• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권4호
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• pp.559-578
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• 2011

In regions of high seismic risk, high-strength concrete (HSC) columns of tall buildings are designed to be fully ductile during earthquake attack by providing substantial amount of confining steel within the critical region. However. in areas of low to moderate seismic risk, the same provision of confining steel is too conservative because of the reduced seismic demand. More critically, it causes problematic steel congestion in the beam-column joints and column critical region. This will eventually affect the quality of concrete placing owing to blockage. To relieve the problem, the confining steel in the critical region of HSC columns located in low to moderate seismicity regions can be suitably reduced, while maintaining a limited ductility level. Despite the advantage, there are still no guidelines developed for designing limited ductility HSC columns. In this paper, a formula for designing limited ductility HSC columns is presented. The validity of the formula was verified by testing half-scale HSC columns subjected to combined high-axial load and flexure, in which the confining steel was provided as per the proposed formula. From the test results, it is evident that the curvature ductility factors obtained for all these columns were about 10, which is the generally accepted level of limited ductility.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.134-140
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• 2017

본 연구에서는 양생조건이 다른 압축강도 90 MPa 수준의 고강도 콘크리트 부재의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험변수는 정상 및 저온 양생 조건, 인장 철근량 및 콘크리트 압축강도 수준 등을 고려하였다. 8개의 보 부재를 제작하여 휨 실험을 수행하였으며 균열 간격, 하중-처짐 관계, 하중-변형률 관계 및 연성지수를 파악하였다. 실험결과는 철근량이 증가함에 따라 균열 개수는 증가하고 균열간격은 감소하는 경향을 나타내며, 콘크리트 강도가 높을수록 균열개수가 줄어들기는 하지만 그 효과는 철근량보다는 상당히 작은 것을 알 수 있었다. 설계기준에서 제안된 평균 균열 간격 식과 비교한 결과, 실험결과가 제안식의 결과보다 약간 크게 나타났으나, 제안식은 콘크리트 강도 및 양생조건을 반영하지 못하는 문제점이 있다. 정상 양생된 부재들의 연성지수는 3.36~6.74이며, 저온 양생된 부재들의 연성지수는 1.51~2.82으로 나타나, 저온 양생된 부재들의 거동은 정상 양생된 부재들에 비해서 연성도지수가 저감됨을 확인하였으며, 본 연구와 기존 연구의 연성지수를 비교한 결과, 고강도 콘크리트 부재의 연성지수는 선행연구의 보통강도 콘크리트의 연성지수 보다 크게 나타났으나, 더 구체적인 결과를 파악하기 위해서는 추가연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.793-805
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• 2004

본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권2호
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• pp.201-211
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• 2017

This paper experimentally investigates the effect of yield strength of reinforcing bars and stirrups on the seismic performance of reinforced concrete (RC) circular piers. Reversed cyclic loading tests of nine-large scale specimens with longitudinal and transverse reinforcement of different yield strengths (varying between HRB335, HRB500E and HRB600 rebars) were conducted. The test parameters include the yield strength and amount of longitudinal and transverse reinforcement. The results indicate that the adoption of high-strength steel (HSS) reinforcement HRB500E and HRB600 (to replace HRB335) as longitudinal bars without reducing the steel area (i.e., equal volume replacement) is found to increase the moment resistance (as expected) and the total deformation capacity while reducing the residual displacement, ductility and energy dissipation capacity to some extent. Higher strength stirrups enhance the ductility and energy dissipation capacity of RC bridge piers. While the product of steel yield strength and reinforcement ratio ($f_y{\rho}_s$) is kept constant (i.e., equal strength replacement), the piers with higher yield strength longitudinal bars are found to achieve as good seismic performance as when lower strength bars are used. When higher yield strength transverse reinforcement is to be used to maintain equal strength, reducing bar diameter is found to be a better approach than increasing the tie spacing.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.853-858
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• 2001

Experimental studies were peformed to investigate variations in ductility of shear wall with length of boundary confinement. Eight specimens containg different lengths of confinment zone, which model compressive zone in plastic regions of shear walls, were tested against eccentric vetical load. Stress-strain model for confined concrete was used to predict strength and ductility of the specimens, which was compared to the test results. The results obtained show that failure of the compressive zone occurs in a brittle manner when the stress of unconfined zone softened after the ultimate strength were reached. To enhance the ductility of shear walls with concentrated confinement zone such as barbell-type walls, the ultimate strength of the confinement zone needs to be increased, and for shear walls with distributed confinement zone the length of the confinement zone needs to be extended.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.446-451
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• 2000

In case of strong earthquake, upper-sheat wall lowe-frame structures show the weak-story failure at lower part. Where we should guarantee sufficient strength, energy dissipation capacity and ductility. In this study, a typical structure was selected for a prototype and four 1:2.5 scaled models, representing the subassemblages including the interior column and the deep beam, were constructed. Experimental parameters include transverse reinforcement ratio and axial force. The non- linear behavior of the subassemblages subjected to the cyclic lateral displac-ement were evaluated through investigation of the ultimate strength, ductility, load-deformation characteristics. From the results of the tests on 4 specimens, it is concluded that the strength increased as the axial force increased and the ductility increased as the transverse reinforcement ratio increased.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.683-695
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• 1997

본 연구는 강제 라멘교각 접합부 panel zone의 전단거동특성에 대하여 검토한 것이다. 여기에서는 접합부 시험체 20개에 대한 재하실험 결과와 3가지의 FEM해석 모델에 대한 결과를 제시 하였다. 이와같은 실험및 해석결과를 비교 검토한 결과, panel zone의 강도와 변형 성능은 단면적비와 전단좌굴등에 의하여 감소하는 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 이상의 결과를 기초로 panel zone의 강도와 변형성능에 대한 새로운 평가식을 제안하였으며, 또한 기존의 라멘교각 접합부에 대한 변형성능에 관해서 검토하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.168-173
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• 2001

The effect of grain refinement of the strength and ductility of metallic materials is investigated. A model in which a single phase material is considered as an effectively two-phase one is discussed. A distinctive feature of the model is that grain boundaries are treated as a separate phase deforming by a diffusion mechanism. Deformation of the grain interior phase is assumed to be carried by two concurrent mechanism. Deformation of the grain interior phase is assumed to be carried by two concurrent mechanisms: dislocation glide and mass transfer by diffusion. The model was exemplified by simulating uniaxial tensile deformation of Cu down to the nanometer grain size. The results confirm the observed strain hardening behaviour and a trend for reduction of ductility with decreasing grain size at room temperature.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권6호
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• pp.697-714
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• 2011

Assessing the ductility of reinforced concrete sections and members has been a complex and intractable problem for many years. Given the complexity in estimating ductility, members are often designed specifically for strength whilst ductility is provided implicitly through the use of ductile steel reinforcing bars and by ensuring that concrete crushing provides the ultimate limit state. As such, the empirical hinge length and neutral axis depth approaches have been sufficient to estimate ductility and moment redistribution within the bounds of the test regimes from which they were derived. However, being empirical, these methods do not have a sound structural mechanics background and consequently have severe limitations when brittle materials are used and when concrete crushing may not occur. Structural mechanics based approaches to estimating rotational capacities and rotation requirements for given amounts of moment redistribution have shown that FRP plated reinforced concrete (RC) sections can have significant moment redistribution capacities. In this paper, the concept of moment redistribution in beams is explained and it is shown specifically how an existing RC member can be retrofitted with FRP plates for both strength and ductility requirements. Furthermore, it is also shown how ductility through moment redistribution can be used to maximise the increase in strength of a member. The concept of primary and secondary hinges is also introduced and it is shown how the response of the non-hinge region influences the redistribution capacity of the primary hinges, and that for maximum moment redistribution to occur the non-hinge region needs to remain elastic.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.103-111
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• 2007

본 연구는 강섬유 보강 콘크리트와 앵글을 사용한 합성보의 구조성능을 평가하고자 실험 연구를 수행하였다. 이러한 목적으로 일반 RC보와 강섬유가 혼입된 RC보, 그리고 강섬유 보강 합성보로 구성된 총 7개의 실험체를 제작하였으며, 모든 실험체에는 별도의 전단보강을 하지 않았다. 실험체의 주요 변수는 강섬유의 혼입률과 인장보강근비이며, 합성보의 강도 예측식의 평가와 실험 결과로부터 합성보의 강도, 강성, 연성능력, 에너지소산능력 등의 구조 성능을 평가하였다. 실험 결과들을 평가한 결과, 합성보의 공칭강도 산정식은 매우 정확한 예측이 가능하였으며, 휨균열강도 예측식은 강섬유 보강 효과의 고려가 필요하다고 판단되었다. 강섬유 체적비는 실험체의 강도와 연성 능력, 그리고 에너지소산 능력을 모두 증가시키는 것으로 나타났다. 인장보강근비와 유효인장보강근비의 증가는 실험체의 최대강도 증가에는 효과가 있지만, 반면에 연성 능력과 에너지소산 능력은 일정 수준을 초과하면 연성 능력과 에너지소산 능력이 저하하는 것으로 나타나고 있으므로 적절한 인장보강근비와 유효인장보강근비가 적용될 수 있도록 제한할 필요성이 있다고 판단된다.