• Title/Summary/Keyword: 단면저항계수

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Applicability of Existing Formulae for Composite Roughness (기존 복합 조도계수 산정식의 적용성)

  • Kim, Ji-Sung;Lee, Chan-Joo;Kim, Keuk-Soo;Kim, Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1084-1088
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    • 2010
  • 일반적으로 자연하천에서는 횡방향 흐름저항 요소가 매우 다를 수 있다. 이러한 하천은 흐름저항 요인에 따라 몇 개의 소단면으로 구분될 수 있으며, 1차원 해석을 위해서는 단면 전체를 대표하는 복합 조도계수(composite roughness coefficient)를 사용함으로써 수위 또는 평균유속의 계산이 가능해 진다. 복합 조도계수는 각 소단면의 면적(A), 윤변(P), 또는 동수반경(R)을 적절히 조합하여 각 소단면의 조도계수에 가중치를 부여하면서 계산되는데, 각 산정식들의 개발과정에 도입된 가정 조건에 따라 상이한 가중치를 부여하게 되며, 일부 산정식들에서는 횡방향으로 동일한 재료로 구성된 조건에서도 복합 조도계수 산정 결과는 하상재료에 의한 조도계수와 다른 값을 산정하게 된다. 본 연구에서는 13개의 기존 복합 조도계수 산정식을 이론적으로 검토하였고, 소규모 실내 수리실험자료로부터 실측 복합 조도계수와 계산된 값을 비교 분석하였으며, 소단면 분할방법에 의한 기존 산정식의 적용성을 분석하였다. 분석결과, 윤변을 가중치로 사용하는 경우는 실측 복합 조도계수 그리고 각 산정식에 의한 계산 복합 조도계수의 차이가 비교적 작게 나타났으나 각 산정식의 가정조건에 유의하여야 하는 것으로 나타났다. 한편 단면적 또는 윤변과 동수반경을 조합하여 가중치로 사용하는 경우는 방법별로 큰 차이를 보이는 것으로 분석되었고, 그 원인은 단면분할 방법에 기인하므로 이러한 방법을 적용할 경우에는 소단면 분할방법에 특히 주의하여야 함을 알 수 있다.

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Flexural Resistance Statistics of Composite Plate Girders (국내 생산 강재를 적용한 강합성 거더 휨저항강도의 통계적 특성)

  • Shin, Dong Ku;Kim, Chun Yong;Rho, Joon Sik;Park, Young Suk
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.19 no.2
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    • pp.139-146
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    • 2007
  • The objective of the present study is to provide statistical resistance statistics for steel-concrete composite plate girder sections under positive and negative moments. Statistical properties on yield strength, tensile strength, elongation, and fracture toughness of domestic structural steel products, gathered from an analysis of over 16,000 samples, were evaluated. Using the steel samples for the plate girder, the bias factor and the coefficient of variation of the ultimate flexural resistance for representative composite plate girder sections under positive and negative flexures were presented. In calculating the ultimate flexural resistance of the composite section, the moment curvature relationships were developed using the incremental load approach considering material nonlinearity for the steel girder. The predicted statistics can be used in the future for the efficient calibration of LRFD code.

Development of Subsection Division Method to Estimate a Composite Roughness Coefficient (복합 조도계수 산정을 위한 단면 분할기법 개발)

  • Kim, Ji-Sung;Kim, Keuk-Soo;Kim, Won
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.43 no.11
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    • pp.945-956
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    • 2010
  • Practically, the composite roughness coefficient, which is the equivalent roughness coefficient of a cross-section where the wall roughness is not constant along the wetted perimeter, is used to describe the flow conditions in open channels. In this study, it was conducted that the previous formulae was classified according to a weighting factor of the local resistance. The new subsection division method was also developed based on the force-balance concept in each subsection. The accuracy of the proposed method was examined and the applicability and limitation of the 13 existing formulae were analyzed by comparing the calculated with the experimental measured data from Djajadi (2009) and Knight and Macdonald (1979). It was found that Horton's method might underestimate the total conveyance of a composite channel and Lotter's method showed a good agreement between calculated and measured data. However, the proper division method, such as the proposed method based on the Z-method, is required for the application of Lotter's method.

Flow Resistance of Trapezoidal Rib on Retaining Wall (사다리꼴 돌출줄눈 옹벽의 흐름저항)

  • Shin, Seung Sook;Park, Sang Deog;Hwang, Yoonhee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.235-235
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    • 2018
  • 홍수 시의 산지하천 만곡부는 2차류 발생과 편수위 상승에 따른 하상세굴 및 홍수범람 위험이 크다. 만곡부 외측에 주로 설치되어 있는 콘크리트 옹벽호안은 표면이 매끄러워 홍수피해를 가중 시킨다. 이러한 피해를 저감시키기 위해 콘크리트 옹벽에 돌출줄눈을 설치하여 유속조감 및 설치효과를 분석한 바 있다. 본 연구에서는 기존에 제안된 직사각형 단면의 돌출줄눈보다 내구성을 추구한 사다리꼴 단면의 돌출줄눈을 제시하여 수리모형 실험을 수행하였다. 수리모형 실험은 개수로 직선수로에서 수로경사 0.0035 조건에서 수로 출구 게이트를 조절하면서 이루어졌다. 모형 돌출줄눈의 조도높이는 3cm로 하였으며, 사다리꼴 밑각은 $45^{\circ}$로 완만한 경우이다. 설치간격은 무차원 돌출줄눈 간격을 기준으로 ?형 조도인 6으로 하였다. 돌출줄눈의 설치 유무에 따라 유량에 따른 수위를 측정하고 유속을 산정하여, 마찰저항의 변화를 파악하였다. 공급유량에 따른 Froude 수는 0.168~0.359 범위였으며, 유량이 증가에 따라 Manning의 조도계수는 감소하였다. Froude 수가 0.25보다 큰 경우 돌출줄눈설치의 조도계수가 미설치보다 큰 것으로 파악되었다. 그러나 사다리꼴 돌출줄눈의 흐름저항효과는 직사각형 돌출줄눈에 비해 상대적으로 작았다. 수로 횡단면의 수위분포에 따르면, 돌출줄눈 설치 측벽 주변에서 흐름저항에 따른 유속감소와 수위상승 효과가 나타나는 것으로 파악되었다. 이번 사다리꼴 돌출줄눈은 흐름저항 효과가 크지 않았기 때문에 사다리꼴 밑각을 조정하여 새로운 단면에 대한 추가적인 실험이 필요할 것으로 보인다.

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Reliability Analysis of Concrete Road Bridge Designed with Different Resistance Factor Format (콘크리트 도로교 설계를 위한 저항계수 체계별 신뢰도 분석)

  • Paik, In-Yeol;Sang, Hee-Jung
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.147-157
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    • 2011
  • As a background study to apply the reliability-based resistance factors to the domestic concrete bridge design code, a comparative study is conducted for the design results and the reliability indexes obtained by adopting different resistance factor formats to yield the design strength of concrete structures. The design results which are calculated by applying the section resistance factors of the current domestic design code and the material resistance factors of Eurocode are compared for the concrete beam bridge. The reliability index is calculated by considering the uncertainties involved in material, dimension and strength equation during the design procedure to get the strength of concrete structure. Also, the sensitivity analysis is performed to figure out which design variables have great impact on the reliability index. The resistance factors of the current domestic bridge design code, AASHTO LRFD and Eurocode are applied to the bridge design for flexure and shear strength and the results show that the resistance factors of the domestic code give the largest reliability indexes. It is observed that the probabilistic distribution of the live load makes difference for the reliability index and the yield strength of reinforcing steel and the live load have great impact on the reliability of both flexural and shear strength of concrete beam through the sensitivity analysis.

Reliability Analysis of Single and Continuous Span Composite Plate and Box Girder Designed by LRFD Method under Flexure (LRFD법으로 설계된 단경간 및 연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더의 휨에 대한 신뢰도해석)

  • Shin, Dong Ku;Roh, Joon Sik;Cho, Eun Young
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.20 no.1
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    • pp.183-193
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    • 2008
  • The reliability analysis of simply-supported and continuous composite plate girder and box girder bridges under flexure was performed to provide a basic data for the development of LRFD c ode. The bridges were designed based on LRFD specification with newly proposed design live load which was developed by analyzing traffic statistics from highways and local roads. A performance function for flexural failure was expressed as a function of the flexural resistance of composite section and the design moments due to permanent load and live load. For the flexural resistance, the statistical parameters obtained by analyzing over 16,000 domestic structural steel samples were used. Several different values of bias factors for the live load moment from 1.0 to 1.2 were used. Due to the lack of available domestic measured data on the moment by permanent loads, the same statistical properties used in the calibration of ASHTO-LRFD were ap plied. The reliability indices for the composite girder bridges with various span lengths, different live load factors, and bias fact or for the live load were obtained by applying the Rackwitz-Fiessler technique.

Reliability Analysis of Composite Girder Designed by LRFD Method for Positive Flexure (하중저항계수설계법(LRFD)으로 설계된 강합성 거더의 휨에 대한 신뢰도해석)

  • Shin, Dong-Ku;Kim, Cheon-Yong;Paik, In-Yeol
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.3A
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    • pp.539-546
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    • 2006
  • The reliability analysis of simply-supported composite plate girder and box girder bridges under positive flexure is performed. The bridges are designed based on the AASHTO-LRFD specification. A performance function for flexural failure is expressed as a function of such random variables as flexural resistance of composite section and design moments due to permanent load and live load. For the flexural resistance, the statistical parameters obtained by analyzing over 16,000 samples of domestic structural steel products are used. Several different values of statistical parameters with the bias factor in the range of 0.95-1.05 and the coefficient of variation in the range of 0.15-0.25 are used for the live-load moment. Due to the lack of available domestic measured data on the dead load moment, the same values of statistical properties used in the calibration of AASHTO-LRFD are applied. The reliability indices for the composite plate girder and box girder bridges with various span lengths are calculated by applying the Rackwitz-Fiessler technique.

Estimation of Two-dimensional Distribution of Coefficient of Permeability from Electrical Logging and AMT Data in Yangsan Area (전기검층과 AMT 탐사자료를 이용한 양산지역의 2차원 투수계수분포 산출)

  • Lee, Tae-Jong;Park, Nam-Yoon;Choo, Seok-Yeon;Lee, Jong-Ho;Koh, Sung-Yil
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.6 no.2
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    • pp.64-70
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    • 2003
  • A new approach of estimating the coefficient of permeability (COP) from resistivity has been developed, which can provide another good application tool of geophysical methods to geo-technical field. Borehole electrical logging and Lugeon test results in Yangsan area showed that resistivity is inversely proportional to the COP. For granite and andesite in Yansan area, the relation between the resistivity ($\rho$) and the COP (k) revealed that, $log(k){\approx}-0.85621\;log({\rho})+0.0031$. Derived relation is applied to AMT data acquired from a survey line along the tunnel. Two-dimensional resistivity distribution from AMT data was converted to two-dimensional COP section. The final COP section can be used as good input data for groundwater modeling.

Estimation of roughness coefficient for 1D flow modeling in vegetated channel (식생하도의 1차원 흐름모의를 위한 조도계수 산정)

  • Jiwon Ryu;Un Ji;Eun-kyung Jang;Inhyeok Bae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.524-524
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    • 2023
  • 하천 내 식생의 분포는 흐름저항의 증가와 수위상승에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이다. 동일한 단면정보를 가졌더라도 식생이 분포하는 하도는 식생이 없는 하도에 비해 흐름저항으로 인해 유속이 현저히 느려져 홍수위 상승을 유발하기 때문이다. 따라서 식생의 종류, 크기, 분포 형태, 잎의 밀도 등에 따라 흐름저항계수를 정량화하며 흐름을 정확히 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 2019년 한국건설기술연구원 하천실험센터에서 진행된 식생하도에 대한 실규모 실험의 조건과 지형정보를 HEC-RAS(Hydrologic Engineering Center's River Analysis System) 1차원 수치모형에 입력하고, 식생 패치의 분포를 고려한 Manning's n의 공간적 분포 및 적용방식에 따른 수면 경사 재현 정확도에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 실험은 상단 폭 11 m, 경사 1:2(V:H)의 사다리꼴 단면을 가진 실규모 수로에서 70 m 길이의 구간을 대상으로 진행되었다. 실험 구간 내 6개의 압력식 수위계를 설치해 수위 측정 및 수면 경사 산정을 실행하였다. 실험 조건으로 적용된 인공 식생패치의 분포 및 밀도 조건은 3가지로 큰 패치와 작은 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 조밀한 조건, 단일 패치로 구성된 성긴 조건이었으며, 모두 정수(emergent)상태로 진행되었다. 적용된 패치의 형상은 내성천에서 조사된 자연 형태의 식생패치 형태를 참고하였으며, 버드나무 종을 모사하였다. 실험 조건에 따라 유량은 각각 평균 1.5 cms와 2.7 cms로 공급하였으며, 평균 수심은 약 1 m로 측정되었다. 위 실험 내용을 바탕으로 수치모의를 위한 경계조건과 지형정보를 수립하였으며 모의 케이스는 크게 두 가지로, 수로 내 식생의 분포를 종방향으로 고려한 케이스와 횡방향으로 고려하여 조도계수를 적용한 케이스로 분류하였다. 모의에 적용된 조도계수는 실험에서 획득한 데이터와 베르누이 방정식을 활용하여 산정되었으며, 두 케이스에 대한 모의 결과는 실험에서 관측된 수위와 비교하였다. 본 연구에 따르면 여러 개의 식생패치가 정수상태로 존재하는 하천에 대한 1차원 수치모의 시 식생의 분포를 종방향으로 고려하여 하나의 구간조도계수를 적용하는 방식이 종횡단면의 식생패치 위치를 고려한 조도계수를 세분화하여 적용하는 방식에 비해 수위 계산 정확도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

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Optimal Design of I-type Girders in 2-Span Continuous Steel Bridges by LRFD (LRFD에 의한 연속보 주부재의 조밀 및 비조밀 단면 최적화 설계)

  • Gook, Joong-Sik;Shin, Yung-Seok
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.12 no.3 s.46
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    • pp.329-337
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    • 2000
  • The Load and Resistance Factor Design(LRFD) Specification defines two sets of limiting width-to-thickness ratios. On the basis of these limiting values, steel sections are subdivided into three categories: compact, noncompact, and slender sections. In this paper, I-Type girders of a 2 span continuous steel bridge are divided into compact and non-compact sections and analyzed. In the design process, an optimization formulation was adopted and ADS, a Fortran program for Automated Design Synthesis, was used. In this study, we studied about change of the section between compact and non-compact using optimization formulation.

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