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복합신소재구조학회논문집 update

Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures

  • : 한국복합신소재구조학회
  • : 공학분야  >  기타(공학)
  • : KCI등재
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  • : 연속간행물
  • : 격월
  • : 2093-5145
  • : 2288-0232
  • :

수록정보
수록범위 : 3권2호(2012)~13권4호(2022) |수록논문 수 : 405
복합신소재구조학회논문집
13권4호(2022년 08월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

저자 : 이헌석 ( Lee Heon-seok ) , 오명환 ( Oh Myung-hwan ) , 김우석 ( Kim Woo-suk )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 13권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 1-8 (8 pages)

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국내 지진 발생의 빈도는 점차 증가하는 추세에 있으며, 포항지진(5.4 규모)은 진앙지와 주민 거주지가 가까워 피해가 심각했는데 건물의 외장재가 떨어져 차량 등에 2차 피해가 발생하여 건물 외장재 안전에 대한 우려가 커지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비구조 요소 중 커튼월의 동적 내진성능평가 규격에 대한 세계 각 국의 규준을 고찰하고 이 중에서 가장 널리 통용되는 AAMA501. 6-18에 따라 그 동적 내진성능을 평가하고자 한다. 또한, 본 연구에서 수행한 3축 동적 지진파 대응 가능 커튼월 시스템 실험을 통해 지진에 대한 2차 피해 방지를 위한 내진 커튼월 설계시공지침 개발에 기초적 자료로 제공하고자 한다.


The number of earthquakes in Korea is rising constantly, and the Pohang earthquake (magnitude 5.4), which occurred close to where locals lived, caused significant damage. Therefore, the global standards for the dynamic seismic performance evaluation of curtain walls are considered among the nonstructural factors in this study. Additionally, the dynamic seismic performance is assessed using the popular AAMA501, which ranges from 6 to 18. Additionally, this study's three-axis dynamic seismic wave response-capable curtain wall system experiment aims to offer fundamental information for creating seismic curtain wall design and construction recommendations to stop secondary earthquake damage.

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저자 : 전법규 ( Jeon Bub-gyu ) , 김성완 ( Kim Sung-wan ) , 윤다운 ( Yun Da-woon ) , 주부석 ( Ju Bu-seog ) , 유진석 ( Yu Jin-seok )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 13권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 9-17 (9 pages)

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배관시스템은 대표적인 사회기반시설이다. 지진으로 인한 배관 손상은 심각한 피해를 초래할 수 있으므로 배관시스템은 지진으로부터 반드시 보호되어야 할 필요가 있다. 지진은 설계기준을 초과하는 상대변위를 동반할 수 있다. 이러한 지진의 거동은 배관 이음부에 손상을 줄 수 있다. 배관시스템에서 과도한 변형이 발생할 수 있는 위치에 지진분리이음을 적용하면 내진성능을 향상시킬 수 있다. 적층형 금속 벨로우즈는 지진과 같은 저주기 피로 하중에 대한 내구성이 우수하다. 따라서 다중 적층형 금속 벨로우즈는 파이프의 면진 이음새로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 지진분리이음의 하나인 다중 적층형 금속 벨로우즈에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 2종류의 다중 적층형 벨로우즈 신축관이음에 대하여 단조하중 및 반복하중재하시험을 수행하고 손상모드와 한계상태를 추정하였다. 그리고 단조재하시험과 반복재하시험의 결과를 비교 분석하였다.


Pipelines are representative infrastructure facilities. Damage to pipelines caused by earthquakes is highly to cause serious damage for city. Therefore, pipeline need to be protected from earthquakes. But large relative displacements exceeding the allowable displacement of pipe can be caused by earthquakes. This seismic behaviors could causes damage to the joint of the pipe. The seismic performance of the pipe can be improved by applying a seismic separation joint to a location where excessive deformation of the pipe may occur. The multi-ply metal bellows has good durability against low-cycle fatigue loads such as earthquakes. Therefore multi-ply metal bellows could be used as seismic separation joint of pipes. In this study, Experimental study was performed for multi-ply metal bellows which is the one of seismic separation joint. Monotonic and cyclic loading tests were performed on two types of multi-ply metal bellows and limit state was estimated. The difference of leakage displacement in the monotoinc loading tests are less than 2%. However, the leakage displacement of the cyclic loading tests showed a difference of more than 12%. As a result, more layers of bellows could improve the performance for cyclic loading of multi-ply metal bellows.

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저자 : 이상열 ( Lee Sang-youl )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 13권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 18-23 (6 pages)

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본 연구는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)로 보강된 복합재 구조의 동적 해석을 다루었다. Mori-Tanaka 모델을 기반으로 MWCNT 중량 비율, 패널의 곡률, 그리고 CNT의 임의 배열이 복합재의 동적거동에 미치는 상호작용을 연구하였다. 본 연구 결과는 CNT의 부피함유비율의 변화에 따른 복합재의 유효탄성계수를 예측하는 기존 문헌결과와 비교하여 검증하였다. 수치해석 예제는 복합재의 동적 특성을 평가함에 있어서 MWCNT 보강의 불규칙한 배열 또는 기울어진 방향으로 배치된 효과에 대한 중요성을 제시하였다.


This work focused on the dynamic analysis of composite multi-walled carbon nanotube (MWCNT)-enhanced structures that were either randomly or strangely organized. The Mori-Tanaka model was used to study the multiscale interactions between MWCNT weight ratios, panels' curvatures, and CNT random orientations on the dynamic characteristics. The results were confirmed by those found in the available literature for cases that predict the effective elastic modulus for different volume fractions of CNT. The significance of random orientation and alignment effects of MWCNT reinforcement for defining the dynamic properties of composites were illustrated using numerical examples.

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저자 : 권민호 ( Kwon Minho ) , 강민곤 ( Kang Mingon )

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 13권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 24-35 (12 pages)

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일반적으로 콘크리트는 골재, 모래, 시멘트, 담수, 혼합재 등 다양한 재료로 구성되어있으며 재령에 따라서 강도가 증가한다. 콘크리트에 필요한 각 재료의 비율은 혼합 설계를 통해 결정되지만, 콘크리트의 강도는 실험적으로 측정되기 전까지는 알 수 없다. 이러한 한계를 극복하기 위해 실험을 통해 얻은 데이터를 이용하여 콘크리트의 압축 강도를 예측하기 위해 통계수학과 기계학습 알고리즘을 이용한 많은 연구가 시도되었다. 이전의 연구는 콘크리트 압축 강도 예측에 신경망 기법이 가장 적합하다고 제안하였다. 그러나 신경망 기법은 다른 기계학습과 비교하여 모델 학습에 계산 비용이 많이 들어 실제로 적용하기 어려운 문제점이 있다. 최근 몇 년 동안 다양한 회귀 분석 모델이 개발되었으므로 본 연구에서는 신경망 대신 최신 회귀 분석모델을 이용하여 콘크리트 강도 예측모델을 제시하였다. 이를 위해 최근 개발된 회귀 분석 모델에 대한 교차검증을 시행하여 최적의 모델을 선정하였다. 그리드 검색을 통하여 선정된 각 모델의 하이퍼 파라미터를 최적화하고, 국내외 데이터를 활용하여 기계학습 모델을 훈련하고 검증하였다. 이들 중 CatBoost, LGBMR, RFR, XGBoost 회귀모델이 높은 성능을 보여주었다. 특히 그 중에서 XGBoost 회귀 분석 모델이 가장 작은 오차와 높은 정확도를 보여주었다. 이들 중 오류가 가장 큰 LGBMR 모델도 이전 연구에서 제안된 신경망 및 앙상블 모델보다 성능이 우수하였다. 현장 레미콘 콘크리트에 대한 압축 강도 예측을 시행하여 학습된 모델의 현장 적용 가능성을 확인하였다.


Concrete is generally composed of various materials such as aggregate, sand, cement, freshwater, and mixed materials, and the strength increases with age. The ratio of each material required for concrete is determined through the mixing design, but the strength of concrete cannot be known until experimentally measured. To overcome this limitation, many studies have used statistical mathematics and machine learning algorithms to predict the compressive strength of concrete using data obtained through experiments. Previous studies have proposed neural networks for predicting the compressive strength of concrete, but they are computationally expensive and difficult to apply in practice. As various regression models have been recently developed, a concrete strength prediction model was presented using recently developed regression models instead of a neural network with low computational efficiency. First, an optimal model was selected by the cross-verification procedure for the regression analysis models. Hyper-parameters of each selected model were optimized through grid search, and machine learning models were trained. The models that showed excellent performance in predicting the concrete compressive strength were CatBoost Regression(CatBoost), LGBM Regression(LGBMR), Random Forest Regression(RFR), and XGBoost Regression (XGBoost) models. The XGBoost regression model had the lowest error and best accuracy. The LGBM model, which shows lower performance, is better than the neural networks and ensemble models proposed in previous studies. The compressive strength prediction for ready-mixed concrete was also good, confirming the field applicability of these models.

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저자 : 정동혁 ( Jung , Donghyuk , Carofilis¸ W. , Kim¸ K. E.

발행기관 : 한국복합신소재구조학회 간행물 : 복합신소재구조학회논문집 13권 4호 발행 연도 : 2022 페이지 : pp. 36-41 (6 pages)

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본 연구는 기존 이력댐퍼와 프리스트레트 철계 형상기억합금(Fe SMA)을 결합한 새로운 하이브리드 댐퍼를 제안하고 이용가능성을 해석적으로 평가한다. 하이브리드 댐퍼는 강진 발생 시 모멘트 프레임의 에너지소산능력을 향상시키고 잔류변형을 감소시키기 위한 목적으로 제안되었다. 구조해석 프로그램인 OpenSees를 통해 댐퍼의 각 요소에 대한 해석모델을 구축하였고, 세가지 형식의 강재 가새프레임에 대해 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과, 제안된 댐퍼는 모멘트 프레임의 최대 및 잔류변형을 줄이는데 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에 사용된 Fe SMA는 니켈-티타늄(Ni-Ti) 형상기억합금에 비해 5-10%에 해당하는 낮은 재료 비용을 가지면서도 지진에 취약한 프레임 구조의 내진보강에 효과적인 결과를 보였다.


This paper analytically explores the applicability of a novel hybrid damper, which incorporates prestressed iron-based shape memory alloy (Fe-SMA) into a conventional hysteretic damper. The hybrid damper aims to dissipate energy as well as reduce residual drift of moment frames subject to strong ground motions. The behavior of each component of the hybrid damper is numerically modeled in OpenSees, and a series of time history analyses is performed for three types of 2D braced steel frames. The results of the analyses reveal that the proposed damper showed greater performance in reducing the maximum and residual drifts of the steel frame. Fe-SMA used in this study costs only 5%-10% of conventional nickel-titanium (Ni-Ti) SMA but is promising as an effective retrofitting method for seismically vulnerable frame structures.

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