• 제목/요약/키워드: 구조물 변위

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수치해석을 이용한 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 분석 (Numerical Analysis on Bearing Capacity of a Suction Bucket in Clay)

  • 이치홍;정재욱;김성렬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권10호
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • 버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.

댐-호소계 비선형 지진응답의 직접시간영역 해석기법 (Direct Time Domain Method for Nonlinear Earthquake Response Analysis of Dam-Reservoir Systems)

  • 이진호;김재관
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.11-22
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    • 2010
  • 이 논문에서는 댐-호소계의 선형 및 비선형 지진응답 해석을 시간영역에서 엄밀히 수행할 수 있는 해석법을 제시하였다. 댐-호소계는 (1) 선형 또는 비선형으로 거동하는 댐체와 (2) 깊이가 균일하다고 가정한 호소 원역 및 (3) 댐체와 호소 원역 사이 불규칙한 형상의 근역의 세가지 부구조물로 구성된 연계 시스템으로 정식화되었다. 댐체는 선형 또는 비선형 유한 요소로 모델링되고, 호소 원역은 무한 영역으로의 에너지 방사를 엄밀하게 표현할 수 있도록 주파수영역에서 개발된 변위기반 전달경계를 시간영역에서의 포갬적분으로 변환하여 시간증분법과 결합이 용이하게 하였다. 호소 근역을 댐체와 호소 원역이라는 두 개의 부구조물 사이에 저장된 압축성 유체로 모델링하였다. 이 논문에서는 세 개의 부구조물로 구성되는 댐-호소계에 대해 비선형 시간영역 해석을 용이하게 하는 시간증분법을 유도하여 제시하였고 개발된 해석법을 다양한 형상의 댐-호소계의 지진응답 해석에 적용하여 그 정확성을 검증하였다. 이에 추가하여 제시한 기법을 콘크리트 댐의 비선형 지진응답 해석에 적용하여 손상 정도와 부위를 해석 결과로서 보여주었으며 동시에 제시한 기법이 내진성능 평가 등 실무에 바로 활용될 수 있음을 입증하였다.

T형 벽체의 유효 폭 및 휨강도 평가 (Evaluation of the Effective Width and Flexural Strength of the T-Stalled Walls)

  • 양지수;이리형
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.796-803
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    • 2002
  • T형 벽체는 웨브 벽체와 평행한 방향으로 횡력이 작용할 때 그 작용 방향에 따라 다른 강성과 강도를 갖는다. 특히, 플랜지벽체에 인장력이 작용할 때 플랜지 벽체내 철근의 기여로 인하여 벽체의 휨강도가 상승하게 되는데 이것은 전단지체 현상에 기인한 것이다. 이러한 전단지체 현상에 따라 플랜지 벽체는 전체 폭이 웨브 벽체와 일체로 거동하지 못하고, 일정한 부분만이 웨브 벽체와 함께 거동하게 되는데, 이러한 범위를 유효 폭이라 하며, 이러한 유효 폭은 구조물의 실제적인 강도와 강성을 예측하는데 중요한 역할을 하게되므로 반드시 구명되어야 할 요소라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 실험을 통하여 웨브 벽체 단부에 기존의 양단부 보강상세를 갖는 T형 벽체의 실제적인 강도와 유효 폭을 평가하고자 한다. 연구목적을 달성하기 위하여 3개의 실험체를 제작하였으며 0.1 $f_{ck}$ . $A_{g}$의 축력을 실험이 진행되는 동안 일정하게 유지하면서, 반복가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 유효 폭은 횡변위의 증가에 따라 증가하는 것으로 나타났으며 최대강도 발현시 h/3에 해당하는 전체 플랜지가 유효 폭으로 작용하는 것으로 나타났다. 그러므로, PCI나 국내 기준에 의한 h/10의 유효 폭은 웨브 벽체 단부에 주어진 보강상세를 갖는 벽체에 대하여 적절치 못한 것으로 사료된다..

직접전단상자 시스템에 따른 동결토의 강도 평가에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Strength Evaluation in Frozen Soils according to Direct Shear Box Systems)

  • 김상엽;김영석;이장근;이종섭
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.5-14
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    • 2017
  • 극한지 동결 지반에서 구조물의 설계 및 시공이 진행됨에 따라, 안정성 평가를 위해 동결토의 강도 특성에 대한 실험적 연구가 필수적이다. 본 연구의 목적은 전단 상자 시스템에 따른 동결토의 강도를 평가하는 것으로, 이를 위하여 보편적으로 사용되는 기존 직접전단 시스템(Type-1), 상부 전단 상자 위쪽에 롤러를 설치한 시스템(Type-2), 그리고 상부 전단 상자를 하부 전단 상자와 분리되도록 기둥으로 고정한 시스템(Type-3)을 제작하였다. 모든 시스템에는 모래, 실트, 그리고 증류수를 동일한 비율로 혼합한 시료를 이용하여 조성하였으며, 냉동 챔버 내에서 $-5^{\circ}C$까지 동결된 후 연직 응력 5, 10, 25 그리고 50kPa을 가하며 직접전단실험을 수행하였다. 실험 결과, Type-1은 전단 이동에 따라 상부 전단 상자가 회전(rotation)하여 하부 전단 상자와 접촉하는 문제가 발생했다. 상부 전단 상자의 회전을 롤러로 방지한 Type-2의 경우, 회전을 막는 힘이 전단강도에 추가되어 강도가 과대 평가되었다. Type-3의 경우, 동결 시료만의 전단강도가 평가되었으며, 최대전단강도 발현 시점과 수직변위가 증가하기 시작하는 시점이 유사하게 나타났다. 또한, Type-3의 최대전단강도와 잔류전단강도의 내부마찰각과 점착력은 롤러의 영향이 제거되어 Type-2보다 작게 나타났다. 본 연구는 동결토와 같이 강도가 큰 시료의 경우 Type-3과 같이 개선된 전단 상자 시스템을 이용하여 동결토만의 강도를 평가할 수 있음을 보여준다.

함치성낭종의 조대술 후 변위된 영구치의 자가맹출 (SPONTANEOUS ERUPTION OF PERMANENT TEETH AFTER MARSUPIALIZATION ASSOCIATED WITH DENTIGEROUS CYSTS)

  • 송희정;김재곤;양연미;백병주;김미아;정해경
    • 대한소아치과학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.194-201
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    • 2011
  • 함치성낭종은 발육성 기원의 치성낭 중 가장 흔한 형태로서, 미맹출된 치아의 치경부에 부착되어 치관을 감싸고 있는 낭종으로 치관과 위축된 법랑상피 사이에 액체가 축적되어 발생한다. 환자는 보통 동통이나 불편함을 느끼지 않으나, 낭종이 이차적으로 감염될 경우에는 종창과 동통이 발생할 수 있다. 치료를 하지 않을 경우, 낭종은 매복된 치아의 맹출을 저해할 뿐만 아니라, 그 치아를 악골 내 비정상적인 위치로 이동시키므로 조기에 발견하여 적절한 치료를 시행해야 한다. 함치성낭종의 치료방법으로는 적출술이나 조대술, 또는 두 가지를 복합적으로 시행하는 방법이 있다. 치료 방법은 환자의 나이와 신체상태, 환부의 외과적 접근도, 주요 구조물의 보존 및 보호, 낭종의 종류에 따라 결정할 수 있다. 본 증례의 환아들은 각각 주소부위의 맹출 장애, 부종과 통증을 주소로 본과에 내원하여 감염원인 유치를 발거하고 함치성낭종의 조대술을 시행하였다. 이후 폐쇄장치로 공간을 유지하고 주기적으로 폐쇄장치를 삭제해주어 이환치의 자발적인 맹출을 유도하여 교합을 완성하였기에 이를 보고한다.

조대술을 이용한 함치성 낭종의 치험례 (A CASE REPORT OF A DENTIGEROUS CYST TREATED BY MARSUPIALIZATION)

  • 전은민;김태완;김현정;남순현;김영진
    • 대한소아치과학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.473-480
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    • 2007
  • 함치성 낭종은 치관이 형성된 후 성상세망(stellate reticulum)의 변성으로 인하여 치관과 환원법랑질상피 사이에 유동물질이 축적되어 나타난다. 연령별로는 10대 또는 20대에서 발생율이 높고 거의 미맹출 치관과 관련되어 나타난다. 일반적으로 무증상이지만 낭이 크거나 염증이 동반된 경우 종창과 통증을 유발한다. 함치성 낭종은 방사선 검사 시 미맹출 치아의 치관을 둘러싸는 경계가 명확한 단방성의 방사선 투과성 병소로 나타나며, 인접치의 변위나 치근흡수가 관찰되기도 한다. 함치성 낭종의 치료 목적은 비정상조직을 완전히 제거하되 낭종내 전위된 치아를 가급적 보존하여 맹출을 유도하고 악궁 내에서 기능할 수 있도록 하는 것이며, 제거술식으로는 적출술과 조대술이 널리 이용되고 있다. 조대술은 낭벽의 일부분을 제거하여 구강점막과 연결시켜 주는 술식으로 낭내의 압력이 감소함에 따라 결손부 골 재생이 일어나며 낭벽은 정상적인 점막으로 변하게 된다. 특히 이는 인접 주요 구조물을 보호할 수 있고, 맹출 공간이 충분하다면 낭에 포함된 영구치의 맹출을 유도할 수 있는 가장 보존적인 치료이다. 본 증례들에서 임상 및 방사선학적 검사소견상 함치성 낭종으로 판단하고 조대술을 이용하여 낭종을 제거하였으며 전이된 치아를 보존하고 자연맹출을 유도하여 양호한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.

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표면매입 및 외부부착 탄소섬유판으로 보강된 RC보의 휨 거동에 관한 실험 연구 (An Experimental Study on the Flexural Behavior of RC Beams Strengthened with NSM and EBR CFRP Strips)

  • 임동환
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.601-609
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    • 2008
  • 본 연구에서는 탄소섬유판 표면 매입 공법 및 외부 부착공법의 장점을 활용하기 위하여, 새로운 형상의 탄소섬유판을 제작하여 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 표면 매입 및 외부 부착이 혼합된 보강 방식의 휨 거동 효과를 분석하였다. 본 연구 결과, 표면매입 (NSM) 및 표면부착 (EBR) 탄소섬유판이 결합한 T형 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성 및 극한강도는 섬유판으로 보강되지 않은 보에 비하여 크게 증진되며, 그 최대 증가율은 보강되지 않은 부재의 경우보다 약 347%로 나타났다. 이는 매입 (NSM) 및 부착 (EBR) 탄소섬유판의 상호 구속 효과가 매우 뛰어나 하중을 분배하여 따라서 저항 능력이 크게 개선되는 것으로 판단되었다. 또한 T형 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 파괴는 표면부착 탄소섬유판의 부착 탈락으로 시작되며, 단계적으로 매입 섬유판의 파괴되면서 전단부 콘크리트 피복이 탈락하는 파괴양상으로 나타났다. 매입 탄소섬유판 (NSM CFRP strip) 및 표면부착 (EBR) 탄소판의 극한변형률은 각각 $8,600{\mu}{\varepsilon}{\sim}22,000{\mu}{\varepsilon}$$7,000{\sim}9,000{\mu}{\varepsilon}$의 범주로 나타나 하중 분배 능력이 우수하며, 따라서 노후 구조물 보강방식으로 효과적인 것으로 판단된다.

뒷채움 주입 거리에 따른 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 특성 분석 (Analysis on the behavior of shield TBM cable tunnel: The effect of the distance of backfill grout injection from the end of skin plate)

  • 조원섭;송기일;류희환
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.213-224
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    • 2014
  • 최근, tunnel boring machine (TBM)을 이용한 도심지 지중 전력구 터널 건설이 증가하고 있다. 쉴드 TBM을 이용한 기계화 터널 굴착 공법은 재래식 공법에 비해 지반침하를 최소화 하고 발파에 의한 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다. 국내에서는 earth pressure balance(EPB) 쉴드 TBM이 주로 사용되고 있다. 그러나 전력구 터널 굴착을 위한 쉴드 TBM 공법이 증가함에도 불구하고, 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 분석에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 후방주입 거리에 따른 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 특성을 분석하고, 굴착면 지반 손실과 후방주입 거리와의 상관관계를 도출하고자 한다. 쉴드 TBM을 이용한 터널 굴착은 3D FEM을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 뒷채움 그라우트가 설치되는 거리의 변화에 따른 축력, 전단력, 휨 모멘트와 같은 단면력을 검토하고 지표면에서의 연직 변위를 분석하였다. 또한, 유한요소해석으로 얻어진 결과와 안정성 분석에 기초하여, 지반과 터널 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 뒷채움재 주입시기를 결정할 수 있다.

반복 하중을 받는 비내진 저층 RC 구조물의 외부 기둥-보 접합부의 거동 (Behavior of Non-seismic Detailed Low-Rise R/C Exterior Beam-to-Column Joints Subjected to Cyclic Loading)

  • 서만식;장준호;김영문
    • 콘크리트학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.109-118
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    • 1999
  • 국내에서는 1988년부터 내진 규준이 시행되었으며, 따라서 그 이전에 지어진 저층 철근콘크리트 건물들은 내진 규준이 적용되지 않고 단지 축하중만을 고려하여 설계되었다. 그러므로 약한 지진이 발생하여도 이러한 건물들은 심한 피해를 입을 수 있다. 본 논문에서는, 내진 규준이 시행되기 이전에 지어진 비내진 저층 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 지진 발생시 거동과 피해를 알아보기 위하여, 실제 존재하는 비내진 건물 중 3층 철근콘크리트 라멘조 공공청사 건물의 외부 적합부를 교차보가 있는 것과 없는 것의 2종류를 1/2의 실물크기로 제작하고, 횡방향 변위 제어로 반복하중을 가하여 실험을 수행하였다. 비내진 접합부의 가장 큰 특징은 적합부내의 횡보강근이 없다는 것이다. 실험을 통하여 균열의 형태, 강도${\cdot}$강성의 저하, 에너지 소산 그리고 기둥과 보 부재의 철근 미끄러짐을 조사하였다. 국내에서 규정하고 있는 최대지반가속도인 0.12g크기의 횡방향 하중을 가력하였을 경우에는 균열이 발생하지 않았으나, 횡방향 하중을 0.12g이상으로 증가할수록 교차보가 없는 외부접합부에서 전단균열이 발생하였다.

RAP의 배치형태에 따른 지지력에 관한 연구 (A Study on Bearing Capacity for Installed Rammed Aggregate Pier)

  • 김영훈;조창구;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.19-26
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    • 2009
  • 짧은 쇄석다짐말뚝 공법(RAP)은 깊은 기초와 얕은 기초의 중간개념으로 1989년 미국에서 시작하여 세계적으로 활용성을 넓혀가고 있다. 국내의 경우, 체계적인 조사 및 연구가 이루어지지 않아 실제 현장에 적용하기 위한 설계시방이나 지지력 산정방법 등의 확보가 시급한 실정이다. 본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 배치형태에 따른 지지력 측정을 통해 사용성 확보를 위한 기초연구로써, 지지력 측면에서 최적의 배치에 대한 적용방안을 검증하기 위해서 이루어졌다. RAP공법이 적용된 지반의 지지력을 실내모형토조시험을 통하여 검토하였다. 연구방법은 사질토로 조성된 모형지반에 RAP의 배치형태별(정방형, 육각형, 십자형, 마름모형), 직경별(20mm, 30mm, 40mm)로 변위제어시험을 수행하여 RAP의 지지력을 검토하였다. 실험결과, 중심간 간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과가 증대되어 지지력이 증가하였으며, 직경이 커질수록 강성이 커져서 지지력이 증가하였다. 또한, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 주변지반이 조밀해지면서 침하량도 감소하였다. 향후 다양한 현장계측자료의 축적을 통한 지속적인 검증작업과 침하량 및 지지력 측면에서 RAP의 최적 배치형태에 대한 연구가 요망된다.

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