• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권4호
• /
• pp.435-448
• /
• 2018

In order to make reliable earthquake-resistant design of civil engineering structures, one of the most important considerations in a region with high seismicity is to pay attention to the local soil condition of regions. It is aimed in the current study at specifying dynamic soil characteristics of Kirikkale city center conducting the 1-D equivalent linear and non-linear site response analyses. Due to high vulnerability and seismicity of the city center of Kirikkale surrounded by active many faults, such as the North Anatolian Fault (NAF), the city of Kirikkale is classified as highly earthquake-prone city. The first effort to determine critical site response parameter is to perform the seismic hazard analyses of the region through the earthquake record catalogues. The moment magnitude of the city center is obtained as $M_w=7.0$ according to the recorded probability of exceedance of 10% in the last 50 years. Using the data from site tests, the 1-D equivalent linear (EL) and nonlinear site response analyses (NL) are performed with respect to the shear modulus reduction and damping ratio models proposed in literature. The important engineering parameters of the amplification ratio, predominant site period, peak ground acceleration (PGA) and spectral acceleration values are predicted. Except for the periods between the period of T=0.2-1.0 s, the results from the NL are obtained to be similar to the EL results. Lower spectral acceleration values are estimated in the locations of the city where the higher amplification ratio is attained or vice-versa. Construction of high-rise buildings with modal periods higher than T=1.0 s are obtained to be suitable for the city of Kirikkale. The buildings at the city center are recommended to be assessed with street survey rapid structural evaluation methods so as to mitigate seismic damages. The obtained contour maps in this study are estimated to be effective for visually characterizing the city in terms of the considered parameters.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제48권3호
• /
• pp.275-291
• /
• 2023

This paper has focused on presenting vibration analysis of trapezoidal sandwich plates with 3D-graphene foam reinforced polymer matrix composites (GrF-PMC) core and FG wavy CNT-reinforced face sheets. The porous graphene foam possessing 3D scaffold structures has been introduced into polymers for enhancing the overall stiffness of the composite structure. Also, 3D graphene foams can distribute uniformly or non-uniformly in the plate thickness direction. The effective Young's modulus, mass density and Poisson's ratio are predicted by the rule of mixture. In this study, the classical theory concerning the mechanical efficiency of a matrix embedding finite length fibers has been modified by introducing the tube-to-tube random contact, which explicitly accounts for the progressive reduction of the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. The First-order shear deformation theory of plate is utilized to establish governing partial differential equations and boundary conditions for trapezoidal plate. The governing equations together with related boundary conditions are discretized using a mapping-generalized differential quadrature (GDQ) method in spatial domain. Then natural frequencies of the trapezoidal sandwich plates are obtained using GDQ method. Validity of the current study is evaluated by comparing its numerical results with those available in the literature. It is explicated that 3D-GrF skeleton type and weight fraction, carbon nanotubes (CNTs) waviness and CNT aspect ratio can significantly affect the vibrational behavior of the sandwich structure. The plate's normalized natural frequency decreased and the straight carbon nanotube (w=0) reached the highest frequency by increasing the values of the waviness index (w).

• Composites Research
• /
• 제26권2호
• /
• pp.85-90
• /
• 2013

본 논문에서는 탄소섬유강화플라스틱 면재와 알루미늄 샌드위치 심재를 가지는 복합재 샌드위치의 제조와 3절점 굽힘 실험에 대해 연구하였다. 시편은 3가지 하니컴 종류(3.18 mm, 4.76 mm, 6.35 mm의 셀 크기)와 3가지 곡률 반지름(평판, r = 1.6 m, r = 1.3 m)을 가지도록 제작하였다. 샌드위치 곡률의 기준은 W-방향을 기준으로 제작 하였다. CFRP $2{\times}2$ 트윌의 인장에서 기계적 물성치(탄성계수, 강도, 푸아송 비)를 측정하여 그 값들을 다른 CFRP 섬유 적층판의 값과 비교하였다. 실험결과 평판 샌드위치 패널의 3절점 굽힘 실험에서 심재의 전단강도는 공개된 데이터에 비해 11-30% 낮게 나왔다. 제한된 시편 크기에서 1.3미터 곡률을 가지는 패널은 평판 패널에 비해 심재의 극한 전단강도가 0.8-3.8% 감소한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권6C호
• /
• pp.295-304
• /
• 2012

본 연구에서는 대형 지반구조물의 축조재료로 이용되는 대입경 조립재료의 동적 변형특성을 평가하기 위한 목적으로 국내 최대 규모의 대형 공진주시험시스템을 구축하였으며 그 성능 및 적용성을 검증하였다. 신규 시험기는 하단 고정, 상부 자유단에 코일-자석 시스템에 의한 가진 하중을 제어하는 전형적인 Stokoe 식 공진주시험 장치이며, 지름 200 mm, 높이 400 mm의 원주형 공시체에 대한 시험이 가능다. 시험기의 구동 및 계측 시스템은 굵은 자갈 이상의 조립재료에 대한 활용에 적합하도록 출력 및 정밀도를 확보하였으며, 고정밀의 제어 계측이 가능한 자동화 시스템으로 구성되었다. 공진주시험기의 동적응답특성 및 사용성을 검증하기 위한 방안으로 금속시편과 다수의 폴리우레탄 검증 시편을 이용하여 시험을 수행하였으며 타 시험기 또는 시험기법과의 비교를 통하여 정밀도를 평가하였다. 대형 시험기의 지반재료의 동적 변형특성 평가에 대한 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 사질토 시료에 대한 시험을 일반 공진주시험과 병행한 결과 공시체의 크기에 따른 효과가 일부 나타나지만 전반적으로 동일한 결과를 획득하였다. 최종적으로 댐 축조용 사력재료 시료에 대한 대형 공진주시험을 수행하였으며, 그 결과의 실효성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.476-484
• /
• 2012

본 연구에서는 국내에서 보편적으로 사용되는 최대입경이 38mm에 이르는 쇄석 강화노반재료에 대한 동적 변형특성을 평가하기 위하여 직경 D=10cm, 길이 L=20cm의 시편을 시험할 수 있는 Stokoe방식의 고정단-자유단 중형 공진주 시험기 및 구동시스템과 해석프로그램을 제작하였다. 이렇게 완성된 중형 공진주 시험기를 이용하여 우리나라의 대표적인 석산 쇄석 강화노반재료에 대하여 공진주 시험을 수행하였다. 또한 소형(D=5cm) 공진주 시험기를 이용하여 동일한 재료로 시험을 수행하여 전단탄성계수(G) 감소곡선과 정규화 전단탄성계수($G/G_{max}$) 및 감쇠비(D) 곡선을 구하고 소형과 중형 공진주 시험결과에 대한 비교 분석을 실시하였다.