• Title/Summary/Keyword: 구조물

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Co-evolutionary Structural Design Framework: Min(Volume Minimization)-Max(Critical Load) MOD Problem of Topology Design under Uncertainty (구조-하중 설계를 고려한 공진화 구조 설계시스템)

  • 양영순;유원선;김봉재
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.335-347
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    • 2003
  • 본 논문에서는 설계 하중에 지배되는 구조물에 있어서, 입력 파라미터들의 불확실성을 표준편차와 패턴의 변동, 두 차원에서 접근, 처리할 수 있는 방안을 제시하기 위해서 구조물에 입력으로 작용하는 하중 패턴의 결정과 구조물의 형상의 진화를 동시에 고려할 수 있는 Co-Evolutionary Structural Design framework라 명명한 새로운 구조 설계 방식을 개발하였다. 공학자의 직관과 경험 의존적인 하중을 대상으로 최적화된 구조물은, 성능에 완벽한 안전을 보장해 줄 수 없으며, 이에 관한 문제를 해결하기 위해서 주어진 상황 속에서 다양한 하중이 작용하더라도 안전할 수 있는 구조물의 설계 방식에 관해서 설명한다. 본 프레임워크는 연성을 가지는 두 Disciplinary Modules, 즉 구조 형상설계와 하중설계로 이루어지며 하중에 관한 DB로 연결되어 순차적인 MDO 설계과정을 거치게 된다. 두 Discipline은 설계과정을 거치면서 상호 견제의 틀 속에서 진화하며 기존 방식과 달리 극한 하중 패턴을 스스로 찾아서 설계 반영하는 특징을 가진다. 본 접근 방식의 유용성을 평가하기 위해서 10-bar truss 구조물과 Jacket-Type 구조물로 테스트해 보았다.

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Collapse Behavior of Small-Scaled RC Structures Using Felling Method (전도공법에 의한 축소모형 철근콘크리트 구조물의 붕괴거동)

  • Park, Hoon;Lee, Hee-Gwang;Yoo, Ji-Wan;Song, Jeung-Un;Kim, Seung-Kon
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.17 no.5
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    • pp.381-388
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    • 2007
  • The regular RC structures have been transformed into irregular RC structures by alternate load of RC structures during explosive demolition. Numerical simulation programs have contributed to a better understanding of large displacement collapse behavior during explosive demolition, but there remain a number of problems which need to be solved. In this study, the 1/5 scaled 1, 3 and 5 stories RC structures were designed and fabricated. To consider the collapse possibility of upper dead load, fabricated RC structures were demolished by means of felling method. To observe the collapse behavior of the RC structures during felling, displacement of X-direction (or horizontal), displacement of Z-direction (or vertical) md relative displacement angle from respective RC structures were analyzed. Finally explosive demolition on the scaled RC structures using felling method are carried out, collapse behavior by felling method is affected by upper dead load of scaled RC structures. Displacement of X and Z direction increases gradually to respective 67ms and 300ms after blasting. It is confirmed that initial collapse velocity due to alternate load has a higher 3 stories RC structures than 5 stories.

Application of Equivalent Beam Element for Practical Vibration Analysis of Stadium Structure (스타디움 구조물의 실용적인 진동해석을 위한 등가보요소의 적용)

  • Kim, Gee-Cheol
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.8 no.5 s.39
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    • pp.91-99
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    • 2004
  • In general, stadium structure with long span has low inherent natural frequency. In the stadium structure, structural behavior similar to resonance can be occurred easily by spectator rhythmical movements of which exciting period is small comparatively. It is required to investigate the safety and the serviceability of stadium structure. Therefore, there exists a necessity for accurate vibration analysis. Accurate analysis of stadium structure subjected to dynamic load is required for economical construction and safe design of stadium structure. Stadium structure should be modeled by refined mesh for accurate vibration analysis. As the mesh of stadium structure is refined, the number of divided elements increases in numerical analysis. The number of node is increased and numerous computer memories or computational time are required. So it is very difficult to analyze refine model of stadium structures by using the commercial programs. It is possible to efficient vibration analysis of stadium structure by finite element modeling method using equivalent beam element proposed in this paper, because the number of nodes is decreased remarkably.

Analysis for Dynamic Characteristics of T-shaped structure using Sensitivity Analysis and Reduced Impedance Method (감도해석과 축소임피던스합성법을 이용한 T형 구조물의 동특성 해석에 관한 연구)

  • 오재응;류지우;조준호
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1994.10a
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    • pp.231-237
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    • 1994
  • 컴퓨터의 눈부신 발달에 힙입어 실험 또는 해석적 방법으로 일반 구조물이나 기계구조물의 진동특성을 손쉽고 정확하게 파악하는 것이 가능하게 되었다. 그런데 최근의 산업현장은 지금까지의 정확한 구조해석에만 그치지 않고 이를 바탕으로 강도 개선, 재료 절감을 통한 원가절감, 중량 최소화 문제등의 차원에서 동적인 특성의 변경을 요구하고 있다. 이러한 문제는 그 중요성에도 불구하고 여전히 설계자의 경험이나 시행착오에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 구조물 결합부분에 주목하여 동특성의 변경 문제를 해석하고자 하였다. 즉 거의 모든 구조물이 결합부를 가지고 있는데 결합부 특성을 정확히 파악할 수 없기 때문에 리벳이나 보울트나 어떤 특수한 형태 결합부가 구조물의 특성에 주는 영향을 예측하기 어렵다. 이러한 결합부이 특성을 알아내고 구조물 동특성 변경 및 개선안을 제시하는 최적설계를 위해 감도해석기법은 아주 유효하게 쓰일 수 있다. 한편 구조물의 대형화, 복잡화는 구조물 동특성 해석에 더욱 많은 계산시간과 용량이 큰 전자계산기를 필요로 하게 되었으며, 분계의 결합부위가 변경되거나 결합형태가 변했을 때 전계의 동특성을 다시 해석할 필요없이 분계만의 정보로부터 전계의 동특성을 알아낼 필요가 생겼다. 이러한 의미에서 구조물의 분계로부터 전계의 동특성을 해석을 위한 부분구조합성법이 대두되게 되었다. 본 연구에서는 이러한 감도해석과 부분구조합성법의 공통된 문제를 일치화하고자 하였다. 즉 감도해석기법을 이용하여 필요한 구조물의 동특성에 부합하는 결합부의 최적한 설계변수를 규명하였고 이렇게 구해진 결합부의 설계변수와 분계의 정보를 알고리즘이 비교적 간단하고 오차가 적은 축소임피던스 합성법에 적용하여 전계의 동특성을 해석함으로써 감도해석기법과 축소임피던스 합성법의 통합적용이 최적설계와 이에 따른 동특성 해석에 효과적인 방법임을 보이고자 하였다. 대상구조물은 구조물 결합의 기본적인 형태인 T형을 선택하였다. T형 구조물은 분계 A(16개의 사각요소)와 분계 B(8개의 사각요소)로 이루어져 있으며 두개의 스프링으로 결합되어 있다. 설계변수는 강성에 국한하였으며 결합부의 결합형태는 탄성결합과 강결합으로 하였다. 감도해석과 축소임피던스 합성법에 의해 구해진 고유진동수와 FRF를 상용 유한 요소 해석 패키지인 MSC/NASTRAN을 통하여 검증하여 이 연구의 타당성을 검토하였다.

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Evaluation of seismic reliability of structures designed accoring to current seismic design provision (UBC) (현행 내진 설계규준(UBC)으로 설계된 구조물의 내진 신뢰성 평가)

  • 한상환;이리형
    • Computational Structural Engineering
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    • v.8 no.3
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    • pp.113-122
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    • 1995
  • The purpose of this study is to evaluate performance and safety of structures designed according to current seismic code or provisions (e.g., Uniform Building Code(UBC), NEHRP provisions, etc.) during lifetime of structures. The performance is represented in terns of reliability in this paper. To perform reliability analyses, a large number of time history response analyses for a given structure are usually required. In this study, to perform reliability analyses ground motions are generated based on nonstationary random process and structures are designed based on UBC. In this paper, responses of structures under a given earthquake is evaluated using dynamic nonlinear time history analyses and also an equivalent nonlinear system (ENS) with response scaling factors. The ENS system is described in the companion paper. Therefore, this paper evaluates the seismic performance of structures and also verify the accuracy of ENS.

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Excavation Design and Vibration Analysis for the Crossing Under a Railway Station (정거장 구조물 횡단 굴착 설계 및 진동 해석)

  • ;;Reijo Riekkola
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 1998.10a
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    • pp.505-512
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    • 1998
  • 지하철과 같은 지하구조물 설계시 기존 구조물 지하를 관통하는 경우가 있다. 본 논문은 기존 역사의 바닥슬래브 밑에 새로운 지하철용 박스 구조물 상부 슬래브가 위치하게 되는 특별한 경우의 굴착 방법을 제시하고 제시된 굴착방법이 상부 구조물에 어떤 영향을 미치는지를 FLAC을 이용하여 검토해 본 것이다. 기존 구조물이 위치하고 있는 지반이 경암인 경우 발파가 주의 깊게 설계되고 시행된다면 발파로 인한 상부 구조의 진동 영향은 충분히 제어할 수 있는 수준으로 예상되었다.

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Advanced Structural Monitoring System Using fiber Optic Sensors (광섬유 센서를 이용한 첨단구조계측 시스템)

  • 김기수;김종우
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.445-452
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    • 2002
  • 토목 및 건축구조물에 대한 합리적이고 정확한 설계, 시공은 물론 구조물 시공후의 안전 점검, 보수ㆍ보강 등을 위한 계측은 구조물의 사용성을 항상 최적의 상태로 유지하고 구조물의 공용수명을 연장시키는데 있어 매우 중요하다. 일반적으로 사용단계의 구조물은 시간이 경과함에 따라 초기의 설계, 시공상 오류에 의한 초기결함, 반복하중 그리고 취약한 환경 등 외부 조건에 노출될 경우에는 구조물 본연의 성능을 점차 상실하게 되어 심지어는 인명과 재산권을 위협하는 대형 붕괴사고를 일으키기도 한다. (중략)

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Damage Estimation of Structures by Second Order Modal Perturbation (2차 모우드 섭동법에 의한 구조물의 손상도 추정)

  • 홍규선;윤정방;류정선
    • Computational Structural Engineering
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    • v.5 no.3
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    • pp.119-126
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    • 1992
  • Most civil engineering structures such as bridges, power plants, and offshore platforms are apt to suffer structural damages over their service lives caused by adverse loadings, such as earthquakes, wind and wave forces. Accumulation of structural damages over a long period of time might cause catastrophic structural failure. Therefore, a methodology for monitoring the structural integrity is essential for assuring the safety of the existing structures. A method for the damage assessment of structures by the second order inverse modal perturbation technique is presented in this paper. Perturbation equation consists of a matrix equation involving matrices of structural changes(stiffness and mass matrix changes) and matrices of modal property changes(natural frequency and mode shape changes). The damages of a structure are represented as changes in the stiffness matrix. In this study, a second order perturbation equation is formulated for the damage assessment of structures, and solved by an iterative procedure. The effectiveness of the proposed method has been investigated through a series of example analysis. The estimated results for the structural damage indicated that the present method yields resonable estimates for the structural changes.

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Response Analysis of Frame Structures with the Consideration of Tunnel Construction (프레임구조물의 터널시공에 따른 거동분석)

  • Son, Moorak;Park, Jaehyun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.3C
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    • pp.121-127
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    • 2012
  • This paper investigates the response of frame structures with the consideration of tunnel construction (ground loss) conditions. The response of four-story open frame structure and block-infilled frame structures, which are subjected to tunnelling-induced ground movements, has been investigated in different construction (ground loss) conditions using numerical analysis. The open frame structure has been modelled as an elastic structure, while the block-infilled frame structure has been modelled to have real cracks when the shear and tensile stress exceed the maximum shear and tensile strength. The response of the two different frame structures has been investigated in terms of construction (ground loss) conditions considering the magnitude of deformations and cracks in structures. In addition, the damage levels, which are possibly induced in the structures, has been provided in terms of construction (ground loss) conditions using the state of strain damage estimation criterion (Son and Cording, 2005). The results of this study will provide a background for better understandings for controlling and minimizing building damage on nearby frame structures due to tunnelling-induced ground movements.

The Variation of Current by the Building of Artificial Upwelling Structure (인공용승구조물 설치에 의한 유동변화)

  • Kim, Dong-Sun;Hwang, Suk-Bum;Kim, Dae-Hyun
    • Proceedings of KOSOMES biannual meeting
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    • 2006.11a
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    • pp.155-158
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    • 2006
  • 한국 남해안 거제도 앞바다에 투하된 인공용승구조물에 대한 유통 변화를 파악하기 위해 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 선박에 장착하여 정선관측을 실시하였다. 관측결과 구조물 투하전과 후의 유통비교를 보면 구조물 주변역에서 표층에서부터 수심 $30\sim40m$까지의 충과 그 이심까지의 흐름이 다르게 나타났다. 또한 구조물 주변역에서 연직유동성분의 흐름이 구조물 투하 전에는 하강류의 분포가 많이 나타났으나 구조물 투하 후에는 상승류의 성분이 많이 나타남을 알 수 있었다.

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