• 제목/요약/키워드: 수평부재

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단일 현장타설말뚝의 간편해석 및 최소 철근비 분석 (Simplified Analysis of Pile Bent Structures and Minimum Reinforcement Ratio)

  • 김재영;황택진;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.33-43
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    • 2011
  • 본 연구에서는 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 단일 현장타설말뚝의 간편해석(기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석)을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 영향인자에 따라 검증하였으며, 단일 현장타설말뚝에 적용된 철근량을 분석하여 말뚝의 최소 철근비 적용성을 평가하였다. 본 연구결과, 기존 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 가상,고정점을 통한 해석법은 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동파악이 어려움을 알 수 있었다. 또한 재료의 비선형성을 고려한 해석결과, 말뚝부에서 발생하는 휨모멘트는 말뚝재료의 균열모멘트 이내에서 모두 발생하였으며, 수평변위도 허용 수평변위 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 단일 현장타설말뚝의 말뚝부에는 최소철큰비 기준인 0.4% 철근량만을 배근하여도 안정성이 확보되는 것을 알 수 있었으며, 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 상하부 일체해석으로 가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

5MW급 해상풍력발전기 모노파일 기초의 수직도 오차에 따른 거동 분석 (Behavior Analysis by Verticality Error of Monopile Foundation for 5MW Offshore Wind Turbine)

  • 장화섭;김호선;음학진;김만응
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권2C호
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    • pp.61-68
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    • 2012
  • 일반적으로 해양 말뚝기초의 경우 해양 환경적 영향 및 시공상의 오차로 인해 수직도 오차가 필연적으로 발생한다. 해양구조물의 경우 수평하중이 아닌 수직하중에 의해 설계가 지배적이나, 해상풍력발전기 기초의 경우 수평하중이 지배적이며, 블레이드 회전에 의한 동적인 운동을 하는 구조형식으로 수직도 오차가 구조적으로 중요한 영향을 끼칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 5MW급 해상풍력발전기 모노파일 기초의 수직도 오차에 따른 기초와 지반의 구조응답 특성을 분석하였다. 해양환경하중은 ISO 기준에 의해 산정하였으며, 수직도 오차 범위는 $L/{\infty}$(=0), L/300, L/200 및 L/100로 선정하였다. 해석결과 수직도 오차가 없는 모노파일에 비해 L/100 오차를 갖는 지반의 부재력 최대 값이 약 7.2%정도 더 증가되는 것으로 분석되었다.

파랑 및 부유체 운동을 고려한 세장해양구조물의 동적 거동 해석 (Dynamic Response Analysis of Slender Marine Structures under Vessel Motion and Regular Waves)

  • Chung Son Ryu;Michael Isaacson
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.64-72
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    • 1998
  • 해저자원개발에 사용되는 riser나 TLP의 인장각과 같은 세장해양구조물의 파랑 및 상단부유체의 운동에 대한 동적거동해석을 수행하였다. 구조부재의 유한요소모델을 사용한 수치해석기법을 개발하고 규칙파에 대한 시간영역해석을 수행하였다. 본 연구는 상단부유체의 수평 및 수직운동이 구조물의 횡방향거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 특히 부유체 수직운동의 영향을 주로하여 패러미터연구를 수행하였다. 수심, 파랑조건 그리고 부유체운동 등 여러경우에 대한 구조물의 변의, 휨응력을 비교검토하였고, 이 해석을 통하여 부유체의 수직운동에 의한 시간변화 인장력으로 야기되는 불안정조건을 검토하였다. 예제해석결과, 부유체의 수평 및 수직운동의 상호작용으로 riser의 동적응답이 증폭되었다. TLP 인장각의 경우 부유체의 수직운동효과가 구조물의 거동에 상당히 크게 작용하는 것으로 나타났다.

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낙산사 칠층석탑에 발달한 표면균열의 특성과 성장 메커니즘 (A Study on the Characteristics and the Growth Mechanism of Surface Cracks from the Naksansa Seven-Storied Stone Pagoda, Korea)

  • 박성철;김재환;좌용주
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제46권2호
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    • pp.136-149
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    • 2013
  • 보물 제499호로 지정되어 있는 낙산사 칠층석탑에 대해 표면풍화로 인한 표면균열 발달 양상을 연구하였다. 이 석탑의 석재는 흑운모 화강암과 각섬석-흑운모 화강암으로, 중립질 이상의 입자크기와 회백색을 띄며 특징적으로 거정의 장석 반정을 수반하는 반상조직이 나타난다. 석탑에 나타나는 표면균열은 기단부 및 1층 탑신에서 많이 관찰되며, 대부분 수직, 수평, 대각선 방향으로 발달하고 있다. 석탑에 사용된 석재 내부의 미세균열은 원래부터 리프트 결과 그레인 결의 방향으로 잘 발달한 것이며, 이 두 결이 균열성장과 그에 따른 손상을 야기한 것으로 판단된다. 이와 더불어 석탑에서 나타나는 수직균열은 탑의 자체 하중에 의한 압축응력과 평행하게 미세균열이 성장하였으며, 수평균열은 주 압축응력에 대한 반발 인장력이 균열의 성장을 촉진시킨 것으로 판단된다. 한편, 석탑의 남동쪽 부재 탈락은 압축과 인장에 의한 것과 더불어 거정질 알칼리장석 반정의 벽개와 쌍정면의 영향으로 인해 발생한 것으로 해석된다.

전단벽-골조 시스템의 내진설계를 위한 근사해석법 (Approximate Analysis of Shear Wall-Frame Structure For Seismic Design)

  • 유석형
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.99-106
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    • 2019
  • 횡력을 받는 전단벽-골조 시스템은 휨거동을 하는 전단벽과 전단거동을 하는 골조가 슬래브의 강체평면운동(Diaphragm Action)을 통하여 상호작용하여 수평력에 효율적으로 저항하는 시스템이다. 횡력을 받는 골조의 거동은 보와 기둥의 휨 변형에 의한 골조의 수평 전단변형과 기둥의 축 변형에 의한 골조의 휨 변형으로 구분 할 수 있다. 일반적으로 전단벽-골조 시스템의 근사해석 시 골조의 휨변형은 무시하여 왔으나, 건물의 높이가 증가 할수록 골조의 휨 거동은 큰 영향을 미칠 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 횡력을 받는 전단벽-골조 시스템의 근사해석 시 기둥의 축 변형을 고려하기위하여 병렬전단벽 시스템(Coupled Shear Wall System)의 해석 시 사용하는 연속매체모델(Continuous Medium Model)을 이용하여 횡 변위 및 부재력을 산정할 수 있는 근사식을 수정 제시 하였다. 새롭게 제시된 근사식을 검토하기 위하여 기존 식과 컴퓨터에 의한 Matrix해석 결과와 비교하였으며, 비교결과 건물 높이가 높을수록 본 연구에서 제시한 근사해석 식이 기존 식보다 Matrix 해석 결과에 가깝게 나타났다.

무도상 철도판형교의 비틀림거동 특성 (Torsional Behavior of Ballastless Railway Plate Girder Bridge)

  • 현승혁;황원섭;박성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권3호
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    • pp.201-208
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    • 2021
  • 본 논문에서는 하부수평브레이싱 설치에 따른 무도상 철도판형교의 횡방향 및 비틀림거동에 관한 영향을 검토하였다. 우선 하부브레이싱의 부재 배치 형태가 다른 해석모델을 대상으로 하여 열차하중에 의한 횡방향변위를 비교 검토하여 가장 효율적인 하부 브레이싱의 배치에 대하여 검토하였다. 다음으로는 하부브레이싱을 설치한 2주형 철도판형교의 비틀림거동에 대해 검토를 수행하였다. 또한, FEM 해석결과로부터 구한 비틀림상수와 상부와 하부수평브레이싱을 등가두께로 치환하여 폐합단면으로 하는 철도판형교의 비틀림상수를 비교하였고, 교량의 지간길이와 하부브레이싱의 단면적의 영향을 검토하였다. 이와같은 해석결과를 기초로 본 연구에서는 횡좌굴모멘트와 비틀림상수비와의 관계곡선을 제시하였고 비틀림보강이 필요한 철도판형교의 범위를 제안하였다.

잔류응력과 초기변형을 고려한 송전철탑의 비선형 극한거동에 관한 해석적 연구 (Study on Ultimate Behavior of Steel Transmission Tower with Residual Stress and Initial Imperfection)

  • 장진원;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.421-435
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    • 2008
  • 본 논문에서는 잔류응력과 초기변형을 고려한 비선형 해석을 실시하여 송전철탑의 극한거동을 분석하였다. 송전철탑 전체 해석 모델링에 주주재, 수평재 및 1차 사재는 보(Beam)요소를 사용하였고, 기타 사재 및 보조재는 트러스(Truss)요소를 사용하였으며 구조해석프로그램 ABAQUS(2004)를 사용하였다. ABAQUS Imperfection 옵션 및 Initial condition 옵션을 사용한 초기변형 및 잔류응력 적용의 적절성을 평가하고자 판(Plate & Shell)요소 부재모델과 보요소 부재모델의 해석결과를 비교분석하였다. 보요소와 트러스 요소를 적용한 송전철탑 전체모델의 비선형 해석결과 ${P-{\triangle}}$효과로 인하여 철탑 하부 각재부 주요 부재에 좌굴파괴가 발생하였다. 본 연구에서는 구조물의 안전성에 영향을 미치는 비선형 해석인자 즉 잔류응력과 초기변형의 정도에 따른 안전성 저하값을 정량적으로 평가하여 제시하고 있다. 그러므로, 본 연구의 결과는 실제 송전철탑의 파괴극한거동에 가까운 설계법, 해석법 및 시공법 정립에 크게 기여할 것으로 판단된다.

사변형 격자지보재-숏크리트 합성부재의 등가물성 결정 기법 (Determination of equivalent elastic modulus of shotcrete-tetragonal lattice girder composite)

  • 강경남;송기일;김선길;김경철
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.145-154
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    • 2020
  • NATM 공법에 있어서 강지보재는 숏크리트가 타설되어 라이닝을 완전히 구성할 때까지 터널의 안정화를 확보하는 구조체로서, 숏크리트의 타설 전 뿐만 아니라 타설 후 숏크리트와의 일체 거동을 통해 라이닝의 강도를 더해주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 새로운 형식의 사변형 격자지보재를 터널의 안정해석에 적용하기 위한 방안으로 체적비 기반의 숏크리트와 강지보재 합성부재의 등가 물성치 결정법을 제시하였다. 사변형 격자지보재는 수직 및 수평 보강재의 존재로 면적비 기반으로 등가 물성치를 산정할 경우 선택한 단면에 따라 물성치가 상이 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 체적비 기반의 등가 물성치 결정법을 제시하였으며, 격자지보재와 숏크리트로 구성된 합성부재 요소에 대한 상세모델과 등가물성치를 사용한 등가모델의 비교를 통하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였다. 상세모델과 등가모델을 비교한 결과등가모델은 상세모델에 비해 평균적으로 130% 작은 휨 강도를 나타내었다. 본 연구에서는 휨강도의 오차율을 고려하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였고, 보정된 등가탄성계수를 적용한 등가모델의 휨강도는 상세모델과 평균오차율 1% 이내로 나타났다.

강합성 거더교에 적용된 희생부재형 에너지소산장치의 내진성능에 관한 연구 (A Study on the Seismic Performance of Energy-Dissipating Sacrificial Devices for Steel Plate Ginder Bridges)

  • 조광일;곽필봉;마호성;김상효
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.87-96
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    • 2007
  • 최근 지진하중에 대한관심이 높아져 가는 가운데 내진설계가 되어 있지 않은 기존 교량의 내진성능 향상 및 신설될 교량의 구조적 기능성과 안전성을 증대시키기 위한 방안으로 희생부재형 에너지소산장치(Energy-Dissipating Sacrificial Device, EDSD)가 개발되었다. 본 연구에서는 제안된 장치가 내진성능 향상을 위한 기법으로 실제 교량에 적용될 수 있도록 실험을 통해 EDSD의 성능 및 안정성을 검토하였다. 유사동적실험 결과, EDSD는 지진하중 시 양호한 에너지 소산능력을 발휘할 것으로 예상되며 충분한 소성거동을 통해 교량의 주거더에는 손상을 거의 주지 않으며 주부재간의 연결부 또한 안전함을 알 수 있었다. 또한, 강합성 플레이트 거더교를 대상으로 EDSD를 적용하고 교각의 에너지, 수평력 및 상 하부 구조간의 상대변위 등의 지진응답특성을 분석한 결과, EDSD는 지진력을 효과적으로 감소 및 분산시키고 상 하부 구조간의 상대변위를 상당히 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서, EDSD는 설계 지진하중 또는 그 이상의 지진하중 하에서 특별한 유지관리 없이 그 기능을 발휘할 수 있을 것으로 예상되며 우리나라와 같이 지진이 빈번히 발생하지 않는 지역에서 기능적 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

엔터프라이즈 아키텍처 지향 모델 개발: 연계와 통합 관점에서 본 엔터프라이즈 현재와 미래 아키텍처 사상 (Toward Developing An Enterprise Architecture Orientation Model: Mapping the Present and Future Enterprise Architecture from the Alignment and Integration Perspective)

  • 손정순;전성현
    • 경영정보학연구
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    • 제12권2호
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    • pp.1-23
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    • 2010
  • 엔터프라이즈 정보화를 추진하는데 있어서 가장 심각한 문제 중 하나는 서로 연계 통합되지 않은 사일로(Silo) 시스템 문제이다. 정보전략계획(Information Strategy Planning)은 비즈니스에 필요한 개별시스템 기능성 도출에 국한되어 오히려 이러한 사일로 문제를 가중시키고 있다. 본 연구는 엔터프라이즈 사일로 문제가 엔터프라이즈 제반 요소들이 가지는 관계에 대한 총체적 시각, 곧 '아키텍처적 시각'이 부재하기 때문이라고 보고, 이러한 엔터프라이즈 요소간 관계를 정의하고 체계화할 수 있는 '엔터프라이즈 아키텍처 지향 모델'을 제안한다. 이를 위해 본 연구는 엔터프라이즈 제반 구성요소들 상호간에 수직적, 수평적 관계성을 부여하고 엔터프라이즈가 이들 관계에 있어서 거치는 진화의 단계를 설정한다. 엔터프라이즈 아키텍처 지향 모델에서 수직적 관계는 Kaplan과 Norton의 연구로부터 도출된 성과, 역량, 전략이라는 세 요소가 조직 상하간에 전략적 관리적 측면에서 '연계(Alignment)'되어야 함을 의미한다. 수평적 관계는 Ross 등이 통합 대상으로 다룬 정보기술, 데이터/프로세스, 비즈니스 컴포넌트 요소들이 수평 조직간에 기능적 실행적 측면에서 '통합(Integration)'되어야 함을 강조한다. 본 모델은 엔터프라이즈의 현재와 미래 아키텍처를 사상하는 개념공간으로서 엔터프라이즈의 현재 모습을 파악하고 엔터프라이즈가 지향하는 미래 모습을 도출하며 현재에서 미래로의 이행을 인도하는 개념적 틀로서 작용하게 된다. 끝으로 본 모델의 적용 사례를 들고 모델의 적용이 각 엔터프라이즈가 지향하는 엔터프라이즈 모습에 따라 어떻게 달라질 수 있는지를 논의한다.