• Earthquakes and Structures
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• 제18권1호
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• pp.83-96
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• 2020

The main structural elements of historical masonry arch bridges are arches, spandrel walls, piers and foundations. The most vulnerable structural elements of masonry arch bridges under transverse seismic loads, particularly in the case of out-of-plane actions, are spandrel wall. The vulnerability of spandrel walls under transverse loads increases with the increasing of their length and height. This paper computationally investigates the out-of-plane nonlinear seismic response of spandrel walls of long-span and high masonry stone arch bridges. The Malabadi Bridge with a main arch span of 40.86m and rise of 23.45m built in 1147 in Diyarbakır, Turkey, is selected as an example. The Concrete Damage Plasticity (CDP) material model adjusted to masonry structures, and cohesive interface interaction between the infill and the spandrel walls and the arch are considered in the 3D finite element model of the selected bridge. Firstly, mode shapes with and without cohesive interfaces are evaluated, and then out-of-plane seismic failure responses of the spandrel walls with and without the cohesive interfaces are determined and compared with respect to the displacements, strains and stresses.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권4호
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• pp.479-488
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• 2022

Aiming to examine different failure patterns in multistory URM walls, two 1/3 scaled three-story and three-bay URM models were designed for the quasi-static loading tests to contrastively investigate the failure processes and characteristics of the multistory URM walls. Two different failure responses were observed with special attention paid to the behavior of spandrel-failure mode. By evaluating the seismic performance and deformation behavior of two test walls, it is demonstrated that spandrels, that haven't been properly designed in some codes, are of great significance in the failure of entire URM walls. Additionally, compared with pier-failure mode, spandrel-failure for multistory URM building is more reasonable and advisable as its effectively participation in energy dissipation and its efficiently improvement on seismic capacity and deformation in the overall structure. Furthermore, the experimental results are beneficial to improve seismic design and optimize reinforcement method of URM buildings.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.161-168
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• 2005

홍예교랑에서 무사석 및 적심석이 구조적특성이나 내하력에 미치는 영향에 대해서는 아직도 제대로 연구된 바가 없다. 특히 대부분의 홍예형 구조들이 문화재로 지정되어 있어 실물테스트를 하는 것은 매우 곤란하다. 석조구조물의 동적특성을 파악하면 접촉면의 강성을 파악할 수 있으므로 구조해석시 유용한 정보를 구할 수 있다. 본 연구는 무사석 및 적심석이 없는 5개의 홍예구조물과 우리나라 18개 홍예교량의 동적특성을 비교 분석함으로써 무사석 및 적심석 유무에 따른 고유진동수의 차이를 규명하는 방법으로 수행되었다. 연구결과 줄눈에 모르타르를 사용하지 않은 홍예구조의 경간에 따른 고유진동수는 우리나라 홍예교의 고유진동수보다 현저히 낮은 것으로 조사되었으며, 이러한 사실을 통해 볼 때 무사석 및 적심석이 홍예교의 고유진동수를 높이는 역할을 함을 알 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제18권1호
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• pp.99-112
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• 2016

Since the preservation of monuments is very important to human societies, different methods are required to preserve historic structures. In this paper, 3D model of arch stone bridge at Pont Saint Martin, Aosta, Italy, was simulated by 1660 integrated separate stones using ABAQUS$^{(R)}$ software to investigate the seismic susceptibility of the bridge. The main objective of this research was to study a method of preservation of the historical stone bridge against possible earthquakes using FRP techniques. The nonlinear behavior model of materials used theory of plasticity based on Drucker-Prager yield criterion. Then, contact behavior between the block and mortar was modeled. Also, Seismosignal software was used to collect data related to 1976 Friuli Earthquake Italy, which constitutes a real seismic loading. The results show that, retrofitting of the arch stone bridge using FRP techniques decreased displacement of stones of spandrel walls, which prevents the collapse of stones.

• 지구물리
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• 제6권3호
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• pp.125-130
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• 2003

The aim of this paper is to investigate the dynamic characteristics of ancient stone bridges in Korea and to find the factors influencing their natural frequencies. For this end, on-site free vibration tests were performed for 18 stone arch bridges and one ancient ice storage composed of 4 arches. Test results revealed that the vertical fundamental frequencies were in the range of 10Hz to 45Hz. The damping ratios estimated from the records of free vibration tests showed a wide variety of values, that is, from 0.02 to 0.134. It has been known that the natural frequencies of stone arch bridges are mainly governed by their arch spans. Test results reveal that the presence of spandrel walls and the use of mortar for joints are also important factors influencing the natural frequencies of stone arch bridges.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.83-90
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• 2008

우리나라의 석조문화재를 모델링할 때 불연속면을 갖는 구조재의 강성을 어떻게 규명하느냐가 매우 중요하지만 원형보존을 해야 하는 문화재의 특성상 이를 파악하기란 매우 곤란하다. 이를 위해 본 연구에서는 비파괴조사를 이용하여 고유진동수를 측정한 후, 시행착오법을 이용하여 측정된 고유진동수와 컴퓨터 모델링 결과 파악된 고유진동수를 비교함으로써 불연속면의 강성, 구조재의 탄성계수 등 홍예교를 이루는 재료의 구조적 물성을 추정함으로써 컴퓨터 모델링을 하는 방법을 제시하고 홍예교량의 동적특성에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 연구결과 무사석 및 적심석의 강성이 홍예교의 동적특성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.61-69
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• 2011

우리나라의 석조문화재을 모델링할 때 불연속면을 갖는 구조재의 강성을 어떻게 규명하느냐가 매우 중요하지만 원형보존을 해야 하는 문화재의 특성상 이를 파악하기란 매우 곤란하다. 이를 위해 본 연구에서는 비파괴조사를 이용하여 고유진동수를 측정한 후, 시행착오법을 이용하여 측정된 고유진동수와 컴퓨터 모델링 해석을 통해 고유진동수를 비교함으로써 불연속면의 강성, 구조재의 탄성계수 등 숭례문 육축 구조를 이루는 재료의 구조적 물성을 추정하였다. 이를 통해 육축 문화재에 대한 컴퓨터 모델링 기법을 제시하고 육축구조물의 안전성에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 연구결과 적심석의 강성이 육축구조물의 안전성에 가장 큰 영향을 미지는 젓으로 분석되었다.