• Title/Summary/Keyword: 구조적 붕괴

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Progressive Collapse Resistance Analysis of Precast Concrete Building Structures in Korea (국내 프리캐스트 콘크리트 건축구조물의 연쇄붕괴저항 성능분석)

  • Kim, Sung-Hyun;Kang, Joon-Hee;Hwang, Hyeon-Jong;Choi, Ha-Jin;Kang, Su-Min
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.34 no.6
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    • pp.417-426
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    • 2021
  • Recently, use of the precast concrete (PC) system, which can increase economy by minimizing field work, has rapidly increased. However, the PC system cannot exhibit structural performance under construction, specifically before integration between members. Furthermore, since it is difficult to secure the structural integrity of beam-column joints even after construction, the PC system is vulnerable to progressive collapse. In the PC system, various types of details for PC beam-column joints have been proposed, while the structural/construction details of PC system generally used in Korea differ from those of overseas PC systems. However, studies on the progressive collapse of the domestic PC system are limited. Thus, in this study, we investigated the structural/construction details of PC beam-column joints mainly used in Korea. Based on the investigation, for the prototype PC system with typical joint details, a nonlinear finite element analysis was carried out to evaluate its structural performance under progressive collapse. Further, a parametric study was performed, and the effect of the design parameters was investigated, to recommend a method to improve the progressive collapse resistance of the PC system.

Advanced Idealized Structural Units Considering the Excessive Tension-Deformation Effects (과도 인장변형효과를 고려한 개선된 이상화구조요소)

  • Jeom-K. Paik
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.30 no.3
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    • pp.100-115
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    • 1993
  • In this paper, the extent of use of three kinds of the existing idealized structural units, namely the idealized beam-column unit, the idealized unstiffened plate unit and the idealized stiffened plate unit, is expanded to deal with the excessive tension-deformation effects, in which a simplified mechanical model for the stress-strain relation of steel members under tensile load is suggested. The 1/3-scale hull model for a leander class frigate under sagging moment tested by Dow is analyzed, and it is shown that the excessive tension-de-formation is a significant factor affecting the progressive collapse behavior, particularly in the post-collapse range.

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Response Modification Factors and No Collapse Design of Typical Bridges (응답수정계수와 일반교량의 붕괴방지설계)

  • Kook, Seung-Kyu
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.30 no.2
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    • pp.185-189
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    • 2017
  • The purpose of earthquake resistant design for typical bridges is the 'No Collapse Design' allowing emergency vehicles just after earthquakes. The Roadway Bridge Design Code provides design provisions to carry out such 'No Collapse Design' with a ductile mechanism and response modification factors given for connections and substructure play key role in this procedure. In case of response modification factors for substructure, the Roadway Bridge Design Code provides values considering ductility and redundancy. On the other hand, 'AASHTO LRFD Bridge Design Specifications' provides values considering additionally an artificial factor according to the bridge importance categories divided into critical, essential and others. In this study, a typical bridge with steel bearing connections and reinforced concrete piers is selected and different response modification factors for substructure are applied with design conditions given in the Roadway Bridge Design Code. Based on the comparison study of the design results, supplementary measures are suggested required by applying different response modification factors for substructure.

A Study on Unsteady Free Surface Flow Simulation Using Two-Dimensional Finite Volume Method (2차원 유한체적법을 이용한 비정상상태 자유수면 모의에 관한 연구)

  • Jeong, Woo-Chang;Hwang, Man-Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.664-668
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    • 2008
  • 본 연구에서는 비정상상태 자유수면 모의를 위해 2차원 유한체적법을 이용한 수치모형을 개발하였으며, 이론적인 해석해 및 수리실험을 통한 실측자료를 이용하여 검증하였다. 개발된 모형은 지배방정식으로 비선형 및 보존형 2차원 천수방정식(shallow water equation)을 이용하였으며, 동적메모리 할당 기능이 포함된 Fortran-90으로 코딩되었다. 또한 구조화된 격자 및 비구조화 격자 시스템에도 적용될 수 있도록 모형을 구성하였으며, 불규칙한 하상지형에 의해 수치진동을 감소시키기 위해 본 모형에 well-balanced HLLC 기법을 적용하였다. 모형의 적용성을 검증하기 위하여 1차원의 경우 젖은/마른 하상 조건하에서의 댐 붕괴파 문제와 하상이 변화하는 지형 구간을 통과할 때 발생되는 천이류에 대한 문제 그리고 시간에 따라 변화하는 수위와 지형 조건에서의 wetting & drying에 대한 문제에 적용하였으며, 2차원의 경우 전통적인 댐 붕괴파 문제 및 구조물에 미치는 댐 붕괴파의 영향에 대한 수리모형실험을 통한 실측자료를 이용하여 검증하였다. 검증결과 본 모형을 통해 계산된 수치해는 이론적인 해석해와 실측자료에 거의 정확히 일치하였으며, 향후 실제 하천 자료를 이용하여 모형의 현장 적용성을 검증할 것이다.

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Collapse-Resisting Capacity of Steel Moment Frames Using the Linear Elastic Analysis (선형해석방법을 이용한 철골 모멘트골조의 붕괴저항성능)

  • Kim, Jin-Koo;Yang, Jeong-Ho;Kim, Tae-Wan
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.4
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    • pp.435-442
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    • 2007
  • Since the Ronan Point apartment collapsed in 1968, researches on the progressive collapse have been intermittently conducted, and the collapse of the World Trade Center twin towers made the researches active again. In the United States guidelines such as GSA (2003) and DoD (2005) were provided for design and analysis of building structures against the progressive collapse. In this study the progressive collapse-resisting capacity of steel moment resisting frames designed by KBC-2005 was investigated using linear elastic static analysis and linear dynamic analysis procedures suggested in the guidelines. The results showed that in accordance with the GSA guideline the moment frame designed only for gravity load turned out to be vulnerable to the progressive collapse, whereas the lateral load resisting frame designed for earthquake load satisfied the criteria for progressive collapse. However both systems sailed to satisfy the criteria of the DoD-2005 guideline.

Experiment of Wetting and Drying for a Step by Dam-Break Flows (댐 붕괴 흐름에 의한 계단의 잠김/드러남 실험)

  • Kim, Hyung Suk;Park, Moon Hyung;Hwang, Seung Yong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.379-379
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    • 2015
  • 최근 몇 년간 기록적인 집중호우와 태풍으로 인해 홍수피해가 점점 증가하고 있다. 국내 대부분의 하천은 고수부지 또는 제방으로 정비되어있다. 국지적으로 발생되는 집중호우는 수위를 급격하게 증가시켜 하천의 고수부지 또는 제방범람을 야기한다. 집중호우로 인한 흐름이 고수부지 또는 제방을 지나면 흐름양상은 매우 복잡하게 변화한다. 그러나 급격히 증가하는 흐름에 의해 하천의 제방, 옹벽 또는 계단지형으로 형성된 고수부지 등을 지나는 흐름특성을 분석하는 것은 매우 어렵고 이러한 불연속 단면을 고려하여 예측하기는 불가능하다. 이와 같이 급변하는 흐름이 계단형 구조물을 지날 때 잠김/드러남 특성을 조사하기위해 수리 실험을 실시하였다. 수리실험은 길이 6 m, 폭 0.4 m로 제작된 직선수로에서 수행되었다. 급격히 증가하는 댐 붕괴 흐름을 재현하기위해 수로중간에 게이트를 설치하고 상류에 물을 채운 후 빠른 속도로 게이트를 개방하였다. 하류에는 수로를 따라 계단형 구조물을 설치하고 하류경계는 물이 빠져나갈 수 있게 하였다. 하류 초기수위는 첫 번째 계단보다 약간 낮게 설정하였다. 계단형 구조물과 그 주변에 파고계를 설치하여 시간에 따른 수위변화를 측정하였다. 다양한 수리조건을 적용하여 수리실험을 수행하였고 측정된 데이터를 이용하여 급변한 비정상흐름이 계단형 구조물을 지날 때 잠김/드러남 특성을 분석하였다. 차후 이 실험 결과는 하천의 제방 및 계단지형을 고려할 수 있는 고정확도 수치모형을 개발하는 검증자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

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Calculation of overtopping discharge with time-dependent aspects of an embankment failure (시간에 따른 제방붕괴 양상을 고려한 월류량 산정)

  • Kim, Hyung-Jun;Kim, Jong-Ho;Jang, Won-Jae;Cho, Yong-Sik
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.7 no.3
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    • pp.69-78
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    • 2007
  • In this study, a time-dependent aspect of an embankment failure is considered to simulate a flood inundation map and calculate overtopping discharge induced by an embankment failure. A numerical model has been developed by solving the two dimensional nonlinear shallow water equations with a finite volume method on unstructured grids. To analyze a Riemann problem, the HLLC approximate Riemann solver and the Weighted Averaged Flux method are employed by using a TVD limiter and the source term treatment is also employed by using the operator splitting method. Firstly, the numerical model is applied to a dam break problem and a sloping seawall. Obtained numerical results show good agreements with experimental data. Secondly, the model is applied to a flow induced by an embankment failure by assuming that the width and elevation of embankment are varied with time-dependent functions. As a result of the comparison with each numerical overtopping discharge, established flood inundation discharges in the previous studies are overestimated than the result of the present numerical model.

선체구조의 좌굴.최종강도에 관한 연구동향

  • 백점기
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.13-26
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    • 1997
  • 본 고에서는 선체구조의 좌굴 및 최종강도에 관한 연구현황을 조사 분석하고자 한다. 먼저 대표적인 구성부재인 판 및 보강판의 좌굴 최종강도에 관한 연구현황을 분석하고, 다음으로 선각거더의 최종붕괴강도에 관한 연구동향을 분석하고자 한다.

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On-line Tests on Collapse Mode Controlled Steel Frame (붕괴모드 컨트롤형 철골조 시스템의 온라인 지진응답실험)

  • Lee, Seung-Jae;Oh, Sang-Hoon
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.9 no.1
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    • pp.47-52
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    • 2009
  • In this study, it is demonstrated by a pseudo dynamic earthquake response tests that combination of semi-rigid partial-strength using the high performance-high strength bolts and inter-story hysteretic damper system creates a fairly good structural system that satisfies not only the serviceability requirement under moderate earthquakes but unexpected failure of damper system.

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A Study to comparison of 1-D Model on dam break flood analysis (댐 붕괴 홍수류해석을 위한 1차원 모형의 비교 연구)

  • Choi, Byung-Kyu;Kang, Tae-Ho;Jung, Yo-Han;Koh, Jae-Hyoung;Kim, Kang-Mo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1765-1769
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    • 2008
  • '96년, '98년 임진강 유역과 경기북부 지역 집중호우를 시작으로 '02년 태풍 "루사", '03년 "매미", '04년 "메기" 등의 영향으로 대규모 수공 구조물의 설계빈도를 초과하는 폭우를 동반하여 전국적으로 사상 유례없는 막대한 홍수피해를 발생시켰다. 이러한 과정에서 "연천댐", "장현, 동막저수지" 붕괴 등 댐 붕괴로 인하여 댐 하류지역의 홍수피해가 크게 발생하여 이에 대한 대처계획 수립 필요성 및 이를 위한 댐 붕괴로 인한 홍수류 해석에 대한 연구가 절실히 필요하다. 본 연구에서는 비상대처계획(Emergency Action Plan, EAP)수립 대상 국가시설물 중 하나인 양양양수발전소 하부댐에 대한 댐 붕괴 해석을 실시하였다. DAMBRK를 통하여 댐 지점의 붕괴유출수문곡선을 산정하였으며, 댐 하류하천 수위분석은 1차원 DAMBRK와 HEC-RAS모형을 이용비교 분석하였고 이를 통하여 댐붕괴로 인한 하류하천 홍수류 해석시 HEC-RAS모형의 적용성을 검토하였다. 검토결과 HEC-RAS모형 계산치가 DAMBRK 모형에 의한 결과 보다 과대하게 산정 되었다. 향후 댐 붕괴로 인한 홍수류 해석을 위한 HEC-RAS모형 모의시 주변지형의 홍수터화 등의 기법을 첨가하여 홍수위 분석이 필요한 것으로 사료된다.

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