• 제목/요약/키워드: 강성관

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GFRP적층복합재료관의 신뢰성 해석 (Reliability Analysis of GFRP Laminated Composite Cylindrical Shells)

  • 조효남;이승재
    • 전산구조공학
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    • 제6권1호
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    • pp.117-125
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    • 1993
  • 일반적으로 복합재료 적층원통관의 강도와 강성은 세장모수, coupling 강성모수, 섬유배향각, 적층방법, 그리고 적층수 등의 변동성에 매우 민감하게 변화한다. 본 논문에서는 복합재료 적층원통관의 합리적인 신뢰성해석을 수행할 수 있는 강도 및 좌굴한계상태함수를 제안하고, 전술한 인자들이 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 적층원통관의 강도 및 좌굴신뢰성에 미치는 영향을 고찰하였다. 이들은 복합재료 적층원통관의 강도 및 좌굴신뢰성에 매우 다양하고 복합적인 영향을 미치기 때문에 최적설계기법이나 설계규준의 개발등을 통하여 설계관련 인자들을 설계에 합리적으로 반영하므로서 실무에서 균형설계(Balanced Design)를 위한 일관성 있는 안전도/신뢰도의 확보가 가능하다고 사료된다.

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지반조건에 따른 지중매설 연성관의 거동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of Buried Flexible Pipes with Soil Condition)

  • 이형규;박준석
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 보통 지중에 매설되는 관은 강성관과 연성관으로 구분된다. 연성관 중 유리섬유강화플라스틱(Glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic, GFRP)으로 이루어진 GFRP 관은 지중에 매설시 지반과 관의 상호관계를 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 지중에 매설되는 GFRP 관의 장단기의 구조적 거동을 조사하고자 한다. 먼저, 국내에서 생산되는 GFRP 관의 역학적 성질조사를 하고, 현장매설실험과 유한요소해석을 수행하여 장기거동 예측에 대한 기초자료로 활용하였다. GFRP 관의 장기거동을 예측하기 위해 약 5,232시간 동안의 수직 관변형을 조사하였으며, 이를 바탕으로 최대 50년 동안의 관변형에 대하여 Monod-type 방법으로 예측하였다.

지중매설 유리섬유복합관의 관변형에 관한 안전성 평가 (A Safety Evaluation on the Ring Deflection of Buried GRP Pipes)

  • 박준석;김선희;김응호;윤순종
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.26-33
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    • 2011
  • 최근 지중매설 유리섬유복합관(GRP관)은 유해한 환경에서 뛰어난 성능을 보유하고 있어 하수관거용으로서 사용이 증가 되고 있다. 또한 지중에 매설되어 있는 조건에서 기존의 콘크리트관 등 강성관에 비해 구조적 성능이 뛰어나다. 지중매설 GRP관은 주로 상부에 작용하는 상부토압과 활하중에 의한 압축응력에 의해 원주방향으로 변형이 일어나게 된다. GRP관의 구조적 거동은 매설토와 주변의 지반의 성질에 따라 다르게 설계되어야 한다. GRP관의 설계는 Spangler 의 변형량 계산식을 Watkins에 의해 수정되어 사용되고 있다. 이 연구에서는 Watkins의 관변형 추정식에 GRP관의 재료적 특성을 고려하여 관변형량을 예측하였다.

상수도용 유리섬유복합관의 구조적 거동특성 및 안전성 평가 (Characteristics of Structural Behavior and Safety Estimation of Water Supply GFRP Pipe)

  • 이보베;이승식;주형중;윤순종
    • Composites Research
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    • 제22권3호
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • 이 논문에서는 강수도관에 사용되는 GFRP관의 구조적 거동에 대한 실험적, 이론적 연구의 결과를 제시하였으며, 관의 단면은 두개의 CFRP층과 그 층 사이의 폴리머 모르타르 층으로 구성되어 있다. GFRP는 경량성, 부식저항성, 관의 내부 표면조도 향상, 유연성 등이 뛰어나기 때문에 강수 계통의 관으로써 시용이 계속적으로 증가되고 있는 추세이다. 그러므로 더욱 최적화된 구조설계법이 개발되어야 한다. 이 연구에서 CFRF관의 하중-원주방향변위에 대한 특성을 이론적, 해석적으로 조사 하였으며 추가적으로 원강성시험을 하였다. 시험결과를 이론적, 해석적 연구결과와 비교하였으며, 원주방향의 변위가 5% 이내에서는 결과들이 서로 잘 일치하였다. 결과적으로 상수도 계통에 사용되는 CFRP관은 업계의 요구조건을 충분히 만족함을 알 수 있었다.

지중매설 연성관의 관강성 추정 (Pipe Stiffness Prediction of Buried Flexible Pipes)

  • 박준석;김선희;김응호
    • 상하수도학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.13-20
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    • 2012
  • In this paper, we present the result of an investigation pertaining to the pipe stiffness of buried flexible pipes. Pipe stiffness (PS) formula for the parallel plate loading condition is derived based on the elasticity theory. Vertical and horizontal displacements are also derived. Vertical deflection is always larger than the horizontal deflection because some of energy due to overburden load is stored in the pipe but the difference is negligibly small. In the study, mechanical properties of the flexible pipes produced in the domestic manufacturer are tested and the results are reported in this paper. In addition, pipe stiffness is determined by the parallel plate loading tests and the finite element analysis. The difference between test and analysis is less than 14% although there are significant variations in the mechanical properties of the pipe material. Therefore, it was found that the finite element analysis can be used to predict the pipe stiffness instead of conducting parallel plate loading test.

강성 및 컴플라이언트 행오프 하에서의 미연결송유관의 동력학 (Dynamics of disconnected risers under rigid and compliant hang-off)

  • ;윤덕영
    • 한국해양공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.39-51
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    • 1987
  • 석유시추 보호관의 비선형 운동을 시뮬레이트하는 유효한 해법이 non-uniform grid 유한차분법과 implicit time 적분법에 근거하여 제시되었다. 극한 상태에 있는 지지 플랫폼의 상승 가속도에 의해 생기는 보호관의 동적 좌굴형 반응에 관하여 상세히 연구되었고, 이 반응에 미치는 중요 변수가 규명되었다. 운동의 현저한 감소와 이에 따른 응력들이 컴플라이언트 행오프(hang-off)를 적용시킴으로써 얻어졌다.

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2ply 벨로우즈 신축관이음의 반복하중 실험 기반 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of 2ply Bellows Expansion Joint based on Cyclic Loading Test)

  • 손호영;전법규;이상우;주부석
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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    • pp.311-312
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    • 2022
  • 최근 발생한 경주 및 포항 지진으로 인해 다수의 매립배관 손상이 보고되었다. 벨로우즈 신축관이음은 기하학적 특성으로 인해 진동 및 침하 등으로 인한 손상을 저감시킬 수 있다. 벨로우즈 신축관이음관의 내진 성능평가에 대한 실험적 혹은 해석적 연구는 미미한 상황이다. 본 연구는 벨로우즈 신축이음관의 내진성능을 분석하기 위해 반복하중 기반의 실험적 연구를 수행하였다. 또한 실험결과를 기반으로 3차원 유한요소 모델을 구축하였으며 실험과 해석에서 얻어진 하중-변위 관계를 비교하였다. 해석 모델에서 전체적인 강성이 큰 것으로 나타났으며 최대 변위가 작용할 때 에너지 소산량은 약 10% 가량 큰 것으로 나타났다.

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