• 제목/요약/키워드: 강관 설계

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기존 지하철정거장 비개착공법 적용시 유한요소 해석과 관리기준에 관한 연구 (A Study on the Finite Element Analysis and Management Criteria by Applying UPRS Method in the Subway Station)

  • 조병준
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.43-52
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    • 2019
  • 지하철 정거장의 하부에 비개착공법 적용하여 안정성 영향분석을 위하여 유한요소 변위 해석, 유한요소 응력해석, 강관추진 진행 과정에 따른 변위, 내부 굴착에 따른 변위 및 강관의 응력변화, 지반의 물리적 특성인 탄성 및 탄소성 이론 등을 도입하였다. 구조적으로 적당한 미소 요소로 분할해서 각 요소가 유한개의 점으로 연결되는 요소로 가정한 모델로 하여 수치적 해석을 통하여 비개착공법 적용시 구조물 안정성에 미치는 영향을 국토교통부와 외국 자료를 근간으로 한 구조물 관리기준과 비교 검토하였다. 그 결과 최대 변위 7.21 mm가 발생되어 허용변위 기준(25.00 mm) 이내, 최대 각 변위는 1/3,950으로 허용 각변위 기준(1/500) 이내, 비개착공법 강관다발 구조체의 최대 휨압축응력량도 70.29 MPa로 허용기준(210.00 MPa) 이내로 분석되었고, 최대 전단응력량은 47.38 MPa로 허용기준(120 MPa) 이내로 분석되어 유한요소 해석결과, 설계 및 시공 안정성을 검증하였다.

CFT 기둥-보 내다이아프램의 형상변화를 고려한 인장실험 (Tension test considering the shape change of CFT Column-to-Beam Interior Diaphragm)

  • 곽성신;최병정
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.67-75
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    • 2019
  • 콘크리트 충전강관(Concrete Filled Steel Tube, 이하 CFT) 기둥에 사용되는 내다이아프램은 사용 강재량은 적으나 강관과 네 면을 용접해야 하므로 용접이 까다롭고 개구부가 필요한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서 살펴보고자하는 개선 다이아프램은 콘크리트 충전을 위한 중앙부 홀을 4등분하여 각 코너부위를 절삭했다. 개선 다이아프램은 중앙부 홀의 넓이는 기존 다이아프램과 동일하지만 강관과 접하는 다이아프램의 폭이 감소하여 용접 길이가 기존 다이아프램 대비 약 70%가 감소된다. 개선 다이아프램의 인장성능을 검토하기 위하여 콘크리트 타설 홀의 반지름인 R값을 설계 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 단순 인장 실험을 통하여 내다이아프램에 동일 하중을 받았을 때 각 실험체의 면내 변형률을 분석하였다. 범용유한요소해석 프로그램을(ANSYS 19.2)를 사용하여 실제 단순 인장 실험과 동일한 조건으로 해석을 수행하고 개선 다이아프램과 기존 다이아프램의 하중 전달을 비교하였다. 다이아프램의 폭이 플랜지 폭과 같거나 작을 때는 다이아프램의 단부에서 부터 응력이 집중되고 플랜지 폭이 더 클 때는 중앙부에서 응력이 집중되는 것을 확인하였다.

CFST의 D/t 제한모델들에 대한 신뢰성해석에서 모델링불확실성을 해결하는 선택적 방법 (An Alternative Perspective to Resolve Modelling Uncertainty in Reliability Analysis for D/t Limitation Models of CFST)

  • 한택희;김정중
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.409-415
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    • 2015
  • 콘크리트충전강관(Concrete Filled Steel Tube, CFST) 기둥 설계 시, 강관의 국부좌굴을 방지하기 위하여 강관두께 t에 대한 기둥외경 D의 크기를 제한하고 있다. 각각의 설계시방서에서 각기 다른 최대 D/t값을 제안하고 있으며, 강재의 항복응력 $f_y$, 또는 $f_y$와 강재의 탄성계수 E의 식으로 표현된다. $f_y$와 E의 불확실성을 고려할 경우, 최대 D/t 계산식을 포함한 한계상태함수(limit state function)를 구성하여 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수(reliability index) ${beta}$를 산정할 수 있다. 결정된 ${beta}$는 사용된 최대 D/t 계산식에 따라 달라질 것이다. 이러한 신뢰성해석(reliability analysis) 결과의 가변성(variability)은 한계상태함수에 포함되는 전산모델 선택의 모호함(ambiguity)에서 기인한 것으로 모델링불확실성(modelling uncertainty)이라 한다. 모델링불확실성은 정보적불확실성(epistemic uncertainty)의 하나로 알려진 불명확성(non-specificity)으로 고려할 수 있으며, 불명확성은 가능성분포함수(possibility distribution function)를 사용하여 모델링할 수 있다. 본 연구 에서는 다른 3개의 최대 D/t 계산식을 사용하여 주어진 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성해석을 수행하고 각각의 신뢰성지수를 계산할 것이다. 불명확한 신뢰성지수들은 가능성분포함수를 사용하여 모델링되고, 이로부터 확신정도(degree of confirmation)를 측정할 것이다. 확신정도는 신뢰성지수가 감소하면 증가한다. 결과적으로, 확신정도에 따라 재구성된 신뢰성지수들을 얻을 수 있으며, 허용 확신정도와 함께 CFST 단면의 국부좌굴에 대한 신뢰성지수의 결정이 가능하게 된다.

현장시험과 Class-A 및 C1 type 수치해석을 통한 강관매입말뚝의 거동에 대한 연구 (A Study on the Behaviour of Prebored and Precast Steel Pipe Piles from Full-Scale Field Tests and Class-A and C1 Type Numerical Analyses)

  • 김성희;정경자;정상섬;전영진;김정섭;이철주
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권7호
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    • pp.37-47
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    • 2017
  • 본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

환보강 K형 관이음부의 정적강도에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on Static Strength of Ring-Stiffened Tubular K-joint)

  • 임동주;조현만;류연선;김정태;나원배
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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    • pp.454-457
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    • 2009
  • 관이음부는 다양한 장점을 가지고 있어 여러 분야에 널리 이용되며, 관이음부의 구조강도를 증가시키기 위해 내부에 환보강재를 설치하는 방법이 대형 강관구조물에서 사용되고 있다. 그러나 환보강 관이음부의 해석 및 설계 자료에 관한 연구는 미흡한 실정이므로, 보강재의 기하학적 특성과 정적강도와의 관계를 규명하고자 한다. 환보강 K형 관이음부의 정적강도에 대하여 수치적으로 검토하기 위해 원형 중공단면의 관이음부를 유한요소 모델링하였고, 각 부재의 직경, 두께 및 폭의 상관관계를 이용한 무차원 계수를 통해 보강재의 위치와 기하학적 형상에 따른 보강효과를 수치적으로 검토하였다.

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한강수계에 있어서 분해모형에 의한 모의 월유량 발생 (A Generation of Synthetic Monthly Streamflows in the Han River Basin by Disaggregation Model)

  • 강관수;선우중호
    • 물과 미래
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    • 제20권2호
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    • pp.107-116
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    • 1987
  • 수자원 시스템의 합리적인 분석, 개발계획과 운영 및 설계를 위하여 필요한 자료를 얻기 위한 추계학적 모형이 계속 개발되어지고 있다. 본연구에서는 한강수계의 과거자료를 이요하여 다지점 AR(1) 모형으로서 연유량을 모의발생시킨후, 장기간, 단기간, 통계적 특성치를 잘 보존하는 분해 모형을 통해 월유량을 발생시켰다. 모의 발생된 자료를 이용하여 모형의 적합도 검정, 통계학적 분석을 실시한 결과 사용된 모형이 국내유역에서의 적용가능성이 검증되었다.

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항만 강관 구조물의 음극방식설계 개선방안에 관한 연구 (A Study on Improvement of Cathodic Protection Design of Harbour Marine Steel Structure)

  • 김성종
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제21권5호
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    • pp.584-590
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    • 1997
  • Harbour marine steel structures, which are served in severe marine environment, should be protected in appropriate method to reduce corrosion problems. Cathodic protection, one of the protection methods in terms of practical and economical point of view is being widely used to marine steel structures mentioned above. Recently it has been reported that the life of Al alloy anode with sacrificial anode for protection of harbour marine steel structures was shortened significantly than the original design life. In this study, the optimum cathodic protection design of harbour marine steel structures was investigated with parameter of sea water pollution degree.

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가선작업 하중을 고려한 765kV 강관철탑 설계 (765kV Steel Tubular Tower Design On Considering Stringing Load)

  • 정태호;김신철;윤영순;신태우;이안근;김광열
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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    • pp.935-937
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    • 1998
  • The stringing load was added to tower design that consider the active load in 765kV transmission line construction. The nominal auxiliary members of steell tubular tower arm were altered into stress members by means of three dimensional design analysis method. 765kV transmission line construction also use self-standing tower that does not install temporary wire which support the section tower placed between drum field and engine field when stringing process.

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765kV 송전용 강관철탑설계 및 제조기술에 관한 연구 (A study on the design and manufacture technique for 765kV T/L pipe steel tower.)

  • 김정부;이동일;박태동;이익회;신수식;김해룡
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.281-283
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    • 1993
  • We have studied and researched about the pipe steel tower. Which can be designed briefly with fewer members and due to electrical supported with single member economically and safely as higher structure and bigger load is required for 765kv T/L and it is difficult to transmit the electricity with good quality Safely and economically by the traditional steel tower composed of single angle.

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대구경 해상 강관말뚝의 설계지지력 확인을 위한 여러 가지 재하시험의 적용 (Case Studies of Several Load Tests for Large Diameter Battered Steel Pipe Piles Constructed on the Offshore Area.)

  • 이정학;서덕동;정헌주
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.291-298
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    • 2001
  • It is very difficult to accomplish load tests of piles with large diameter constructed on the offshore area, because of requirement for large scaled loading equipment and bad testing conditions. Therefore, so far in many cases pile driving dynamic formulas have applied to quality control, and recently dynamic load test method is widely used for confirming bearing capacities of such piles. However, in cases of piles with very large diameter about 2,500mm, it is nearly impossible for regular type load test methods of piles such as static and dynamic to apply owing to very large design load. This is case studies of load tests such as modified static and dynamic load tests of piles and point load tests of rock samples for estimating rational allowable bearing capacity of very large diameter piles constructed on the marine area.

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