• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.627-634
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• 2004

이 연구에서는 벽식 구조 아파트 건물을 대상으로 장변 방향 내력벽 시스템의 내진 성능을 평가하기 위하여 1/3 축소모형시험체를 제작하여 정적반복가력실험을 실시하였으며, 실험결과와 비선형 해석결과로부터 내력벽 시스템의 거동 특성과 내진성능에 대한 평가 결과 및 논의를 다루고 있다 일반적으로 내력벽구조시스템은 초기강성 및 항복강도는 매우 크지만, 변형능력이 부족한 것으로 인식되고 있지만 실험결과에 의하면 지붕층 부재각 $2.0\%$까지 급격한 강도 저하를 보이지 않고 안정된 이력거동을 보여주고 있다. IDARC 5.0을 사용하여 수행한 비선형 해석결과는 시험체의 하중-변위 관계를 양호하게 예측할 수 있는 수준이라고 판단하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.193-204
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• 2017

실제 옥외 대기환경하에서 부식손상된 무도장 가시설 강재 및 도장 강재의 피로강도는 명확하지 않다. 본 연구에서는 약 7년간 지하철 공사현장에서 사용된 가시설 부재와 극심한 해양 부식환경하에서 75년간 사용된 영도대교 강부재로부터 절취한 강재의 피로실험을 실시하였다. 그리고 강재 표면의 부식 생성물을 제거한 후 강재 표면의 3차원형상을 측정하여 최대, 최소 및 평균 잔존두께를 계산하였다. 피로실험결과 및 FEM해석 결과에 근거하여 부식특성과 피로강도와의 상관관계를 검토하였으며, 실제 옥외 환경하에서 부식된 무도장 및 도장 강재의 피로수명 평가식도 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.1-14
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• 2009

교각의 합리적이고 경제적인 내진설계를 위해서는 연성도에 기반한 내진설계가 필요하며 이를 위해서는 신뢰성 있는 전단평가가 필수적이다. RC 기둥의 전단거동은 휨거동과 달리 부재의 단면크기, 형상비, 축력, 연성도 등 다양한 요인에 의하여 영향을 받아 거동이 매우 복잡하다.따라서,이들 요인을 고려한 많은 설계식 및 경험식이 제안되고 있으나 부재의 초기전단강도와 연성도에 따른 전단강도 저하를 평가하는데 상당한 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 형상비,단면의 중공비, 복부면적, 하중패턴을 변수로 하는 실험적 연구를 수행하여 중공단면 기둥의 초기 전단강도 특성을 살펴보았다. 실험결과는 기존의 다양한 전단평가식과 비교.검토하여 특성을 분석하였으며, 역학적 특성과 실험결과에 기초하여 보다 합리적인 초기 전단평가식을 제안하고 타당성을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4294-4301
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• 2012

본 연구는 내진설계 되지 않은 학교시설물 중 다수를 차지하는 1980년도 표준설계 도면(건설부 공고 제130호, 1980년 10월 28일)에 의하여 건설된 국내에 현존하는 4층 모멘트 연성골조의 학교건물을 대상으로 이력모델의 특성과 지진파의 특성에 따라 표준학교건물의 비탄성지진거동을 분석하고자 한다. El-centro지진은 주파수 성분과 강진지속시간의 특성에 의하여 표준학교건물의 단변방향 층전단력, 층간변위비, 층변위 응답에 매우 큰 영향을 미치며 특히 수정다케다모델 선택시 응답의 차이가 매우 크게 나타남을 알 수 있다. 층전단력의 경우 최대 46%, 층간변위비의 경우 최대 70%, 층변위의 경우 최대 59%의 편차를 보인다. Santa Monica지진은 장변방향의 응답에서 이력모델별 편차가 더 크게 나타났으며, 층전단력은 최대 59%, 층간변위비는 최대 65%, 층변위는 최대 50%의 편차를 보였다. 이는 장변방향의 고유주기가 단변방향에 비하여 크기 때문에 1초이상의 주기성분이 많은 Santa Monica지진의 특성에 의한 것으로 판단된다. Taft지진은 이력모델에 따른 층간변위비와 층변위 응답의 편차가 가장 적은 것으로 나타났으며, 층간변위비는 최대 15%, 층변위는 최대 5%의 편차를 보여 변위응답에 있어서 이력모델에 가장 의존도가 적은 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단 된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.361-371
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• 2006

최근 전통적인 구조 최적화 알고리즘의 단점을 극복하기 위해서 부재 변위기여도를 이용뼈 부재 사이즈를 조절함으로써 건물의 변위을 만족시키는 재분배기법이 실용적인 고층 건물 변위설계법으로 인식되고 있다. 재분배 기법을 이용한 변위 설계법은 변위에 효과적인 부재는 물량은 증가시키고, 변위제어에 효과적이지 못한 부재의 물량은 감소시키는 방법으로 변위를 제어한다. 기존 연구에서 재분배 기법은 동적 변위기여도에 근거하여 지진하중을 받는 철골 구조물의 변위를 효과적으로 제어할 수 있었다 기존의 연구에서 재분배 기법은 정하중과 지진하중을 받는 고층 건물의 변위를 효과적으로 제어할 수 있었으나, 재분배 기법으로 설계된 구조물의 비선형 성능에 대한 평가는 이루어 지지 못했다. 본 연구에서는 변위 제어 뿐 만 아니라 비선형 특성을 함께 개선할 수 있는 재분배 기법을 개발하기 위한 기초 연구로서, 재분배 기법의 비선형 특성 평가 모델을 개발하고, 이를 구조 시스템 중에서 가장 단순한 형태인 철골 모멘트 저항 골조 예제에 적용히여 철골 모멘트 저항 골조에 대한 재분배 기법의 비선형 특성을 평가하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.989-1012
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• 2016

The structural dynamic behavior and yield strength considering both ductility and strain rate effects are analyzed in this article. For the single-degree-of-freedom (SDOF) system, the relationship between the relative velocity and the strain rate response is deduced and the strain rate spectrum is presented. The ductility factor can be incorporated into the strain rate spectrum conveniently based on the constant-ductility velocity response spectrum. With the application of strain rate spectrum, it is convenient to consider the ductility and strain rate effects in engineering practice. The modal combination method, i.e., square root of the sum of the squares (SRSS) method, is employed to calculate the maximum strain rate of the elastoplastic multiple-degree-of-freedom (MDOF) system under uniform excitation. Considering the spatially varying ground motions, a new response spectrum method is developed by incorporating the ductility factor and strain rate into the conventional response spectrum method. In order to further analyze the effects of strain rate and ductility on structural dynamic behavior and yield strength, the cantilever beam (one-dimensional) and the triangular element (two-dimensional) are taken as numerical examples to calculate their seismic responses in time domain. Numerical results show that the permanent displacements with and without considering the strain rate effect are significantly different from each other. It is not only necessary in theory but also significant in engineering practice to take the ductility and strain rate effects into consideration.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권5호
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• pp.419-444
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• 2009

Flange and web local buckling in beam plastic hinge regions of steel moment frames can prevent beam-column connections from achieving adequate plastic rotations under earthquake-induced forces. Reducing the flange-web slenderness ratios (FSR/WSR) of beams is the most effective way in mitigating local member buckling as stipulated in the latest seismic design specifications. However, existing steel moment frame buildings with beams that lack the adequate slenderness ratios set forth for new buildings are vulnerable to local member buckling and thereby system-wise instability prior to reaching the required plastic rotation capacities specified for new buildings. This paper presents results from a research study investigating the cyclic behavior of steel I-beams modified by a welded haunch at the bottom flange and reinforced with glass fiber reinforced polymers at the plastic hinge region. Cantilever I-sections with a triangular haunch at the bottom flange and flange slenderness ratios higher then those stipulated in current design specifications were analyzed under reversed cyclic loading. Beam sections with different depth/width and flange/web slenderness ratios (FSR/WSR) were considered. The effect of GFRP thickness, width, and length on stabilizing plastic local buckling was investigated. The FEA results revealed that the contribution of GFRP strips to mitigation of local buckling increases with increasing depth/width ratio and decreasing FSR and WSR. Provided that the interfacial shear strength of the steel/GFRP bond surface is at least 15 MPa, GFRP reinforcement can enable deep beams with FSR of 8-9 and WSR below 55 to maintain plastic rotations in the order of 0.02 radians without experiencing any local buckling.

• Steel and Composite Structures
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• 제36권2호
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• pp.163-177
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• 2020

Concentrically Braced Frames (CBFs) are commonly used in the construction of steel structures because of their ease of implementation, rigidity, low lateral displacement, and cost-effectiveness. However, the principal disadvantage of this kind of braced frame is the inability to provide deformation capacity (ductility) and buckling of bracing elements before yielding. This paper aims to present a novel Composite Buckling Restrained Fuse (CBRF) to be utilized as a bracing segment in concentrically braced frames that allows higher ductility and removes premature buckling. The proposed CBRF with relatively small dimensions is an enhancement on the Reduced Length Buckling Restrained Braces (RL-BRBs), consists of steel core and additional tensile elements embedded in a concrete encasement. Employing tensile elements in this composite fuse with a new configuration enhances the energy dissipation efficiency and removes the tensile strength limitations that exist in bracing elements that contain RL-BRBs. Here, the optimal length of the CBRF is computed by considering the anticipated strain demand and the low-cyclic fatigue life of the core under standard loading protocol. An experimental program is conducted to explore the seismic behavior of the suggested CBRF compare with an RL-BRB specimen under gradually increased cyclic loading. Moreover, Hysteretic responses of the specimens are evaluated to calculate the design parameters such as energy dissipation potential, strength adjustment factors, and equivalent viscous damping. The findings show that the suggested fuse possess a ductile behavior with high energy absorption and sufficient resistance and a reasonably stable hysteresis response under compression and tension.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.215-222
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• 2020

In this paper, slit steel rubber bearing is presented as an innovative seismic isolator device. In this type of isolator, slit steel damper is an energy dissipation device. Its advantages in comparison with that of the lead rubber bearing are its simplicity in manufacturing process and replacement of its yielding parts. Also, slit steel rubber bearing has the same ability to dissipate energy with smaller value of displacement. Using finite element method in ABAQUS software, a parametric study is done on the performance of this bearing. Three different kinds of isolator with three different values of strut width, 9, 12 and 15 mm, three values of thickness, 4, 6 and 8 mm and two steel types with different yield stress are assessed. Effects of these parameters on the performance characteristics of slit steel rubber bearing are studied. It is shown that by decreasing the thickness and strut width and by selecting the material with lower yield stress, values of effective stiffness, energy dissipation capacity and lateral force in the isolator reduce but equivalent viscous damping is not affected significantly. Thus, by choosing appropriate values for thickness, strut width and slit steel damper yield stress, an isolator with the desired behavior can be achieved. Finally, the performance of an 8-storey frame with the proposed isolator is compared with the same frame equipped with LRB. Results show that SSRB is successful in base shear reduction of structure in a different way from LRB.

• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.153-161
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• 1995

세계적으로 대공간 구조물의 건설은 점점 늘어나고 있으며, 이러한 증가 추세와 함께 붕괴 사고 또한 점차 늘어나고 있다. 보다 안전하고 경제적인 구조물의 구축을 위해서는 사고 및 붕괴의 원인이 정확히 규명되어야 한다. 따라서 이러한 규명을 위하여 대공간 구조물의 붕괴 메커니즘의 정확한 규명이 필요하며, 많은 연구자들에 의한 연구가 보고되고 있다. Step 하중 하에서의 동적 파괴 메커니즘은 비교적 많은 연구가 진행되어 왔으나, 주기성을 가진 동적 외력에 의한 파괴 메커니즘에 관한 연구는 거의 없는 실정이며, Step 하중하에서의 메커니즘과는 매우 다르리라 예상된다. 본 연구는 주기성을 가진 동적 외력에 의한 얕은 EP 쉘(Elliptic Paraboloidal Shell)의 동적 불안정 현상을 Fourier 스펙트럼을 이용하여 분석한다. 즉 1 자유도의 얕은 EP 쉘의 동적 좌굴 현상과 파라메트릭 공진 현상과의 상호 작용을 파악하기 위하여 비선형 응답의 연속 스펙트럼(runing spectrum)을 이용한다. 연구 결과, 동적 불안정 현상은 외력의 성질에 따라 크게 다른 메커니즘을 나타내는 것을 알 수 있다.