• 대한기계학회논문집A
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• 제30권3호
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• pp.318-327
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• 2006

Due to the diversified use of recent Piezoelectric Zirconate Titanate Composite Actuate. (PZTCA), various PZTCAs with the different ply orientation of the fiber layer have been applied. For this reason, the applicable bending moment equation is necessary even though the fiber layer ply orientation and the laminate configuration are changed. The aim of this research is to evaluate the relationship between the total effective moment $(M^E)$ and Bernoulli-Euler bending moment (M) when the ply orientations of UD CFRP are changed. In conclusions, firstly, as the performance test results by the CFRP ply orientation, the performance of [0] and [90] were stable. However, while the performance of [+45] was suddenly decreased after 5 hours. Secondly, the change of $(M^E)$ by the CFRP ply orientation was evaluated. As the CFRP ply orientation was increased from [0] to [+60], the $(M^E)$ were gradually decreased. However, they became a little bit increased from [+60] to [90]. Finally, after the change of M by the CFRP ply orientation was evaluated, it was found that $M^E=2.2M$ was valid for just [0] and that there was a relationship between $M^E$ and M according to the ply orientation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.153-158
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• 2020

본 논문에서는 부분 CFST (concrete-filled steel tube) 기둥에 대한 수치해석적 저항력 평가 방법에 대해 소개하고 있다. 기존 RC(reinforced concrete) 기둥에서 소성힌지가 발생할 것으로 예상되는 부분을 강관으로 보강함으로써 완전 CFST 기둥보다는 적은 재료를 사용하여 비슷한 휨 모멘트 저항력을 가지는 부분 CFST 기둥의 디자인 컨셉을 제시하였다. 부분 CFST 기둥에서 외부 강관과 내부 콘크리트 사이의 계면에서 거동을 수치해석적으로 모사하기 위해 개선된 부착슬립모델을 적용한 유한요소모델을 구축하고, 이중곡률 휨-압축시험결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. 검증된 수치모델을 바탕으로 매개변수 연구를 통해서 P-M 상관도를 그려 단면 조건에 따른 최대 저항력을 평가하였다. 또한, 강관 두께별로 필요 보강길이를 산출하고, 보강 조건에 따른 부분 CFST 기둥에서의 파괴메커니즘을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.143-151
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• 1999

본 논문에서는 냉간성형 profiled steel sheeting과 보통강도의 콘크리트로 이루어진 합성보의 휨거동에 관한 연구를 통하여 새로운 형식의 보부재의 사용가능성을 검토하였다. 합성보의 비선형거동을 추적하기 위하여 profiled steel sheeting, 철근 및 콘크리트의 재료비선형을 포함할 수 있는 해석적 방법을 개발하였으며, 합성보의 비선형 모멘트-곡률 관계를 나타낼 수 있는 Power Model식을 제시하였다. Power Model은 원래 보-기둥 접합부의 모멘트-회전각과의 관계를 예측하기 위해 제안된 것이나 합성보에 맞게 수정하였다. 합성보의 하중-처짐 거동은 Power Model에 의한 모멘트-곡률 관계를 이용하여 변위조절법인 단계별 수치적분법을 적용하여 계산하였으며, 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.283-290
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• 2015

이 논문에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 콘크리트의 부재의 휨강도를 예측하기 위한 수치해석기법을 제시하였다. 이를 위해 휨을 받는 하이브리드 강섬유 보강 콘크리트 실험과 수치해석연구를 수행하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 인장연화특성은 구조적 거동에 매우 중요한 역할을 하며, 하이브리드 강섬유 보강 초고강도 콘크리트의 하중-균열개구변위 실험결과를 반영하여 가상균열모델에 근거한 역해석에 의해 인장연화모델링을 수행하였다. 제안기법에 의한 콘크리트 보의 모멘트-곡률 수치해석결과를 실험결과와 비교하였으며, 수치해석결과와 실험결과는 전반적으로 잘 일치하고 있다. 따라서, 제안기법에 의해 강섬유 보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 합리적으로 예측할 수 있다고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권6호
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• pp.755-772
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• 2014

A simplistic approach towards evaluation of complete load deflection response of Reinforced Concrete (RC) flexural members under post fire (residual) scenario is presented in this paper. The cross-section of the RC flexural member is divided into a number of sectors. Thermal analysis is performed to determine the temperature distribution across the section, for given fire duration. Temperature-dependent stress-strain curves for concrete and steel are then utilized to perform a moment-curvature analysis. The moment-curvature relationships are obtained for beams exposed to different fire durations. These are then utilized to obtain the load-deflection plots following pushover analysis. Moreover one of the important issues of modeling the initial stiffness giving due consideration to stiffness degradation due to material degradation and thermal cracking has also been addressed in a rational manner. The approach is straightforward and can be easily programmed in spreadsheets. The presented approach has been validated against the experiments, available in literature, on RC beam subjected to different fire durations viz. 1hr, 1.5hrs and 2hrs. Complete load-deflection curves have been obtained and compared with experimentally reported counterparts. The results also show a good match with the results obtained using more complicated approaches such as those involving Finite element (FE) modeling and conducting a transient thermal stress analysis. Further evaluation of the beams during fire (at elevated temperatures) was performed and a comparison of the mechanical behavior of RC beams under post fire and during fire scenarios is made. Detailed formulations, assumptions and step by step approach are reported in the paper. Due to the simplicity and ease of implementation, this approach can be used for evaluation of global performance of fire affected structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.45-53
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• 2014

강도 한계상태 설계에서는 균열이 일어난 이후 철근콘크리트 부재의 인장영역에서 철근이 모든 인장력을 부담하는 것으로 가정한다. 그러나 균열 사이의 콘크리트가 실제 콘크리트 부재에서는 특히 사용하중 수준에서의 어느 정도의 인장 응력을 견디는데, 일조 하는 것으로 보고 있다. 이러한 효과를 Tension stiffening 효과라 한다. 본 연구에서는 Tension stiffening 모델과 고강도 철근 콘크리트 보의 휨 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 유효성을 평가 하고자 한다. 이를 통해 선정 된 6가지의 Tension stiffening 모델과 실험에 의한 모멘트-곡률, 하중-처짐등을 관계를 평가하였다. 실험결과 설계기준에서는 ACI 318이 Tension stiffening 모델에서는 Owen & Damjanic이 실험 값과 가장 적은 오차율을 보이며 높은 신뢰도를 보였다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권4호
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• pp.93-100
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• 1998

본 논문은 고성능 철근콘크리트 보의 휨강성, 소성힌지 길이 및 소성힌지의 회전능력에 관한 연구이다. 실험은 철근비, 콘크리트 강도 및 하중 재하형태(1점가력과 2점가력)를 변수로 하여 총 15개의 철근콘크리트 단순보에 대하여 행하여 졌다. 콘크리트의 실린더 압축강도가 700kg/${cm}^2$, 슬럼프 20~25 cm 및 슬럼프 플로우가 60~70cm인 고성능 철근콘크리트 및 보통 강도 철근콘크리트 단순보의 휨실험결과, 본 실험의 경우에 고성능 철근콘크리트 보의 극한 곡률을 구할 때는 ${\varepsilon}_{cu}=0.0047$의 값을 사용할 수 있는 것으로 나타났다. 고성능 철근콘크리트 단순보의 휨강성을 평가하기 위해 유효단면 2차 모멘트를 구하는 식과 고성능콘크리트 단순보에 2점 하중을 가하는 경우 등가 소성힌지 길이를 구하는 식이 본 실험의 경우에 대해서 제시되었다. 극한 모멘트 상태에서 이러한 식을 사용하여 구한 처짐값은 실험값과 비교적 일치하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.38-47
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• 2013

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부로서 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성된 조립식 이음부가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부의 휨강성과 휨강도를 향상시키고자 단면상세를 개선하였고, 구조실험을 통해 얻은 결과를 기존 볼트체결 이음부와 비교 분석하였다. 비교분석 결과에 의하면, 전단스터드와 가외철근에 의한 이음부 콘크리트 보강으로 뚜렷한 전단균열 감소효과가 있었다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 서로 비교해 본 결과, 단면개선 전의 이음부에 비해 약 47% 정도 휨강성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한, 휨강도 비교결과에 의하면 개선된 이음부의 휨강도는 개선 전에 비해 약 32% 증가하였다. 개선된 이음부의 휨성능을 이음부가 없는 단면과 비교하면, 휨강도의 경우 동등 수준 이상이었으나, 휨강성의 경우는 약 37% 정도 더 작은 것으로 분석되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.267-278
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• 2022

Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EI_cr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.391-402
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• 1994

철근 콘크리트구조는 극한하중에서 연성파괴가 일어나도록 하는 것이 가장 중요한 설계개념의 하나이며 단면이 충분한 소성변형능력을 가지고 있을 때에는 한계상태설계법 개념을 도입하여 소성구조해석이나 모멘트 재분배를 수행하여 경제적인 단면을 설계할 수 있다. 따라서 휨연성지수는 설계된 철근 콘크리트 구조물의 휨거동을 예측하는데 뿐만 아니라 모멘트 재분배의 가능성을 판단하는데에도 이용된다. 그러나 휨연성지수 공식은 인장철근이 항복하는 순간의 곡률에 대하여 선형의 콘크리트 압축응력으로 가정하기 때문에 근사값의 휨연성지수를 계산하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트와 철근의 응력-변형도 곡선을 이용한 수치해석으로 이론적 정해에 가까운 휨연성지수를 구하고 각 변수에 따른 휨연성지수의 변화와 공식의 오차, 복철근보의 최대철근량은 고찰함으로써 철근콘크리트 구조설계의 참고자료를 제공하고자 하며 모멘트 재분배에 관한 연구에 이용될 수 있는 철근 콘크리트 휨부재의 모멘트-곡률 곡선 모델을 제시하고자 한다.