• Title/Summary/Keyword: 초고층 구조

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진공 플라즈마 용사 코팅 조건에 따른 초고온 세라믹 코팅의 미세구조

  • Yu, Yeon-U;Jeon, Min-Gwang;Nam, Uk-Hui;Byeon, Eung-Seon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.135-135
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    • 2016
  • 차세대 가스터빈 엔진 및 초음속 항공기 내 고온부의 온도가 증가함에 따라, 기존의 초내열합금 기반 소재를 사용하기 어려워지고 있다. 초고온 세라믹스는 높은 기계적 물성, 화학적 안정성 등 우수한 고온 특성을 가지고 있어 기존의 초고온 소재를 대체 할 수 있는 물질로 부상되고 있다. 하지만 기존의 금속 기반 소재 대비 높은 밀도로 인하여 초고온 세라믹 단일체를 비행체 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 초고온 세라믹스와 탄소섬유를 포함하는 세라믹 복합체(Ceramic Matrix Composite, CMC)를 제작하여 동등한 기계적 물성을 보이면서 무게를 감소시키는 연구들이 진행 중에 있다. 초고온 세라믹스가 함침 된 세라믹 복합체의 경우 우수한 내삭마, 내산화 특성을 보이지만, 장시간 고온에 노출되어 탄소 섬유가 드러나게 되면 급격한 산화로 인해 소재 특성의 열화가 진행되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 탄소 섬유가 드러나지 않도록 복합체 표면에 코팅층을 형성하여 세라믹 복합체 모재를 보호하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 진공 플라즈마 용사 공정을 이용하여 다양한 공정조건 하에서 초고온 세라믹 코팅층을 형성하였다. 수십 마이크론 크기 분포를 갖는 HfC 분말을 Ar 유송 가스를 이용하여 플라즈마 화염 내부로 투입하였다. 플라즈마 화염 가스는 Ar 과 H2를 혼합하여 구성되었으며, 분위기 가스로는 N2를 사용하였다. 코팅에 사용된 모재로는 ZrB2 단일체와 SiC가 미량 포함된 HfC 단일체를 사용하였다. 다양한 공정 조건하에서 형성된 HfC 코팅층의 두께, 미세 조직구조를 SEM을 이용하여 관찰하였으며, XRD를 이용하여 형성된 HfC 코팅층의 결정구조를 분석하였다.

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Algorithm Development for Effective Material Management in High-Rise Building Constructions (알고리즘 개발 연구방법론 기초연구 - 초고층 공사에서의 물류효율화를 위한 장비간 통신 방법 모델설정을 중심으로)

  • Cho, Chang-Yeon;Kwon, Soon-Wook;You, Seuk-Joon;Lee, Joo-Hyung
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.230-233
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    • 2009
  • 3D(Difficult, Dirty, Dangerous) 산업의 대표적인 산업으로 인식되는 건설업은 현재 노무기능인력의 고령화와 신규 기능인력 육성의 어려움이라는 문제에 당면하였으며, 이러한 3D 산업이라는 이미지의 탈피 및 노동집약적 사업구조에 대한 변화에 대한 대안으로써 타산업과의 융복합을 통한 이미지 쇄신 및 생산성 향상을 위해 자동화 및 정보화를 위한 노력을 경주하고 있다. 본 연구에서는 건설 자동화 및 정보화를 위한 알고리즘 개발 연구방법론에 대한 기초연구로써, 초고층 공사에서의 물류 효율화를 위한 장비간 통신방법에 대한 모델을 설정하고, 해당 모델에 대해 적용 가능한 알고리즘을 도출하는 프로세스를 규명함으로써, 건설 자동화 및 정보화 연구를 진행하는 단계에서 최적화(Optimization)를 위한 알고리즘 규명에 대한 방안을 제시하고자 한다.

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Lateral Stiffness and Natural Period Evaluation of Flat Plate Tall Buildings for Wind Design (내풍설계를 위한 초고층 무량판 건축물의 횡강성 및 고유주기 산정)

  • Park, Je-Woo;Kim, Hong-Jin;Jo, Ji-Seong
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.1
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    • pp.73-80
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    • 2010
  • Wind-induced vibration is one of the important structural design factors for serviceability of tall buildings. In order to evaluate the reliable wind-loads and wind induced-vibration, it is necessary to obtain the exact natural period of buildings. The discrepancy in the natural period estimation often results in the overestimation of wind loads. In this study, the effectiveness of lateral stiffness estimation method for tall buildings with flat plate system is evaluated. For this purposed, the results of finite element analysis of three recently constructed buildings are compared with those obtained from field measurement. For the analysis, factors affecting on the lateral resistance such as cracked stiffness of vertical members, elastic modulus of concrete, effective slab width, and cracked stiffness of link beam are considered. Form the results, it is found that the use of non-cracked stiffness and application of dynamic modulus of elasticity rather than initial secant modulus yields closer analysis result to the as-built period.

Probabilistic Prediction and Field Measurement of Column Shortening for Tall Building with Bearing Wall System (초고층 내력벽식 구조물의 기둥축소량에 대한 확률론적 예측 및 현장계측)

  • Song, Hwa-Cheol;Yoon, Kwang-Sup
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.18 no.1 s.91
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    • pp.101-108
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    • 2006
  • Accurate prediction of time-dependent column shortening is essential for tall buildings in both strength and serviceability aspects. The uncertainty associated with assumed values for concrete properties such as strength, creep, and shrinkage coefficients should be considered for the prediction of time-dependent column shortening of tall concrete buildings. In this study, the column shortenings of 41-story tall concrete building are predicted using monte carlo simulation technique based on the probabilistic analysis. The probabilistic column shortenings considering confidence intervals are compared with the actual column shortenings by field measurement. The time-dependent strains measured at tall bearing wall building were generally lower than the predicted strains and the measured values fell within a range ${\mu}-1.64$, confidence level 90%.

Analysis on Long Term Behavior in 120-Story High-Rise Buildings according to Lateral-Load-Resisting Systems (120층 규모 초고층 건물에 대한 횡력저항시스템 적용에 따른 장기거동 분석)

  • Kim, Gyeong-Chan;Kim, Jae-Yo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.35 no.2
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    • pp.119-129
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    • 2022
  • It is essential to control the lateral displacement and differential axial shortening of the vertical elements in high-rise buildings. The differential axial shortening can cause challenges in the serviceability and safety of non-structural and structural elements, respectively. Hence, in this study, the differential axial shortening of the vertical elements and effects of long term behaviors of concrete are analyzed in 120-story high-rise buildings via the construction sequence analysis. Consequently, the axial shortening of the vertical elements is classified into elastic, creep, and shrinkage shortening, and dominant factors to the maximum axial shortening are analyzed. In addition, the serviceability of the non -structural elements is checked with a differential axial shortening at 30 years after completion of construction, and member forces at design and construction stages in girders and outrigger walls are compared.

Development of Efficient Analytical Model for a Diagrid Mega-Frame Super Tall Building (다이어그리드 메가프레임 초고층 건물을 위한 효율적인 해석모델의 개발)

  • Kim, Hyun-Su;Kang, Joo-Won
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.11 no.3
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    • pp.95-103
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    • 2011
  • Among structural systems for complex-shaped tall buildings, diagrid system is widely used because of its structural efficiency and beauty of form. Recently, mega frame is favorably employed as a suitable structural system for skyscrapers because this structural system has sufficient stiffness against the lateral forces by combination of mega members which consist of many columns and girders. Diagrid mega frame system is expected to be promising structural system for future super tall buildings. However, it takes tremendous analysis times and engineer's efforts to predict the structural behavior of tall buildings applied with diagrid mega frame system because the diagrid mega frame structure has significant numbers of elements and nodes. Therefore, efficient analytical method for all buildings applied with diagrid mega frame system has been proposed in this study to reduce the efforts and time required for the analysis and design of diagrid mega frame structure. To this end, an efficient modelling technique using the characteristics of diagrid mega frame structures and an efficient analytical model using minimal DOFs by the matrix condensation method were proposed in this study. Based on the analysis of an example structure, the effectiveness and accuracy of the proposed method have been verified by the comparison between the results of the proposed method and the conventional method.

Seismic Performance Evaluation of Highrise Steel Diagrid Frames (초고층 철골대각가새골조의 내진성능평가)

  • Kim, Seon-Woong
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.24 no.3
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    • pp.307-317
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    • 2011
  • This paper is to investigate the possibility of the elastic seismic design for highrise buildings through seismic performance evaluation for potential earthquakes that wind-designed highrise buildings located in strong wind zone and low seismicity can be experienced. Highrise steel diagrid frames which is the most loved structural system in recent years were wind-designed and the substantial system overstrength due to wind design procedure is verified, For the highrise steel diagrid frames, the response spectrum analysis and the seismic performance evaluation by various soil sites were conducted. It was showed that highrise steel diagrid frames with slenderness of greater than 5.2 under strong wind and low seismic zones such as Korea peninsula can resist elastically for the 500 year return period earthquake and have the possibility of seismic design for the 2400 year return period earthquake. In the member level, highrise steel diagrid frames with slenderness of greater than 5.2 all presented the immediate occupancy level regardless of soil sites for the 500 year return earthquake and excluding the $S_E$ soil site for the even 2400 year return period earthquake. In the system level, highrise steel diagrid frames with slenderness of greater than 5.2 showed the immediate occupancy level for $S_A$ and $S_B$ soil sites and the life safety for $S_C$ to $S_E$ soil site in the 500 year return period. The seismic performance level of highrise steel diagrid frames for the 2400 year return period earthquake displayed one step lower than the 500 year return period earthquake.

Analysis of the Nonlinear Staged Construction in Tall Buildings Considering the Creep and Shrinkage (Creep과 Shrinkage를 고려한 초고층구조물 비선형 시공단계 해석)

  • Park, Tae-Jun;Park, Hak-Kil
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.742-745
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    • 2010
  • 본 논문은 초고층구조물의 해석방법으로 탄성변형과 아울러 시간의존성을 가진 크리프와 건조수축에 의한 비탄성변형을 고려한 비선형 시공단계 해석법을 제시한다. 기존의 초고층구조물 해석에서 주로 행하는 기둥 축소량 해석은 실무자의 경험과 프로그램을 통한 간략화에 맞추어져 있다. 이는 실제 시공 시 발생하는 구조해석 요소들을 충분히 반영하지 못하여 계산 값과 실제 값 사이에 오차가 발생된다. 비선형 시공단계 해석은 실제 시공 때 발생되는 해석변수들을 고려한 단계별 해석의 수행이 가능하며, 시간의 의존성을 가진 creep과 shrinkage의 효과를 함께 고려하여 일괄해석의 문제점을 구조해석 단계에서 실제상황에 가까운 해석을 가능하게 할 수 있다. 이를 위해 시공단계해석이 가능한 범용 프로그램을 이용한 50층 규모의 3차원 골조 프레임 모델 예제 해석을 통하여 기존 해석법들과의 비교, 분석으로 시간의 의존성을 고려한 시공단계해석의 필요성을 제시한다. 본 논문에는 범용프로그램인 SAP2000(ver.14)와 CEB-FIP모델 코드를 사용 하였다.

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