• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.145-155
• /
• 2000

지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 정착장의길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중 정이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리로 앵커 그라우트체와 지반과의 마착력 분포를 알아야 한다. 본 연구는 미국 Texax A&M University의 점성토지반에 계측기가 장착된 10개의 그라운드 앵커를 설치하여 인발시험을 수행하였다. 앵커의 자유장 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이를 얻어냈다. 또한 현장시험 결과의 역해석을 통하여 강선과 그라우트 사이의 하중과 변위의 관계와 그라우트와 지반의 하중-변위 관계를 분석하여 그라운드 앵커의 인발 특성을 예측 할 수 있는 수치해석 기법을 모델링하여 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.11-21
• /
• 2005

본 연구에서는 기존의 아스팔트 콘크리트 포장구조해석에 사용되는 다층탄성해석에서 경계면의 영향을 평가하기 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 다층탄성 프로그램인 KENLAYER를 이용하여 연직하중이 작용하는 경우의 경계면 특성에 따른 포장성능에 관한 비교 분석을 실시하였다. 그리고 실제 주행하중에 의해 발생되는 수평하중이 포장체에 미치는 영향을 고찰하기 위해 수평하중을 고려한 포장구조해석도 실시하였다. 이를 위해 ABAQUS를 이용하여 경계면 상태에 따른 포장구조체 내부에서 발생하는 변형률 및 처짐을 분석하고, 경계면의 접합상태에 따른 효과를 분석하였다. 이러한 과정을 통해 경계면 상태에 따른 포장체의 공용성에 관한 기존의 정성적 평가로부터 수치해석을 통해 정량적 평가를 실시하고, 경계면 효과에 대한 기본연구를 실시하였다. 연구 결과 기존 해석에서 사용되는 연직하중만 작용하는 경우와 실제 주행하중을 모사하는 연직하중과 수평하중이 동시에 작용하는 경우 수평하중의 작용으로 인해 공용횟수가 약 1/300로 감소하여 포장구조해석시 수평하중을 고려한 해석이 절실히 필요함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.107-121
• /
• 2003

중력식 안벽의 내진 안정성을 분석할 때, 중력식 안벽에 발생하는 하중성분의 크기와 위상관계를 명확히 결정하는 것이 중요하다. 일반적으로 안벽에 발생하는 하중성분은 안벽 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있으며, 각 하중성분들의 크기와 위상관계는 배면지반에 발생하는 과잉간극수압의 크기에 따라 변한다. 벽체배면과 뒤채움 토체 사이의 접촉면에서 발생하는 동적작용력은 이러한 힘들의 상호작용에 의하여 발생한다 본 연구에서는 벽체 작용하중 산정식들로부터 구한 각 하중성분들의 크기를 조합하여 배면 동적작용력의 크기와 위상변화를 배면 과잉간극수압의 함수로써 산정하는 간단한 하중산정 모델을 제안하였으며, 진동대 실험결과와 이 모델의 예측결과를 비교하여 모델의 적용성을 검증하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.515-522
• /
• 2005

선체를 구성하는 판부재는 일반적으로 면내하중과 횡하중의 조합하중이 작용하게 된다. 면내하중으로서는 주로 전체적인 선체거더의 휨과 비틀림에 의한 압축하중 및 전단하중이 있다. 횡하중은 수압과 화물압력에 의해서 작용하게 된다. 이러한 하중의 요소들은 항상 동시에 작용하는 것이 아니지만 한 개 이상의 하중이 존재하고 상호작용하게 된다. 그러므로, 좀더 합리적이고 안정적인 선박구조의 설계를 위해서는 이러한 조합하중이 선체판에 작응할 경우에 발생하게 되는 좌굴 및 최종강도거동의 상호관계를 좀더 자세히 분석할 필요가 있다. 실제로 선체판은 슬래밍과 팬팅과 같은 충격하중을 제외하고는 상대적으로 적은 수압이 작용하게 된다. 본 연구논문에서는 조합하중을 받는 선체판부재의 거동에 있어서 최종한계상태설계법에 기반을 둔 탄소성대변형 유한요소해석을 수행하였다. 본 연구에서는 압축하중과 횡하중이 판부재에 작용하였을 경우 횡하중의 크기에 따른 영향을 탄소성대변형 유한요소해석(ANSYS)을 수행하여 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.59-68
• /
• 2001

풍화토 지반에 설치된 그라운드 앵커의 하중전이 현상을 규명하기 위하여 성균관대학교 지반시험장에서 인발시험을 수행하였다. 지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 앵커체의 종류(인장형 또는 압축형), 정착장의 길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중전이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리고 앵커 그라우트체와 지반과의 마찰력 분포를 알아야 한다. 앵커의 자유장의 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이 분포를 구하였다. 또한 현장시험 결과의 신뢰성 확보를 위하여 수치해석 모델링을 통하여 해석을 수행하여 비교하였다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제13권6호
• /
• pp.165-180
• /
• 1997

건물의 지하외벽 또는 암거나 박스 칼버트와 같은 지하구조물은 되메움한 흙의 자중에 의한 하중 이외에 되메움이 완료된 후 주차장을 신설하거나 도로를 건설하면 차량이나 구조물에 의해 표면에 작용하는 점하중, 띠하중, 선하중 등의 외부 하중을 지자하게 된다. 이러한 상재하중에 의한 지중응력은 구조물에 영향을 받아 수평압력 및 연직압력을 증가시킨다. 상재하중에 의해 증가하는 지중응력을 계산하는 방법은 지반이 반무한 탄성체이며 등방성이고 균질하다는 가정하의 Boussinesq(1885)의 탄성론에 의한 지중응력 산정법과 지반은 등향적(imtropic)이고 균질하며 활동선이 Coulomb의 기준에 맞는다라는 가정하에 Krey(1936), Ohde(1952) 등의 소성론에 따른 산정법 및 이를 조합한 Schmitt(1992) 등이 제시한 탄소성론에 의한 산정 법등이 제시되었다. 본 연구에서는 탄소봉으로 지반을 조성한 후 되메움 공간의 크기가 다른 경우 그 표면에 등분포 띠 하중으로서 상재하중이 작용할 때 증가되는 수평토압의 크기, 벽체에 작용하는 토압에 의한 수직압력 및 굴착면 하부에 작용하는 연직토압을 측정하여 상재하중과토압의 관계를규명하였다. 또한, Mohr-Coulomb의 지반구성모델을 이용한 유한차분법 (FDM)으로 해석하여 그 결과를 실험 결과와 비교, 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6C호
• /
• pp.359-366
• /
• 2008

말뚝의 하중전이거동 및 변형특성 해석을 위해 하중전이함수법이 널리 사용된다. 본 연구에서는 말뚝-지반의 상효작용 즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석에 고찰하였으며, Mindlin 해를 이용하여 이를 고려함으로써 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 수정된 하중전이 해석방법을 제안하였다. 이를 통해 말뚝-지반 상호작용의 영향인자인 말뚝직경-지반계수의 비$(D/E_s)$과 주면마찰력-재하하중의 비$(R_s/Q)$를 고려할 수 있었다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, 제안된 해석방법은 암반 근입 현장타설말뚝의 하중-침하 거동 및 하중전이특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.1261-1270
• /
• 2013

현행 국내 1등교 활하중 설계기준은 DB-24하중과 DL-24하중을 적용하고 있다. 특히 45m 이상의 장경간 교량에서는 DB-24하중보다 DL-24 하중에 의한 전단력, 모멘트가 지배적인 것으로 나타나 대부분 DL-24하중을 적용하여 설계하고 있다. 그러나 실제 교량에서트럭하중은 한 점에 머무르며 작용하지 않고 교량 위를 종방향으로 이동하며 작용하므로, 이러한 이동 효과를 고려하여 이동트럭하중(ML-24)을 정의하여 DL-24하중과 비교한 결과, DL-24하중은 50m 경간을 기준으로 이동트럭 하중(ML-24)에 의한 전단력을 전 구간에서 만족시키지 못하였고, 모멘트의 경우도 일부구간에서 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 이에 본 논문에서는 경간 50m를 기준으로 현재 DL-24하중을 구성하는 하중 인자를 조정하여 새로운 활하중 모델인 RL-24하중을 제시하였으며, 이를 경간 45~60m 단순교에 적용시켜 검토한 결과, 실제 작용 하중과 유사한 ML-24하중에 의해 교량에 작용하는 모멘트와 전단력을 모두 만족하였으며, 특히 문제점으로 발견되었던 부재 중앙과 부재 단부에서의 전단력 비율이 일정하게 유지되는 결과를 얻었다. 또한 국내의 활하중 모델들과의 비교를 통하여 RL-24하중 조정안의 적절성과 그 적용성을 검토하였다. 본 연구에서는 최근 연구개발과 실용화가 활발한 60m 경간급의 1등급 교량에 대하여 실제 트럭의 이동 효과를 고려하여 모멘트와 전단력에 대하여 합리적인 설계가 이루어질 수 있도록 새로운 설계기준을 제시하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
• /
• pp.149-154
• /
• 2008

도시가스용 배관으로 사용하고 있는 폴리에틸렌 배관은 유연하여 시공이 용이할 뿐만 아니라 부식 및 전식이 일어나지 않아 유지관리가 편리하고 교체 없이 50년 이상 사용이 가능하여 금속 소재에 비하여 경제적이기 때문에 그 사용량이 증가하고 있다. 그러나 차량의 증가 등으로 인하여 매설된 배관에 많은 응력이 집중되고 있다. 따라서 토하중 뿐만 아니라 증가한 차량 등에 의한 하중이 복합적으로 작용할 경우에 매설된 배관이 어느 정도의 응력을 받고 있는지를 검토하고자 하였다. 직경이 $50{\sim}400mm$인 배관을 대상으로 매설깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 변화시키고 사용압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켜 그 결과를 검토하였다. 결과는 수식해와 유한요소 해석 방법을 이용하여 계산하였으며 두 결과를 비교하여 유한요소 해석 방법의 신뢰성을 높였다. 두 해석방법 모두 내압에 의한 영향, 토양하중에 의한 영향 그리고 차량 하중에 의한 영향을 각각 계산하였다. 그리고 각 하중이 복합적으로 작용할 경우에 대한 응력을 계산하여 매설 깊이에 따라 배관에 발생하는 응력을 계산하였다. 또한 가스배관 설계에 사용하는 허용응력을 4가지로 구분하여 발생한 응력과 비교하여 그 안전성을 검토하였다. 수식해와 유한요소 해석 결과를 비교하여 각각의 결과를 검증한 결과 수식해가 유한요소 결과보다 약간 높은 응력값을 나타내었으며 내압, 토하중, 차량하중 등이 복합적으로 작용할 경우에 매설깊이가 1m일 때 가장 낮은 원주방향응력이 발생하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.449-456
• /
• 2007

본 연구는 줄눈콘크리트포장에 환경 하중과 차량하중이 작용할 때 콘크리트 슬래브의 상하부에 발생하는 최대 인장응력의 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 유한요소법을 이용한 줄눈콘크리트포장의 수치해석모형을 개발하여 우선 포장이 환경 하중 또는 차량하중 만을 받을 때의 응력 특성을 분석하였다. 그 후 환경 하중과 차량하중을 동시에 받을 때 슬래브 상하부의 응력 특성을 분석하였다. 연구 결과, 차량하중에 의한 슬래브 하부의 최대 인장응력은 하중이 어느 정도 줄눈부에서 멀어지면 위치에 관계없이 거의 같아지게 되는 젓을 알 수 있었다. 환경 하중에 의해 슬래브가 컬다운 되었을 때는 차량하중이 슬래브의 중앙에 작용할 때 슬래브 하부에 최대인장응력이 발생하며 슬래브가 컬업 되었을 때는 차량하중이 줄눈부에 작용할 때 슬래브의 상부에 최대인장응력이 발생한다. 슬래브 하부 최대인장응력은 컬다운 상태에서는 하부층 일반 스프링을 사용한 모델을 이용하여 환경 하중과 차량하중에 의한 각각의 최대응력을 더하여 구할 수 있으며, 컬업 상태에서는 차량 하중에 의한 최대 응력에서 온도 하중에 의한 최대 응력을 감하여 구할 수 있다. 반면에 슬래브 상부 최대인장응력은 컬업 상태에서 하부층 무인장 스프링을 이용한 모델을 사용하여 환경하중에 대한 최대응력과 차량하중이 줄눈부에 작용할 때 슬래브 중앙부의 최대응력을 더하여 구할 수 있으나 하부층을 일반 스프링으로 모델링하여 환경 하중에 대한 최대응력 만을 구하여 사용하는 실용적인 방법도 있었다.