In this study, the displacement dependence, strength, and energy dissipation capacity of the steel rod damper were evaluated. The test variables are the number of steel rod dampers and the lateral deformation prevention details. From test results, it was evaluated that the displacement dependence conditions in the structural design code were satisfied. The maximum strength and energy dissipation capacity increased linearly as the number of steel rod increased. In addition, the maximum strength and energy dissipation capacity were evaluated by more than 20 times increased by using of the lateral deformation prevention details.

Laser cutting has many advantages, including high-speed cutting potential, no reaction forces, narrow kerf widths, ease of remote control, and more. This makes it the next generation cutting technology for nuclear decommissioning. For this reason, various groups in countries with nuclear power plants have been working on applying laser cutting to nuclear decommissioning. Our group has also been developing in-air and underwater laser cutting technologies. Previous research has focused on efficiently cutting thicker steels. To accomplish this, a cutting head with a long focusing element with a focal length of 600 mm was utilized. A long focusing head is advantageous for cutting thick objects at high speeds because it can maintain a high power density over a long distance. However, with such a long focused beam, the residual laser power that remains after passing through the target object can cut or damage other unwanted objects located behind the target. Utilizing a short focused element can solve this problem, but if the focal length is too short, the cutting capability will be reduced. In this work, we developed and applied a cutting head that utilizes a focused element with a short focal length of 300 mm. Cutting tests with this head allowed us to cut 10-60 mm thick stainless steel plates at a laser power of 6 kW. We also obtained the maximum cutting speed and kerf width for each thickness while increasing the laser power by 1 kW from 1 to 6 kW. The results obtained in this work are expected to be utilized for safe cutting in future nuclear decommissioning applications.

Methods for predicting the ultimate/buckling strength of ship structures have been extensively improved in terms of design formulas and analytical solutions. In recent years, the design strategy of ships and offshore structures has tended to emphasize lighter builds and improve operational safety. Therefore, the corresponding geometrical changes in design necessitate the use of high-tensile steel and thin plates. However, the existing design formulas were mainly developed for thick plates and mild steels. Therefore, the calculation methods require appropriate modification for new designs beased on high-tensile steel and thin plates. In this study, a modified formula was developed to predict the ultimate strength of thin steel plates subjected to compressive and shear loads. Based on the numerical results, the effects of the yield stress, slenderness ratio, and loading condition on the buckling/ultimate strength of steel plates were examined, and a newly modified double-beta parameter formula was developed. The results were used to derive and modify existing closed-form expressions and empirical formulas to predict the ultimate strength of thin-walled steel structures.

U-flanged truss beam is composed of u-shaped upper steel flange, lower steel plate of 8mm or more thickness, and connecting lattice bars. Upper flange and lower plate are connected by the diagonal lattice bars welded on the upper and lower sides. In this study, the details of delayed buckling of lattice members were developed through reinforcement of the end section, in order to improve structural capacity of U-flanged Truss Steel Beam. To verify the effects of these details, the simple beam experiment was conducted. The maximum capacity of all the specimens were determined by the buckling of the lattice. The vertical reinforced details of the ends with steel plates, rather than the details reinforced with steel bars, are confirmed to be a valid method for enhancing the structural capacity of the U-flanged Truss beam. In addition, U-flanged Truss Steel Beam with reinforced endings with steel plates can exhibit sufficient capacity of the lattice buckling by the formulae according to Korean Building Code (KBC, 2016) and Eurocode 3.

In this study, two types of thick steel plates are prepared by controlling carbon equivalent and nickel content, and their microstructures are analyzed. Tensile tests, Vickers hardness tests, and Charpy impact tests are conducted to investigate the correlation between microstructure and mechanical properties of the steels. The H steel, which has high carbon equivalent and nickel content, has lower volume fraction of granular bainite (GB) and smaller GB packet size than those of L steel, which has low carbon equivalent and nickel content. However, the volume fraction of secondary phases is higher in the H steel than in the L steel. As a result, the strength of the L steel is higher than that of the H steel, while the Charpy absorbed energy at -40 °C is higher than that of the L steel. The heat affected zone (HAZ) simulated H-H specimen has higher volume fraction of acicular ferrite (AF) and lower volume fraction of GB than the HAZ simulated L-H specimen. In addition, the grain size of AF and the packet sizes of GB and BF are smaller in the H-H specimen than in the L-H specimen. For this reason, the Charpy absorbed energy at -20 °C is higher for the H-H specimen than for the L-H specimen.

일반적인 구조용 강재의 경우 항복변형률의 이상의 변형을 경험한 이후에 하중을 제거하면 재가력되는 시점에 따라 서 재료의 항복강도는 증가하고 연성이 감소하는 현상을 보인다. 원형강관의 경우 철판을 말아서 제작하는 과정에서 철판의 두 께와 원형강관의 직경에 따라서 항복변형률이상의 큰 변형을 경험하게 되고 이러한 변형은 제작된 강관의 구조적인 성능에 많 은 영향을 미친다. 이러한 이유에서 제작과정에 발생하는 변형이 원형강관의 구조성능에 미치는 영향을 파악할 필요가 있다. 따 라서, 이 연구에서는 원형강관을 제작하는 경우에 발생하는 변형에 의한 철판의 항복강도, 인장강도 및 연성 등의 영향을 파악 하기 위해서 강관의 직경 및 두께와 시험편을 채취한 방향을 변수로 다수의 인장실험을 수행하고 이를 분석하였다. 실험 결과 를 바탕으로 원형강판에서 채취한 시험편은 코일에서 채취한 시험편에 비해 항복강도와 인장강도가 더 높았고, 연신율은 낮아 진 것으로 나타났다.

In this study, the correlation between microstructure and Charpy impact properties of FCAW(Flux cored arc welding) HAZ(Heat affected zone) of thick steel plates for offshore platforms was investigated. The 1/4 thickness(1/4t) location HAZ specimen had a higher volume fraction of bainite and finer grain size of acicular ferrite than those of the 1/2 thickness (1/2t) location HAZ specimen because of the post heat effect during the continuous FCAW process. The Charpy impact energy at -20 oC of the 1/4t location HAZ specimen was lower than that of the 1/2t location HAZ specimen because of the high volume fraction of coarse bainite. The Charpy impact energy at -40 and -60 oC of the 1/2t location HAZ specimen were higher than those of the 1/2t location HAZ specimen because the ductile fracture occurred in the fine acicular ferrite and martensite regions. In the ductile fracture mode, the deformed regions were observed in fine acicular ferrite and martensite regions. In the brittle fracture mode, long crack propagation path was observed in bainite regions.

In this study, three kinds of bainitic steel plates are manufactured by varying the chemical compositions and their microstructures are analyzed. Tensile and Charpy impact tests are performed at room and low temperature to investigate the correlation between microstructure and mechanical properties. In addition, heat affected zone (HAZ) specimens are fabricated by a simulation of welding processes, and the HAZ microstructure is analyzed. The base steel that has the lowest carbon equivalent has the highest volume fraction of acicular ferrite and the lowest volume fraction of secondary phases, so the strength is the lowest and the elongation is the highest. The Mo steel has a higher volume fraction of granular bainite and more secondary phases than the base steel, so the strength is high and the elongation is low. The CrNi steel has the highest volume fraction of the secondary phases, so the strength is the highest and elongation is the lowest. The tensile properties of the steels, namely, strength and elongation, have a linear correlation with the volume fraction of secondary phases. The Mo steel has the lowest Charpy impact energy at -80 oC because of coarse granular bainite. In the Base-HAZ and Mo-HAZ specimens, the hardness increases as the volume fraction of martensite-austenite constituents increases. In the CrNi-HAZ specimen, however, hardness increases as the volume fraction of martensite and bainitic ferrite increases.

In this study, three kinds of steels are manufactured by varying the rolling conditions, and their microstructures are analyzed. Tensile and Charpy impact tests are performed at room temperature to investigate the correlation between microstructure and mechanical properties. In addition, heat affected zone(HAZ) specimens are fabricated through the simulation of the welding process, and the HAZ microstructure is analyzed. The Charpy impact test of the HAZ specimens is performed at -40 oC to investigate the low temperature HAZ toughness. The main microstructures of steels are quasi-polygonal ferrite and pearlite with fine grains. Because coarse granular bainite forms with an increasing finish rolling temperature, the strength decreases and elongation increases. In the steel with the lowest reduction ratio, coarse granular bainite forms. In the HAZ specimens, fine acicular ferrites are the main features of the microstructure. The volume fraction of coarse bainitic ferrite and granular bainite increases with an increasing finish rolling temperature. The Charpy impact energy at -40 oC decreases with an increasing volume fraction of bainitic ferrite and granular bainite. In the HAZ specimen with the lowest reduction ratio, coarse bainitic ferrite and granular bainite forms and the Charpy impact energy at -40 oC is the lowest.

본 논문은 유공형 판 형태로 전단 보강한 넓은 보의 중심에 기둥을 삽입하여 연속한 두 경간으로 설계하여 전단파괴 실험을 통해 넓은 보의 거동을 평가하였다. 유공형 강판으로 전단 보강된 시험체 5개와 유공형 GFRP판으로 보강된 시험체 3개 총 8개의 시험체를 전단파괴 실험을 통해 계측한 전단강도와 ACI-318 규준의 설계식을 통해 얻은 전단강도와 비교․평가하였다. 또한 넓은 보의 지지부 폭, 지지부의 형상과 전단보강재의 재료를 변수로 하여 넓은 보의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 지지부 폭이 증가할수록 전단강도가 증가하고 하중의 집중을 방지하는 것을 확인하였다. 또한 전단보강재의 재료인 강재와 GFRP에 상관없이 전단보강량이 동일하다면 넓은 보에서 비슷한 전단보강효과를 보이는 것을 확인하였다.

iFLASH System is new structural floor system which consists of sandwich panels filled with nano-composite. The nano-composite has low specific gravity and high bonding strength with steel plates. The bonding strength is one of important factors for structural performance of iFLASH　System and it can further be improved by surface preparation such as blast metal cleaning. However, using none blast steel plates is recommended since surface preparation generates additional fabrication time and cost. In this study, a bonding strength test and bending experiment were conducted to check feasibility of applying none blast steel plates to iFLASH　System. Moreover, stress in bonding plane between steel plates and nano-composite was analytically evaluated by finite element method. Consequently, flexural capacity of the specimen was 11% higher than theoretically calibrated value and its flexural behavior was structurally efficient without defect of bonding.

The bond strength is not enough due to the delaminate of epoxy between FRP and steel. However, the adhesion reinforcement method can improve the bond strength between steel plate and FRP plate. In this study, a bolt tighting and FRP sheet wrapping methods were used to improve bond strength between steel plate and FRP plate. Also, flexural test were performed according to the attachment pattern for AFRP plate strengthened steel beams.

본 연구에서는 서모소닉 시험을 위한 실용적이고 편리한 PZT 가진 시스템을 구축하고 그 특성을 평가하고자 하였다. PZT 가진기의 성능 평가 및 가진기와 시험체와의 다양한 연결방법의 효과에 대하여 평가하기 위한 실험 을 수행하였다. 실험은 서로 다른 두께를 가진 금속 플레이트를 이용하여 수행되었다. 본 논문에는 실험 장치 및 다양한 연결방법의 성능 시험 결과가 소개되었다. 실험 결과 가진기의 공진 주파수 근처에서 작은 입력 전압과 작은 힘을 이용하여 큰 변형률을 가진 다수의 모드를 가진 할 수 있었고 이 결과는 가진 중에 비선형 진동의 발 생 없이 서모소닉 시험을 위해 충분한 변형률을 얻을 수 있는 가능성을 보여준다. 결과적으로 결함 검출을 위해 작은 크기의 변형률이 필요한 시험체의 경우 작은 PZT 가진기가 간편하고 신뢰성 있는 가진 시스템을 제공 할 수 있다는 가능성을 보여주었다.

본 연구에서는 강재가 맞대기 이음으로 연결될 경우 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 쉬트(sheet)를 맞대기 이 음부에 접착할 경우 강재 및 CFRP 쉬트에 발생하는 응력을 해석하였다. CFRP 쉬트로 보강한 경우 접착제의 두께, 강재와의 접착 길이, CFRP 강도 변화를 매개변수로 사용하여 이 매개변수에 변화에 따른 이음부의 응력분포를 분 석하였다. 또한 CFRP를 여러 층으로 접착할 경우 각 층의 강도를 다르게 변화시켜 맞대기 이음부에 유리한 응력분 포를 나타내는 CFRP의 강도를 제시하였다. 본 연구를 위해 빠른 수렴성을 가지며 왜곡된 요소형상에서도 정확한 응력결과를 보이는 강화변형률장(Enhanced Assumed Strain Field)을 사용한 평면변형률 유한요소에 대한 프로그램을 작성하였다.

This study is planed to solve the overturning problem and manifestation of tensile cracking of plain concrete piers of railroad bridges. For the overturning problem, earth anchors are used to fix the bottom of a pier to a rock-foundation using prestressing cables. Composite of FRP (Fiber Reinforced Polymer)and Steel Plates (FSP) are attached longitudinally on the surface of the pier to prevent cracking. Then, FRP band strips are wrapped onto the FSPs to provide lateral confinement. Push-over tests in field show that the earth anchors are effective in preventing the overturning of the pier, and that the FSPs and the FRP strips prevent the cracking of concrete and increase the strength in bending.

철근콘크리트 보에 대한 섬유-강판 복합플레이트의 보강효과를 연구하였다. 합계 12개 철근콘크리트 보 중, 7개는 탄소 섬유-강판 복합플레이트(CSP)로 보강되었으며, 4개는 유리섬유-강판 복합플레이트(GSP)로 보강되었고, 나머지 1개는 비교를 목적으로 보강되지 않았다. 보강보 실험결과, 새로 개발된 섬유-강판 복합플레이트 보강시스템은 보강재의 조기탈락을 제어하여 연성파괴를 유도하는 것으로 나타났다. 본 연구에 사용된 CSP 보강보의 연성지수는 GSP 보강보의 연성지수는 로 측정되었다. ESP 보강보 및 GSP 보강보의 최대하중은 보강하지 않은 기준보에 비해 각각 115%, 107% 향상된 것으로 측정되었다. 또한, 보강보 실험과 해석 결과들은 잘 일치하는 것으로 나타났다.

본 논문에서는 중 약진 지역에서 중력 저항시스템인 중간 모멘트골조로 설계된 3층, 6층 RE 플랫플레이트 구조물을 KBC 2005를 만족하도록 RC구조물에 강판과 가새/ BRB 등의 보강방법을 적용하여 보강하고, 내진성능을 평가하여 보강 효과를 검증하였다. 비탄성 정적해석과 동적해석 결과에 따르면 내진 보강된 구조물은 강도와 강성이 크게 향상된 것으로 나타났다 특히 기둥을 철판으로 보강한 경우 슬래브를 철판으로 보강하여 조기 뚫림 전단파괴를 방지함으로써 강도를 크게 향상할 수 있다. BRB로 보강된 구조물은 Brace로 보강된 구조물보다 다소 연성적 거동을 보였으며, 그 효과는 3층 모델에서 현저하게 나타났다.

An experimental study was performed to investigate the cyclic behavior of steel plate walls with reinforced concrete frames. Three specimens of three-story steel plate walls with reinforced concrete frames were tested. The parameters for the test specimens were the reinforcement ratio of the column and coupling wall. A reinforced concrete infilled wall and a reinforced concrete frame were also tested for comparison. The steel plate walls with reinforced concrete frames exhibited much better ductility and energy dissipation capacity than the reinforced concrete infilled wall and the reinforced concrete frame. The results showed that unlike other structural systems, the steel plate wall with reinforced concrete frames has excellent deformation capacity as well as strength, and can therefore be used as an effective earthquake-resisting system. This result indicates that not only steel frames but also reinforced concrete frames can be used in the steel plate wall system.

선박용 강판(KR Grade A-1, SWS41A, SWS41B)의 수중용접 최적화에 관한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국산 라임티타니아계 용접봉 피복제의 흡수속도는 약 60분에서 일정하게 되고, 침수시간 8분까지의 흡수속도는 약 0.15%/min 였으므로 40cm 용접기간중의 정미 흡수량은 약 0.22%미만에 불과하였다. 2. 위의 이유와 건조, 직접, 침수용접봉에 의한 대기중, 수상, 수중용접과 모재의 인장강도 및 미시조직 비교실험결과에 의하면, 수중용접시간이 8분이내의 충분히 짧은 때에는 강도상 건조된 직접용접봉의 사용이 가능할 것이다. 3. 용접조건이 수중용접비이드에 미치는 영향을 KR Grade A-1강판에 대하여 조사한 결과, 용접각도는 60˚, 용접전류는 160A정도, 용접봉지름은 4mm인 경우가 적합하며, 또한 비이드외관과 X-선검사에 의하면 일미나이트, 라임티타니아, 고산화티탄계 용접봉이 가장 적합하였다. 4. 위의 용접봉 종류와 각 지름에 대해 비이드외 관검사에 의한 적정 수중용접전류의 범위는 어느 일정 범위내에 제한되며, 용접봉지름의 증가에 따라 전류는 증가하는 경향이다. 5. 수중용접부의 용착금속부에 관한 기계적특성조사에 의하면, 인장강도와 항복강도는 입열량과 이차함수적 관계가 성립되고, 이음효율이 100% 이상의 범위가 존재하며, 충격치와 스트레인은 모재의 경우보다 낮으나 그 증가현상이 고입열량 범위에서 존재하므로, SWS41A에 대한 수중용접 최적입열량범위는 약 13~15KJ/cm이다. 한편, 인장-인장 편진 피로한도가 모재의 경우보다 높고, 충격치와 연신율을 고려하여 구한 최적입열량의 범위는 약 16~19KJ/cm로서, 피로강도를 높이기 위한 입열량은 정적 인장강도때보다 고입열량으로 수중용접해야 한다. 이때 모든 실험식의 신뢰성은 95%수준이다. 6. 수중용접부에 대한 X-선검사와 미시조직검사 및 경도분포조사에 의하면 용접결함은 발견되지 않았으며, 특히, 깊이 1mm 표층부의 모재측 열영향부와 본드(bond)와의 경계부근에 경도 Hv400 max으로서 미세 마르텐사이트, 베이나이트, 퍼얼라이트와 소량의 조대한 입계페라이트 조직이며 그 외의 부위는 퍼얼라이트와 페라이트 조직으로서, 수소취성영향의 극심한 경도증가 및 조직은 발견되지 않았다. 7. 위에서 구한 입열량의 최적범위 내에서의 제어에 의하여 수중용접 할 경우, 신뢰성 있는 용접품질의 최적화가 가능할 것이다.