Criteria for rehabilitation priority are discussed to evaluate structural stability of deteriorated water transport and transmission pipes, in this study. For the purposes, safety factor is introduced and estimated by measuring tensile strength and by analyzing stress caused by the internal-external loads working on buried pipe body. Related informations are surveyed and collected under various conditions in the fields by digging out and the structural stability is assessed. In the evaluation results of structural safety, it is shown that steel pipe is more affected by external load than internal load. The average external load is estimated as $53.7kg/cm^2$ and total hoop stress is estimated by $2676.5kg/cm^2$. Also, Poisson effect into longitudinal direction due to internal and external loads is most influential on hoop stress. The calculated safety factors of hoop stress are ranged from 0.7 to 5.2 with average value of 2.1, considering a bending stress to longitudinal direction. The decision of rehabilitation priority by safety factors show that structural safety of CIP sample 1(S1) was assessed at the lowest order with safety factor value, 0.7 and that of DI sample 15(S15) was evaluated as the most stable in structural aspect.
In this paper, we perform a ANSYS simulation of assembly structure composed of three parts, bolt, nut, and coil spring, under the loading of a screw torque 640~800 ($N{\cdot}m$) derived from the given bolt tensile strength 10.9, which allows us to investigate a lock-nut mechanism for the prevention of bolt-loosening after three parts are fastened. And also we investigate the safety factor of each component with effective stress distribution obtained from the simulation, which enables us to estimate the structural safety of a new lock-nut structure. Both simulation and investigation shown in this paper will contribute to the development of a new lock nut structure.
본 연구는 총기대비용최소화기법에 의한 실용적이고 현실적인 해석모형을 제시하는데에 그 목적이 있으며, 주요목적중에 하나로서 철근콘크리트교량의 현장시험과 조사결과에 의해 도출된 저항계수(RF)라는 평가항목에 의해 현재 철근콘크리트부재들에 안전한 평가와 내하력을 결정하는데에 있다. 총기대비용최소화기법은 가정된 모델들의 신뢰성해석에 사용되며, 가정한 신뢰성모델과 신뢰성해석방법은 철근콘크리트부재들의 안전한 평가와 시스템계수에 적용되어진다.
역학적으로 안정한 공동 및 처분공 간격을 결정하기 위해, 현재 수행 중인 열 해석의 중간 결과를 근거로 범용 해석 프로기램인 ABAQUS 버전 5.8을 이용해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 세 가지 초기지압을 조건으로 공동간격과 처분공 간격을 바꿔가면서 선형탄성해석을 수행하였고. 그 결과를 분석하여 굴착 후 응력재분배에 의한 암반의 거동은 어떤 경향을 가지고 있으며, 적절한 공동 간격 및 처분공 간격은 어느 정도가 좋은지를 분석하였다. 또한 각 경우 역학적인 안전계수는 어느 정도인지도 계산하였다. 국내지압분포를 근거로 도출한 초기지압 하에서는 공동간격 40m, 처분공간격 3m인 경우 안전계수 3.42가 계산되어 아주 안정한 결과를 얻었고, 스웨덴이나 캐나다의 초기지압 경힘식의 경우의 안전계수는 각각 1.19와 1.27로 비교적 낮은 값이지만 1 이상의 값이므로 응력재분배로 인한 파괴는 일어나지 않는다는 결과를 얻었다.
이 연구에서는 국내 도로교량 평가에서도 설계와 일관성이 있도록 한계상태설계법에 상응하는 평가방법을 마련하고, 선진국과 같이 평가에서 목표신뢰도지수를 감소시키는 경우 신뢰도분석을 통하여 보정하여 평가 활하중계수를 제안한다. 국내 대표 교량형식을 대상으로 수집한 실교량 자료를 활용하여 각 설계기준 별 설계활하중에 대한 하중효과를 산정하여 비교한다. 현행 설계법에 의해 산정된 하중효과를 바탕으로 최소요구강도를 산정하여 이에 대한 신뢰도분석을 통해 활하중계수 보정을 수행한다. 설계수준에 비하여 낮춰진 평가수준의 활하중계수를 교량 안전성평가를 수행하고, 이전 설계법의 안전성평가 결과와 비교하여 평가결과가 증가함을 확인하였다.
본 연구에서는 2014년 03월에 인천 H항의 5개 정점(S1~S5)에서 채취된 표층 퇴적물의 물리화학적 특성을 조사하고, COD, AVS, IL 및 중금속(Cd, Cu, Ni, Pb, Zn, Cr, Hg)을 분석하여 오염도를 평가하였다. 입도분석, 비표면적분석, XRD 및 XRF 분석을 통하여 채취된 퇴적물 시료 모두 거의 동일한 산화물과 광물로 구성되었음을 확인하였다. 국내기준으로 COD, AVS 및 IL 세 항목의 총점에 대한 오염도는 S2, S3, S5 지점은 2등급으로 S1, S4 지점은 3등급으로 평가되었다. 중금속 오염의 경우 Cd, Ni, Pb은 USEPA 기준으로 중간오염에 해당하였고, Cu, Zn 및 Cr은 심한오염으로 분류되었다. 농집지수를 이용한 오염도 평가결과 Cd가 Class 3으로 평가되었고, 농축계수를 이용한 평가결과 모든 지점에서 Cd, Pb, Zn의 경우 1보다 큰 것으로 나타났다. 또한 총농축계수는 S4지점이 3.1로 가장 높은 것으로 나타났다.
구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 통계적 특성을 고려하기 위해 기존의 방법에서는 경험에 입각한 안전계수를 사용하여, 변수가 갖고 있는 불확실성을 정성적으로 취급하여 구조물의 안전성을 점검하여 왔다. 그러나, 최근 확률이론에 입각한 신뢰성이론을 적용하여 구조물의 안전성을 보다 정량적으로 파악하여 충분한 경험과 실적이 부족한 새로운 형태의 구조물의 안전성 점검에도 활용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라, 본 연구에서는 기존의 유한요소법에 확률론적 수법을 가미한 확률 유한요소법을 개발하여, 구조해석에 사용되는 변수들이 갖고 있는 불확실량들이 구조해석의 최종결과에 어떤 영향을 미치는가를 확률적으로 처리하여, 구조물의 안전성을 보다 합리적으로 평가하도록 하였다.
Level II AFDA and Level III MCS reliability models are applied to analyze the stability of armor units on trading and coastal harbors in Korea. Hudson's formula and Van der Meer's formula are used in this reliability analysis. Also, probability density functions of reliability index and probability of failure are derived by the additional analysis. In addition, the partial safety factors of all harbors related to armor units can be straightforwardly evaluated by the inverse-reliability method. The upper and lower limits and average level of partial safety factors can be statistically investigated with the results of all cases applied in this paper. Therefore, it may be possible to design armor units of new breakwaters including the uncertainty of random variable and target level by using the present results.
In this study, the safety of fastening device for the agricultural by-product collector was evaluated according to the driving ground conditions by deriving the stress, static safety factor, and fatigue life using dynamic simulation. A 3D modeling of agricultural by-product collector was carried out, and simulation model was developed by applying the material properties. As a result of dynamic simulation, the magnitude of the maximum stress generated in the fastening device was the highest when driving on the flat off-road, followed by sloped pave-road and flat pave-road. Static safety factor and fatigue life were the highest when driving on the flat pave-road, followed by sloped pave-road and flat off-road. The safety of fastening device was confirmed that static safety factor was more than 1.0 and service life exceeded 9 years in all driving ground conditions.
This study was performed to investigate the minimum safety factor of embankment in consideration of seismic coefficient by the psuedo-static analysis The variables were cohesion, the internal friction angle, angle of slope, height of seepage, height of embankment, depth of replacement The results obtained were compared with those by Fellenius method, simplified Bishop method and Janbu method. The results were summarized as follows: 1.The increasing rate of the minimum safety factor with the increasing of cohesion appeared larger in Fellenius method and Bishop method than in Janbu method. And that with the increasing of the internal friction angle appeared the lowest value in Janbu method. The minimum safety factor was influenced larger on the internal friction angle than on cohesion. 2.The variation of the minimum safety factor with the height of seepage at 0m and 5 m was nearly similar to Fellenius method, Bishop method and Janbu method. On the other hand, it was decreased suddenly at 25 m. 3.The minimum safety factor with the height of embankment was decreased remarkably under 10 m with the increasing of seismic coefficient. But, it was decreased slowly more than 10 m. As the height of embankment was low, the influence of cohesion appeared larger. 4.In heigher case of the depth of replacement, the phenomenon of reduction of the minimum safety factor appeared remarkably with seismic coefficient increased. And in lower case of the depth of replacement, the minimum safety factor was similar in Fellenius method and Bishop mehtod. But it appeared larger in Bishop method and Janbu method than in Fellenius method with the depth of replacement increased. 5.As the cohesion and the internal friction angle were large, the phenomenon of reduction of the minimum safety factor with the increasing of seismic coefficient appeared remarkably. Also, the influence of seismic coefficient in minimum safety factor appeared larger with the soil parameter increased. 6.When the seismic coefficient was considerated, investigation of the structural body on the slope stability appeared profitably in Fellenius method and Janbu method than in Bishop method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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