을 연구하는데 한 가지 중요한 문제는 복잡한 하중이력에 대하여 소성영역에서 경화재료의 거동을 묘사하는 것이다. 또한 구조물이 강한 지진이나 바람하중을 받을 경우, 비례하중보다는 복잡한 불비례하중에 의하여 영향을 받는다. 따라서 소성이론과 강재의 소성거동에 대한 연구는 불비례하중의 거동과 영향을 나타낼 수 있어야 한다. 지금까지 많은 연구자들이 이 분야에서 이론을 발표하였고, 지금도 계속하여 새로운 소성모델 연구를 하고 있다. 본 논문은 지금까지 가장 많이 쓰이고 있는 소성 모델을 two-surface 소성모델을 중심으로 분석하고 각 소성모델의 특징과 문제점을 파악하였고 앞으로의 연구과제를 제안하였다.