• 제목/요약/키워드: 단면강성

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사용하중 상태에서 철근콘크리트 휨부재의 유효 단면2차모멘트에 대한 고찰 (Investigation on the Effective Moment of Inertia of Reinforced Concrete Flexural Members Under Service Load)

  • 이승배;박미영;장수연;김강수;김상식
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.393-404
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    • 2008
  • 철근콘크리트 휨 부재에서 현행 설계기준들의 처짐 계산 규정은 콘크리트의 균열 후 보의 휨강성이 감소하는 것을 반영한 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하고 있다. 그러나 기준식의 유효 단면2차모멘트는 하중을 받는 보의 최대 모멘트와 균열모멘트에 의하여 계산하며, 처짐에 영향을 미치는 경간, 단부구속, 단면의 크기, 하중 분포, 재료 및 단면 성질, 균열의 양과 확장 등의 여러 영향인자들에 대하여는 적절한 고려가 이루어지지 않았다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 단순보를 대상으로 처짐 계산에 필요한 유효 단면2차모멘트에 대한 실험 자료를 제공하고, 국내 기준식 및 다른 연구자들의 제안식을 수정 보완하여 제안하는 것을 목적으로 하였다. 콘크리트강도와 피복두께, 철근비 및 철근 직경을 주요변수로 하여 총 14개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였으며, 실험을 통하여 구한 유효 단면2차모멘트와 설계 기준에 의한 값, 기존의 제안식 및 본 연구에서 제안된 식에 의한 값들을 비교 분석하였다. 실험 결과를 바탕으로 균열 구간의 길이, 철근비 및 철근 한 개당 콘크리트의 유효 인장단면적을 고려하여 이 연구에서 제안한 유효 단면2차모멘트 예측식은 기존의 제안식들에 비하여 실험값에 더욱 근접한 결과를 나타내었다.

중간격벽의 형상을 고려한 상자형 거동에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Behavior of Box Girder considering Middle Diaphragm Shapes)

  • 정희효;이승열
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.501-510
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    • 2002
  • 상자형의 중간격벽은 상자형의 단면변형을 구속하고 상부플랜지에서 발생되는 하중을 양측의 웨브에 분포시키는 역할을 한다. 그러나 상자형의 내부공간이 중간격벽으로 차단될 경우 내부공간을 활용할 수 없으며 유지관리에 많은 어려움을 격게 된다. 상자형의 격벽이 개구부를 갖는 경우 개구부가 없는 경우에 비하여 어떠한 영향을 갖는지를 실험을 통하여 중간격벽의 강성으로 표현하고자 하였다

파형강판 암거의 근사해석 (Approximate Analysis of Corrugated Steel Culverts)

  • 최동호;김원철;김기남
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.15-27
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    • 2001
  • 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 파형강판 암거의 단면력(압축력, 휨모멘트) 계산식을 제안하였다. 3단계의 시공과정(정점부까지의 뒷채움, 토피고까지의 뒷채움, 활하중 재하)에 대해 지반-구조물 상호작용을 고려한 거동분석으로부터 최대 압축력 및 최대 휨모멘트 발생조건을 도출하였고, 이러한 거동분석 결과와 반원 아치구조에 대한 Castigliano 제2정리의 적용으로부터 단면력식의 형태를 제안하였다. 또한, 최대 압축력 및 최대 휨모멘트를 유발하는 조건하에서 다양한 기하형태와 지반-구조물의 상대강성을 고려한 유한요소해석 결과로부터 제안된 단면력식을 구성하는 계수를 결정하였다.

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압출공법에 의한 가설시 추진코가 주형에 미치는 영향 (The Effects of a Launching Nose on Main Girder Erected by Incremental Launching Method)

  • 오기환;김철영;박영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.1-10
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    • 1992
  • 프리스트레스트 콘크리트 교량을 압출공법으로 가설하는 과정에서는 구조계가 계속하여 변하므로 교량의 주형에는 사용하중 상태에서와는 상이한 교번 단면력이 발생하게 된다. 이러한 단면력의 크기는 경간 길이, 추진코의 길이 및 강성등에 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 많은 예제를 해석하여 이러한 요소들이 주형에 발생하는 최대 단면력에 미치는 영향을 연구하였다. 주프로그램의 복잡한 입력작업을 쉽게 처리할 수 있는 선처리 프로그램과 더불어 주형압출시 변화되는 구조계의 다단계 해석을 수행하여 최종적인 결과를 종합 출력할 수 있는 전산프로그램을 개발하였다. 압출공법으로 시공되는 박스거더교를 대상으로 하여 여러 가지 경간길이에 대한 구조해석을 수행한 결과로부터 경간 길이에 따른 최적 추진코길이와 강성비의 상호 관계를 제안하였다.

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반복하중을 받는 강재 브레이싱의 거동에 관한 해석적 연구 (A Study on the Analysis of Steel Bracing Behaviour Subjected to Cyclic Loads)

  • 구민세;김병석;김일곤
    • 전산구조공학
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    • 제2권3호
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    • pp.69-75
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    • 1989
  • 브레이싱재를 사용하는 목적은 본 골조체계 즉 기둥과 보에 비해 단면(강성)이 작은 부재로 보강하여 횡력에 대한 강성효과를 크게 향상시키기 위함이다. 브레이싱재의 단면이 기둥과 보의 단면에 비해 월등히 작기 때문에 압축력에 의한 좌굴의 위험성과 휨량의 크기에 비례하여 부재 중앙에 발생되는 추가 모멘트(P-.DELTA. Effect)에 의한 불리한 영향 및 해석상의 어려움 때문에 브레이싱의 설계에 있어서 브레이싱재는 압축력을 받지 않는 것으로 간주하여 왔다. 그러나 최근 들어 구조물 해석에 정확도가 요구되어짐에 따라 브레이싱재의 정확한 거동에 대한 연구가 실험을 통해 활발히 진행되어 왔고, 특히 탄성한계를 지난 소성상태에서 반복하중에 의한 거동 규명이 큰 관심을 끌고 있다. 본 논문에서는 반복하중을 받는 강재 브레이싱재의 비선형 거동을 해석적 방법에 의해 규명했고, 그 결과를 실험결과와 비교하였다.

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복합재료 블레이드의 불확실성을 고려한 헬리콥터 허브 진동하중 해석 (Vibratory Hub Loads of Helicopters due to Uncertainty of Composite Blade Properties)

  • 유영현;정성남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.634-641
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    • 2009
  • 본 연구에서는 개별 블레이드의 복합재료 물성의 불확실성에 의해 발생하는 허브 진동하중의 특성에 대해 고찰하였다. 몬테-카를로 시뮬레이션 기법을 적용하여 시험에서 얻은 복합재료의 기계적 특성으로부터 블레이드의 단면 강성계수에 대한 확률적 분포를 구하였다. 단면 강성계수의 평균 및 표준편차 값을 이용하여 통합 공탄성 해석 코드의 입력 파일을 생성하고, 이로부터 허브 작용 하중을 구하였다. 복합재료 블레이드의 불확실성 효과는 필연적으로 로터 시스템의 상이성을 야기함을 보였다. 또한 개별 강성계수의 변화에 대한 허브 진동 응답의 특성을 확인하였다.

합성부재를 이용한 고층평면골조의 강성최적설계에 관한 연구 (A Study on Stiffness-based Optimal Design of Tall Plane Frameworks using Composite Member)

  • 김호수;이한주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.77-84
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    • 2004
  • 본 연구에서는 횡하중을 받는 합성부재를 이용한 고층평면골조의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 효율적인 강성최적설계기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 합성부재를 이용한 고층 구조물의 거동특성을 고려한 민감도 해석을 수행하며, 아울러 수학적계획법의 일반성을 유지하면서도, 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 구속조건식을 설정한다. 특히 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 합성부재의 치수를 산출하는 방안을 강구한다. 제시된 정량적인 횡변위 제어 방안의 효용성을 검토하기 위해 두 가지의 50층 골조 예제가 고려된다.

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선체 저차 수평.비틂 연성 고유진동 감도해석 (Sensitivity Analysis of Coupled Horizontal and Torsional Vibration of Hull Girder)

  • 조대승;김사수;나두용
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.105-113
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    • 1999
  • 본 논문에서는 선체 단면의 St'Venant 비틂강성은 물론 굽힘-비틂 강성과 전단-비틂 강성 및 선체 개단면과 폐단면 연결부에서의 변위와 단면력의 연속조건을 고려한 보유추이론을 적용하여 수평 비틂 거동의 연성도가 크고, 비틂에 대해 유연한 선체 거더의 수평 비틂 연성 고유진동 감도해석방법을 제시하였다. 제시된 방법을 토대로 대형 컨테이너 운반선의 적화상태 변경시의 고유진동수를 감도해석 결과를 이용하여 추정한 결과는 통상적 재해석 결과와 비교하여 오차 1%이내의 매우 양호한 부합성을 나타내었다. 아울러, 수평거동과 비틂거동의 연성도가 큰 선박의 경우 선체 중량 중심이 형 깊이의 10%까지 변화할 경우에 고유진동수가 최대 8%까지 변화함을 확인하였다.

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바닥판 앵커를 사용한 플레이트거더교의 부분합성에 관한 해석 및 실험 연구 (Analytical and Experimental Studies on Partially Composite of Steel-Plate Girder Bridges Using Slab Anchors)

  • 한상윤;박남회;윤기용;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권3호통권70호
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    • pp.325-332
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    • 2004
  • 강합성거더 교량의 단면은 강거더와 콘크리트 슬래브의 합성정도에 따라 각각 비합성, 부분합성 그리고 완전합성 단면들로 구분 할 수 있다. 국내의 경우 강합성거더 교량의 단면을 합성시키기 위하여 일반적으로 전단 연결재 중 스터드를 사용하도록 규정하고 있고, 진단 연결재가 없는 경우 즉 비합성 단면의 경우에는 바닥판 앵커를 설치하도록 경험적으로 규정하고 있다. 그러나 바닥판 앵커를 사용한 단면의 실제 거동은 비합성 거동이 아닌 부분합성의 거동을 나타낸다. 그러한 이유로 본 연구에서는 바닥판 앵커를 사용한 플레이트거더교의 부분합성에 관한 해석 및 실험연구를 수행하였다. 실험연구를 통해서 바닥판 앵커의 초기강성을 산정하였고, 해석연구를 통해서 바닥판 앵커를 사용한 단순 및 2경간 연속 플레이트거더교의 합성정도를 비교$\cdot$분석하였다. 또한, 실험에 의해 산정된 강성 값에 근거하여, 2경간 연속 플레이트거더교에 바닥판 앵커를 적용하였을 때 발생할 수 있는 내부지점부 콘크리트의 인장응력 저감 효과를 검토하였다.

수평보강재가 설치된 플레이트 거더의 휨 연성에 관한 연구 (A Study on Flexural Ductility of Longitudinally Stiffened Plate Girders)

  • 윤동용;김경식
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.643-653
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    • 2007
  • 본 연구에서는 일반 강재로 제작된 수평보강재가 설치된 플레이트 거더에 대한 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하여 휨에 대한 극한 거동과 연성에 대해 고찰하였다. AASHTO LRFD (2002)의 규정에 의하면 수평보강재가 설치된 플레이트 거더는 조밀단면 검토에서 제외되어 비조밀단면으로 간주되는데, 소성모멘트 구현과 휨연성 조건 등을 엄밀히 검토하여 조밀단면으로 설계될 수 있는 가능성에 대하여 살펴보았다. 복부판의 세장비, 수평보강재의 강성, 압축플랜지의 세장비 등을 주요 변수로 설정하여 다양한 조합에 대한 해석을 수행하였다. 복부판에 설치된 보강재의 강성이 보장된 상태에서 복부판 압축 패널의 국부좌굴을 방지하기 위한 세장비의 값을 제한함으로써 수평보강재가 설치된 플레이트거더일지라도 조밀단면의 조건이 충분히 만족될 수 있다는 것이 확인되었다. 해석 결과에 근거하여 수평보강재가 설치된 플레이트거더가 조밀단면으로 설계되기 위한 조건식이 제안되었다.