• Title/Summary/Keyword: 전단 응력

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Nonlinear FE Analysis of RC Shear Walls (철근콘크리트 전단벽의 비선형 유한요소해석)

  • 곽효경;김도연
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.293-308
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    • 1999
  • 이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

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Numerical Modeling of Sloping Ground under Earthquake Loading Using UBCSAND Model (UBCSAND모델을 이용한 사면의 동적거동해석)

  • Park Sung-Sik;Kim Young-Su;Kim Hee-Joong
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.22 no.4
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    • pp.61-71
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    • 2006
  • A numerical procedure is presented fur evaluating seismic liquefaction on sloping ground sites. The procedure uses a fully coupled dynamic effective stress analysis with a plastic constitutive model called UBCSAND. The model was first calibrated against laboratory element behavior. This involved cyclic simple shear tests performed on loose sand with and without initial static shear stress. The numerical procedure is then verified by predicting a centrifuge test with a slope performed on loose Fraser River sand. The predicted excess pore pressures, accelerations and displacements are compared with the measurements. The results are shown to be in good agreement. The shear stress reversal patterns depend on static and cyclic shear stress levels and are shown to play a key role in evaluating liquefaction response in sloping ground sites. The sand near the slope has low effective confining stress and dilates more. When no stress reversals occur, the sand behaves in a stiffer manner that curtails the accumulated downslope displacements. The numerical procedure using UBCSAND can serve as a guide for design of new soil structures or retrofit of existing ones.

Effect of Shear Reinforcement and Compressive Stress on the Shear Friction Strength of Concrete (콘크리트의 전단마찰 내력에 대한 횡보강근 및 압축응력의 영향)

  • Hwnag, Yong-Ha;Yang, Keun-Hyeok
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.28 no.4
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    • pp.419-426
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    • 2016
  • This study examined the effect of transverse reinforcement and compressive stress on the shear friction performance at the shear interface intersecting two structural elements with various concrete types. From the prepared 12 push-off test specimens, various characteristics at the interface were measured as follows: crack propagation, shear load-relative slip relationship, initial shear cracking strength, ultimate shear friction strength, and shear transfer capacity of transverse reinforcement. The configuration of transverse reinforcement and compressive strength of concrete insignificantly influenced the amount of relative slippage at the shear friction plane. With the increase of applied compressive stress, the shear friction capacity of concrete tended to increase proportionally, whereas the shear transfer capacity of transverse reinforcement decreased, which was insignificantly affected by the configuration type of transverse reinforcement. The empirical equations of AASHTO-LRFD and Mattock underestimate the shear friction strength of concrete, whereas Hwang and Yang model provides better reliability, indicating that the mean and standard deviation of the ratios between measured shear strengths and predictions are 1.02 and 0.23, respectively.

Experimental Study on the Shear Behavior of Ultra High Performance Precast PSC Bridge Joint with Joint Type and Lateral Force (접합 조건 및 횡구속 조건에 따른 초고성능 프리캐스트 PSC 교량 접합부의 전단 거동에 관한 실험적 연구)

  • Lee, Chang-Hong;Kim, Young-Jin;Chin, Won-Jong;Choi, Eun-Suk
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.5A
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    • pp.379-387
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    • 2011
  • According to the development of ultra-high performance concrete (UHPC), its mechanical performance have been known as superior than normal and/or high performance concrete. However, its construction and structural safety must have studied with revisions and supplements. In this study, tests have been performed on UHPC precast segment joint with different levels of joint types and lateral forces under direct shear. From the results of the experimental tests, it can be concluded that the properties of the referred joints are significant for the resistance of shear behavior, and the increase of lateral force in these joints may suggest as critical lateral stress on that behavior.

A Study on the change of shape of the flume cross section for the control of bottom shear stress distribution of an annular flume (환형수조의 바닥전단응력 균일화를 위한 수조단면의 형상변화에 대한 연구)

  • Yang, Su-Hyun;Im, Ik-Tae;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.177-177
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

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Study on Critical_Allowable Shear Stress of Filling Rocks With Mattress Revetment (호안용 매트리스내 채움재의 한계_허용 전단응력에 관한 연구)

  • Bae, Sang-Soo;Lee, Seung-Yoon;Jee, Hong-Kee
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.41 no.2
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    • pp.137-147
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    • 2008
  • Critical and allowable shear stress acting on the mattress revetment, is presented in this study. First of all, shear stress at each spot is computed when the hydraulic power act on the waterway. Secondly, median diameter of the filling rocks is computed using shear stress and Shields coefficient which are used to decide the critical motion of the particle. Finally, the range of critical and allowable shear stress is estimated which meet the particle stability and indicated that the mattress is a stable hydraulic structure in comparison with the riprap. Therefore the required median diameter of riprap is three times higher than that of mattress. Contrarily, this study also analyzed that resisting power of mattress to shear stress is three times higher than that of riprap on the same size.

The Effect of Shear Span-to-Effective Depth Ratio of Reinforced high Strength Concrete Deep Beam (고강도 철근콘크리트 춤이 큰 보의 전단스팬비 효과)

  • 오정근;성열영;안종문;이광수;신성우
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.9 no.5
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    • pp.225-231
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    • 1997
  • 콘크리트 압축강도 및 전단스팬비의 변화에 의한 고강도 철근콘크리트 춤이 큰 보의 전단거동 및 내력특성을 파악하기 위한 실험적 연구를 하였다. 춤이 큰 보는 하중작용점과 하중지지점을 연결하는 사균열의 확대에 의해 취성전단파괴양상을 나타내었으며 하중작용점 하중 지지점의 콘크리트 압괴를동반하는 전단압축 및 전단인장파괴 형태로 최종파괴되었다. 전단스팬비가 감소함에 따라 사균열전단응력 및 최대전단응력은 크게 증가하였으며, ACI 및 CIRIA규준식은 부재의 최대전단응력을 비교적 정확하게 예측하고 있음을 파악하였다.

A Study on the Measurement of Wall Shear Rate in the Abdominal Aortic Aneurysm (복부대동맥류 벽 전단변형률 측정에 관한 연구)

  • 오성은;이계한
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.21 no.2
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    • pp.181-187
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    • 2000
  • 동맥의 일부분이 팽창하는 동맥류는 파열로 인한 높은 사망률을 야기한다. 동맥류의 발생 및 파열에는 혈관벽의 구조적 약화와 혈류에 의한 응력이 중요한 역할을 하며, 혈류에 의해 혈관벽에 가해지는 전단응력은 간접적으로 혈관벽 구조를 변화시키고, 직접적으로 혈관벽에 응력을 가하므로 동맥류 파열에 영향을 미치는 중요한 혈류역학적 인자이다. 동맥류가 자주 발생하는 복부대동맥류 모델을 제작하여 정상류와 맥동류 유동에서 광색성 염료를 이용한 유동가시화 방법으로 벽 전단변형률을 측정하였다. 벽전단변형률은 동맥류 내부에서 감소하여 음의 값을 가지며, 동맥류 최대확장부 후부에서 다시 증가하여 확장부가 끝나는 위치에서 동맥 벽에 비해 약 1.5배 정도의 큰 전단변형률 값을 가졌다. 동맥류 최대확장부 후부에서는 벽전단변형률의 방향의 바뀌며, 위치에 따른 전단변형률의 변화가 크게 나타났다. 맥동류 유동에서는 동맥류의 위치에 따라 시간에 따른 벽전단형률 파형이 측정되었다. 동맥류 내부에서는 전단변형률의 크기가 작고 그 방향이 시간에 따라 변화가 심하였으므로 혈관벽의 구조변화가 발생하기 쉬운 지역으로 지목된다. 동맥류 최대 확장부 후부는 위치 및 시간에 따른 전단변형률의 변화가 심하며, 혈관벽 응력이 최대값을 갖는 지역이므로 동맥류의 파열이 발생하기 쉬운 지역으로 예측된다.

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Strength Character of the Condition of Consolidated Constant pressure with Improvement One-Dimension Shearing Test and Simple Shearing Test (정압(CD)조건의 개량형 일면전단시험과 단순전단시험에 있어서 강도특성에 관한 연구)

  • Kim, Jae-Young;Ohshima, Akihiko;Takada, Naotoshi;Kim, Dong-Hyun;So, Choong-Seop
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2006.03a
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    • pp.131-136
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    • 2006
  • 일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

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Measurement of Two-Dimensional Skin Friction Distribution Using the Overall Fringe Images (간섭영상을 이용한 이차원 표면전단응력 분포 측정에 관한 연구)

  • Lee Han-Sang;Lee Yeol;Yoon Woong-Sup
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.87-94
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    • 2006
  • An experimental research program providing knowledge to measure two-dimensional skin friction variation over a certain region of model surface is presented. In the oil-fringe imaging skin friction(FISF) technique, local slope of a thin oil applied on a test surface is measured from the interference fringe patterns on the oil surface, and its information is then related to the applied shear over the oil by the thin-oil lubrication theory. The FISF technique has been applied for a separation flowfield ahead of a circular cylinder vertically mounted on a flat plate, and it has been found that the FISF skin friction results show good comparison with the other numerical/experimental data obtained for similar conditions. implying an applicability of the technique.