• Earthquakes and Structures
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• 제9권1호
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• pp.29-48
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• 2015

The main purpose of this work is to compare different criteria for the seismic strengthening of RC framed buildings in order to find the optimal combinations of these retrofitting techniques. To this end, a numerical investigation is carried out with reference to the town hall of Spilinga (Italy), an RC framed structure with an L-shaped plan built at the beginning of the 1960s. Five structures are considered, derived from the first by incorporating: carbon fibre reinforced polymer (FRP)-wrapping of all columns; base-isolation, with high-damping-laminated-rubber bearings (HDLRBs); added damping, with hysteretic damped braces (HYDBs); FRP-wrapping of the first storey columns combined with base-isolation or added damping. A three-dimensional fibre model of the primary and retrofitted structures is considered; bilinear and trilinear laws idealize, respectively, the behaviour of the HYDB, providing that the buckling be prevented, and the FRP-wrapping, without resistance in compression, while the response of the HDLRB is simulated by using a viscoelastic linear model. The effectiveness of the retrofitting solutions is tested with nonlinear dynamic analyses based on biaxial accelerograms, whose response spectra match those in the Italian seismic code.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권4호
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• pp.439-451
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• 2015

This study analyzed the isolation effect for a 15-story reinforced concrete (RC) building with regard to changes in the beam-column stiffness ratio and the difference in the vibration period between the superstructure and an isolation layer in order to provide basic data that are needed to devise a framework for the design of isolated RC buildings. First, this analytical study proposes to design RC building frames by securing an isolation period that is at least 2.5 times longer than the natural vibration period of a superstructure and configuring a target isolation period that is 3.0 s or longer. To verify the proposed plan, shaking table tests were conducted on a scaled-down model of 15-story RC building installed with laminated rubber bearings. The experimental results indicate that the tested isolated structure, which complied with the proposed conditions, exhibited an almost constant response distribution, verifying that the behavior of the structure improved in terms of usability. The RC building's response to inter-story drift (which causes structural damage) was reduced by about one-third that of a non-isolated structure, thereby confirming that the safety of such a superstructure can be achieved through the building's improved seismic performance.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.462-468
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• 2013

제방 월류방지 대체공법으로 전도식, 부력식 홍수방지벽을 국내 외에서 개발하는 실정이다. 그러나, 사전점검 불가 및 유지관리 문제점이 있어 본 연구에서는 국내 외 최초로 경량 재질이면서 강도가 우수한 유리섬유복합소재를 이용한 승하강식 홍수방지 벽체구조물을 연구 개발하였다. 개발된 홍수방지 벽체구조물은 수치해석을 통해 구조적 안정성과 함께 현장 적용성을 제시하여 공사비를 약 87%~95%로 감소시키고 벽체구조물 내부에 고무 지수부재를 설치하여 차수성이 확보되는 것을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.726-734
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• 2014

Three different types of additives, thiokol, epoxidized natural rubber (ENR) and epoxidized linseed oil (ELO), were dispersed in an epoxy matrix before being used in glass fiber (GF) composites, and their effects on the mechanical and dielectric properties of epoxy resin and glass fiber reinforced epoxy composites (GF/EP) were examined. The addition of each of 7 phr ENR, 9 phr ELO and 5 phr thiokol into the epoxy resin increased the fracture toughness significantly by 56.9, 43.1, and 80.0%, respectively, compared to the unmodified resin. The mode I interlaminar fracture toughness of the GF/EP at propagation was also improved by 26.9, 18.3 and 32.7% when each of 7 phr ENR, 9 phr ELO, and 5 phr thiokol, respectively, was dispersed in the epoxy matrix. Scanning electron microscopy showed that the additives reduced crack growth in the GF/EP, whereas their dielectric measurements showed that all these additives had no additional effect on the real permittivity and loss factor of the GF/EP.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.118-124
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• 2011

최근 모든 산업분야에서 기존 소재의 물성을 뛰어넘는 우수한 기계적 특성과 기능적 특성을 만족하는 새로운 소재에 대한 필요성이 점점 증가하고 있으며, 특히 연료 절감과 이산화탄소($CO_2$)와 같은 온난화 가스 배출의 절감을 통한 환경보호가 요구됨에 따라 우주항공 산업에서는 신규 소재를 통한 구조체 경량화에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있다. 또한, 신규 소재의 다양한 응용을 위하여 우수한 기계적 물성뿐만 아니라 여러가지 특성에 부합되는 고기능성 맞춤형 재료의 개발은 현재의 재료 과학기술의 최우선적인 목표이며, 이러한 맞춤형 재료에 가장 근접한 소재는 탄소섬 유강화 복합재료라 할 수 있다. 실제로 최근 탄소섬유강화 복합재료는 항공기 경량화를 위한 필수적인 물질로서 그 수요는 크게 증가하고 있다. 따라서, 본고에서는 항공기의 경량화를 위한 탄소섬유강화 복합재료의 필요성과 더불어 탄소섬유강화 복합재료의 기술동향에 대하여 중심으로 살펴보도록 하겠다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권4호
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• pp.300-305
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• 2013

사출성형에서 성형수축은 피할 수 없는 현상이다. 따라서 성형수축을 줄이기 위한 연구가 필요할 뿐만 아니라 성형수축의 특성을 명확히 파악하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유리섬유로 보강된 폴리카보네이트를 이용하여 2.5차원형상인 환상형상의 시편에서 보이는 성형수축 현상을 조사하였다. 환상시편은 외경의 크기와 두께를 달리하여 설계하였다. 성형조건은 수지온도, 보압시간 및 보압크기를 변수로 설정하였다. 여러 성형조건으로 성형된 시편에서 내경과 외경의 크기가 변하는 양상에 대해서 분석하였다. 성형된 시편의 외경과 내경의 치수는 금형의 치수보다 작게 나타났다. 시편의 외경이 클수록, 그리고 시편의 두께가 두꺼울수록 수출율은 작게 나타났다. 또한 게이트의 위치에 따라 수축의 크기가 방향성을 보였다. 따라서 성형된 시편은 원형이 아니라 타원형으로 나타났고 게이트 방향으로 내경과 외경이 가장 큰 수축을 보였다. 수축된 제품의 형상조절을 위해서는 게이트 설계와 같은 금형설계가 중요하다고 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.165-176
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• 2017

Multi-Axial Testing System (MATS) is a 6-DOF loading system located at National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) in Taiwan for advanced seismic testing of structural components or sub-assemblages. MATS was designed and constructed for a large variety of structural testing, especially for the specimens that require to be subjected to vertical and longitudinal loading simultaneously, such as reinforced concrete columns and lead rubber bearings. Functionally, MATS consists of a high strength self-reacting frame, a rigid platen, and a large number of servo-hydraulic actuators. The high strength self-reacting frame is composed of two post-tensioned A-shape reinforced concrete frames interconnected by a steel-and-concrete composite cross beam and a reinforced concrete reacting base. The specimen can be anchored between the top cross beam and the bottom rigid platen within a 5-meter high and 3.25-meter wide clear space. In addition to the longitudinal horizontal actuators that can be installed for various configurations, a total number of 13 servo-hydraulic actuators are connected to the rigid platen. Degree-of-freedom control of the rigid platen can be achieved by driving these actuators commanded by a digital controller. The specification and information of MATS in detail are described in this paper, providing the users with a technical point of view on the design, application, and limitation of MATS. Finally, future potential application employing advanced experimental technology is also presented in this paper.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.975-982
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• 2005

면진은 현재 설치 공법의 단순함 그리고 지진하중에 대한 진동제어 효과의 탁월성 등으로 인하여 세계 여러 나라에서 강진으로부터 중요한 건물들을 보호하고, 구조물의 장수명화와 내진성능 향상을 도모하기 위한 실무적인 해결책으로서 받아들여지고 있다. 하지만, 국내의 경우, 재해 시 항상 문제가 되는 정보, 통신, 의료체계 및 사회공공 시설물의 피해로 인한 혼란 방지라는 차원에서 면진 구조의 도입이 종종 거론되고는 있으나 아직까지 구체적인 설계기술은 정착되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 면진 기술의 국내 기반 구축을 위하여 순수 국내기술에 의해 제작된 면진 장치(NRB)를 채용함에 따른 면진 효과를 실험적으로 검증함으로서, 향후 유사 구조 설계를 위한 기초 자료를 제공하고자 하였으며, 철근콘크리트 구조를 대상으로 지진파의 특성 및 지진동의 입력 레벨에 따른 면진 효과가 US 축소 모델 진동대 실험을 통해 제시되었다. 실험 결과, 본 연구에서 적용한 NRB는 응답가속도의 감소와 층 전단력의 감소가 확실히 관측되어 면진 설계의 기본 개념과 일치하게 건물의 주기를 장주기 영역으로 이동시켜 지진동에 의한 하중 효과를 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났으며, 면진 효과는 지진파의 특성에 따라 그 정도의 차가 다르게 나타나는 것으로 확인되었고, 장주기 성분이 많이 포함되어 있는 Mexico지진파와 같은 지진동 고려 시 특히 설계허용수평변위 설정에 주의가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.954-957
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• 2004

Tire belt durability is characterized by the initiation of a crack at the belt edge region, and the propagation of the crack until the ply is separated. Experimental methods have been used to analysis of the belt durability in the cord-reinforced rubber composite tires, but it takes much cost and time to make experiments. In this paper, a finite element method to analyze the fatigue life of a crack at the belt edge of tires is presented. The fatigue life is analyzed by using a three-dimensional Finite Element Modeling. This method includes a global-local finite element analysis to provide the detail necessary to model explicitly an internal crack and use of the J-integral for energy release rate evaluation.