• Title/Summary/Keyword: 하중설계

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Reliability and Sensitivity Analysis of Limit State Design Code for Performance Design of Concrete Structures (콘크리트구조물의 성능설계를 위한 한계상태설계기준의 신뢰도 및 민감도 분석)

  • Paik, In-Yeol
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.301-304
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    • 2010
  • 이 논문에서는 콘크리트구조물의 성능설계를 위한 하중조합의 구성과 이의 신뢰도수준을 정하는 과정을 제시한다. 설계기준의 작성 및 적용에 관하여 논리적인 개념을 제시하고 있는 Eurocode 의 하중조합에 관한 기본 원칙을 살펴보고, 국내 및 미국의 콘크리트구조물의 설계에서 적용하고 있는 하중조합을 분석하여 본다. 구조물 설계에 관한 안전율의 결정에 있어서 널리 사용되고 있는 통계 및 신뢰도에 기반한 분석을 통하여, 현행 하중조합을 사용하고 재료별 저항계수를 적용하는 경우에 제공하게 되는 신뢰도 수준을 살펴본다. 철근콘크리트 보와 기둥의 예제를 이용하여 휨, 전단 및 축력에 관한 신뢰도 수준과 이에 영향을 미치는 설계변수들의 민감도분석을 수행한다.

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Optimization of the Television Packing System Using Equivalent Static Loads (등가정하중법을 이용한 텔레비전 포장재의 구조최적설계)

  • Lee, Youngmyung;Jung, Ui-Jin;Park, Gyung-Jin;Han, In-Sik;Kim, Tai-Kyung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.39 no.3
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    • pp.311-318
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    • 2015
  • A nonlinear dynamic response structural optimization process is proposed for the television (TV) packing system that protects the damage from a drop situation using the equivalent static loads (ESLs). Topology optimization using ESLs is carried out for conceptual design, and shape optimization using stress ESLs for a virtual model is performed for detailed design. Stress ESLs are static loads that generate the same displacement as well as the stress fields of linear static analysis as those of nonlinear dynamic analysis. Thus, the response of nonlinear dynamic analysis can be utilized as a constraint in the linear static structural optimization. An actual example is solved to validate the process. The drop test of a television packaging system is analyzed by LS-DYNA, and NASTRAN is used for optimization.

An Analytical Study on the behavior of the Pier considering Soil Conditions (지반 조건을 고려한 잔교의 거동에 관한 해석적 연구)

  • Sin, Ha Myung;Yoon, Gi Yong;Park, Jong Sup
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.214-214
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    • 2011
  • 최근 국내 연안역에는 관광의 활성화 등의 목적으로 잔교가 많이 가설되고 있다. 그러나 잔교의 설계에 대한 규정이 없어 현재는 항만 및 어항설계기준을 준용하여 설계하고 있는 실정이며, 또한 지역적 특성을 반영하지 못하고 건설되어 과다한 단면을 사용하는 경우가 많고, 경제성이나 경관성을 갖추지 못한 경우가 많은 실정이다. 본 연구에서는 합리적인 잔교용 설계기준을 마련하기 위한 기초적인 연구로써 지반조건을 고려한 잔교의 거동특성을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 해석모델을 개발하고, 다양한 해석조건에 대한 해석을 수행하여 그 특성을 정리하고자 하였다. 이를 통하여 잔교의 합리적인 구조시스템을 개발하고, 설계기준을 정리하는데 이바지 하고자 한다. 이 연구에서는 서해안의 연약지반을 고려하기 위해 지반스프링을 이용한 해석모델을 개발하고, 다양한 해석조건에 대한 해석을 수행하여 그 특성을 파악하고자 하였다. 조립식 잔교는 Capbeam, Wood Deck, ㄱ형강, Pile로 네 가지의 구성으로 이루어지고, 이 네 가지 요소의 재료는 강재로 사용하였으며, 하중에 대해서는 항만 및 어항설계기준을 준용하여 군중하중 $5kN/m^2$, 월파력 $20.1kN/m^2$을 사용하였고, 풍하중은 도로교 설계기준을 이용하여 산정한 $3.309kN/m^2$을 사용하였다. 재하하중 및 하중에 대한 최적단면에 대한 연구를 활용하여 본 연구에서는 지반조건의 영향, Capbeam과 Pile의 크기변화, 사항 등의 영향을 고려하였을 때 각 구성요소에서 발생하는 단면력의 변화와 축력, 접합부 모멘트 등의 외력과 내력을 정리하여 잔교의 거동특성을 파악하고자 하였다. 다양한 변수해석을 수행하기 위하여 지반조건을 고려한 2D 해석모델을 개발하였으며, 본 연구에서 고려한 군중하중, 풍하중, 월파력의 설계하중 중에서는 월파력이 지배적인 것을 알 수 있었다. Pier의 지름이 증가 하면 작용하는 월파력이 커지고 따라서 단면력이 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 합리적인 Pier의 크기 결정이 경제적이고 경관이 우수한 잔교 건설에 중요 요인임을 알 수 있다. 본 연구는 잔교의 설계기준 정립에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단되나, 보다 합리적인 잔교의 설계와 시공을 위해서는 지속적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

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Development of Permit Vehicle Classification System for Bridge Evaluation in Korea (허가차량 통행에 대한 교량의 안전성 평가를 위한 허가차량 분류 체계 개발)

  • Yu, Sang Seon;Kim, Kyunghyun;Paik, Inyeol;Kim, Ji Hyeon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.12
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    • pp.845-856
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    • 2020
  • This study proposes a bridge evaluation system for indivisible permit vehicles such as hydraulic cranes. The permit loads for the bridge evaluation are divided into three categories: routine permit loads, special permit 1 loads, and special permit 2 loads. Routine permit and special permit 1 vehicles are allowed to cross a bridge with normal traffic. For these two permits, the standard lane model in the Korean Highway Bridge Design Code was adopted to consider normal traffic in the same lane. Special permit 2 vehicles are assumed to cross a bridge without other traffic. Structural analyses of two prestressed-beam bridges and two steel box girder bridges were conducted for the proposed permit loads. The rating factors of the four bridges for all permit loads were calculated as sufficiently large values for the moment and shear force so that crossing the bridges can be permitted. A reliability assessment of the bridges was performed to identify the reliability levels for the permit vehicles. It was confirmed that the reliability level of the minimum required strength obtained by the load-resistance factors yields the target reliability index of the design code for the permit vehicles.

Study on Wind Load of Transmission Tower for Considering the Local Geometric Characteristics (국부 지형특성을 고려한 송전지지물 풍하중 산정 연구)

  • Shin, Koo-Yong;Nho, Hee-Won;Choi, Jin-Seong;Oh, Jang-Man;Pang, Hang-Kweon;Shin, Tae-Woo;Lee, Dong-Il
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.409_411
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    • 2009
  • 국내의 송전선 지지물 설계는 전기설비기술기준과 한국전력공사 송전설계기준에 근거하여 적용되며, 철탑하중에 큰 비중을 갖는 풍하중기준은 1985년 기상청의 풍속 데이터를 반영하여 1987년경에 제정된 지침을 지금까지 적용하고 있다. 당시 제정된 설계기준에서는 지역별 풍속 차이에 따라 I, II, III, 지역 및 울릉도로 구분하여 차등 적용하는 설계개념으로 주변여건을 고려하지 않고 동일한 지역내에 위치하고 있는 송전지지물의 경우에는 동일한 풍하중을 적용하는 방식이다. 최근 해외 철탑설계기준과 국내 건축물 설계기준에서는 전산기술의 발달로 국부적인 지형영향을 고려하여 철탑별로 개별적인 풍하중을 산정하는 방식을 채택하고 있다. 본 논문에서는 상용 송전선로 설계가 진행되고 있는 군산-새만금 예정 경과지 가운데 지형조건을 고려한 풍속할증이 요구되는 개소에 대한 설계 풍하중 검토사례를 소개한다.

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Load & Resistance Factors Calibration for Sliding and Overturning Limit State Design of Perforated Caisson Breakwater (유공케이슨 방파제 활동 및 전도 한계상태설계를 위한 하중저항계수 보정)

  • Kim, Dong Hyawn
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.32 no.6
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    • pp.458-464
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    • 2020
  • Calibration of load-resistance factors for the limit state design of perforated caisson breakwaters are presented. Reliability analysis of 12 breakwaters in nationwide ports was conducted. Then, partial safety factors and load-resistance factors were sequentially calculated according to target reliability index. Load resistance factors were optimized to give one set of factor for limit state design of breakwater. The breakwaters were redesigned by using the optimal load resistance factor and verified whether reliability indices larger than the target value. Finally, some load-resistance factors were proposed by changing target reliability index.

Development of Probability-Based LRFD Formats for R.C Structure (신뢰성 이론에 기초한 철근콘크리트 건축구조물의 하중 및 저하계수 설계식에 관한 연구)

  • 김상효;조형근;배규웅
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.4 no.4
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    • pp.123-133
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    • 1992
  • 확률이론을 이용한 구조물 신뢰성에 관한 연구가 최근 급속히 발달함과 동시에 구조물의 저하능력과 작용하중들의 확률적 특성들에 대한 인식이 제고됨에 따라 여러나라에서 확률이론에 근거한 설계규준이 개발되고 있다. 작용하중이나 구조저항력의 확률적 특성을 보이고 있기 때문에 외국의 설계규준을 직접 도입하는 것은 여러 가지 문제점이 있으며, 따라서 국내현실에 적합한 설계규준에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 국내 철근콘크리트 구조물의 합리적인 설계규준을 제시하기 위하여 국내에서 수집\ulcorner분석된 구조부재강도 및 작용하중의 확률적 모형을 이용하여 현행 설계규준에 내포된 신뢰도를 검정하고 나아가 최적하중계수를 분석하였다.

Analysis of Design Live Load of Railway Bridge Through Statistical Analysis of WIM Data for High-speed Rail (고속철도 WIM 데이터에 대한 통계분석을 통한 철도교량 설계활하중 분석)

  • Park, Sumin;Yeo, Inho;Paik, Inyeol
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.28 no.6
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    • pp.589-597
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    • 2015
  • In this paper, the live load model for the design of high-speed railway bridge is analyzed by statistic and probabilistic methods and the safety level that is given by the load factors of the load combination is analyzed. This study is a part of the development of the limit state design method for the railway bridge, and the train data collected from the Gyeongbu high-speed railway for about one month are utilized. The four different statistical methods are applied to estimate the design load to match the bridge design life and the results are compared. In order to examine the safety level that the design load combination of the railway bridge gives, the reliability indexes are determined and the results are analyzed. The load effect from the current design live load for the high-speed rail bridge which is 0.75 times of the standard train load is came out greater than at least 30-22% that from the estimated load from the measured data. If it is judged based on the ultimate limit state, there is a possibility of additional reduction of the safety factors through the reliability analysis.

Design comparison of Fixed Offshore Structures Designed by WSD and LRFD Methods (허용응력설계법 및 하중저항계수설계법에 의한 고정식 해양구조물 설계결과 비교 )

  • Bae-Keun Jeong;Doo-Yong Cho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.2
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    • pp.42-49
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    • 2023
  • When designing fixed jacket structures, overseas design standards are applied due to the absence of domestic design methods. Although the US API standards are mainly applied, API RP 2A suggests two design methods: the allowable stress design method (WSD) and the load resistance coefficient method (LRFD), and is applied according to the designer's judgment. In this study, the stress ratio of the two design methods was reviewed and compared using SACS, an analysis program dedicated to marine structures, for fixed marine structures actually installed on the domestic coast. As a result of the review, it was found that the LRFD design method showed a greater stress ratio for extreme load analysis and transportation analysis, and the WSD design method showed a greater stress ratio for loading and lifting. Therefore, when applying the design method, it is considered appropriate to select the final design method considering safety and economic feasibility after conducting an applicability review for the two design methods.

3-Dimensional Design Failure Curve of Marine Silty Sand under Different Confining Pressures Subjected to Cyclic Loading (반복하중을 받는 해양 실트질 모래의 구속압에 따른 3차원 설계파괴곡선 산정)

  • Suwon, Son;Jongchan, Yoon;Jinman, Kim
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.23 no.12
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    • pp.25-31
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    • 2022
  • Unlike structures installed on land, the structures installed on the offshore ground must consider long-term cyclic loads such as wave loads, wind loads and tidal loads at sea. Therefore, it is important to analyze the behavior of the ground subjected to long-term cyclic loads in order to design a structure installed on the ocean ground. In this paper, cyclic simple shear tests were performed to analyze the ground behavior for long-term cyclic loads according to the confining pressure, and a three-dimensional design failure curve was prepared that can easily check the failure characteristics according to the confining pressure. As a result of the analysis, it was confirmed that the position of the design failure curve is different depending on the confining pressure even under the same conditions of the cyclic shear stress ratio and the average shear stress ratio, and the number of cyclic loads reaching failure is affected by the confining pressure. From the created 3-D design failure curve under different confining pressure, the tendency and approximate value of the design failure curve according to the confining pressure can be estimated.