• 제목/요약/키워드: 허용응력

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A Study on the Performance Evaluation of Precast Concrete Box Culvert with Blast Furnace Slag (고로슬래그를 이용한 프리캐스트 콘크리트 박스암거의 성능평가에 관한 연구)

  • Kim, Doo Hwan;Jung, Jun Young;Kim, Sung Pil;An, Man Bok;Tae, Gi Ho
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.157-157
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    • 2011
  • 프리캐스트 콘크리트 박스 암거는 현장 타설식 암거에 비해 구조물의 고품질화 및 반복적인 대량생산으로 원가 절감과 건식화 시공으로 인한 공정의 단순화와 공기가 단축되는 이점을 지니고 있다. 따라서 본 연구는 상재 허용하중을 확보하고, 시공성 및 내구성이 뛰어나며, 경제성을 고려한 고성능 프리캐스트 박스 암거를 개발하고 향후 고성능 프리캐스트 박스 암거를 생산하기 위한 기초적인 자료를 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 기존의 보통 포틀랜드 시멘트를 이용한 프리캐스트 박스 암거의 경제성 및 내구성, 강도특성을 개선하고자 고로슬래그를 이용하여 최적의 배합비를 산출하고, 이를 토대로 중성화, 염해, 동결융해 등의 시험을 통해 내구성을 확보하고, 휨 성능을 확인하고자 실물박스암거를 제작하여 외압강도시험을 실시하였다. 또한 구조해석을 통해 응력검토를 하였다. 내구성 검토 결과, 분말도 $6,000cm^2/g$을 가진 고로슬래그 미분말을 50%로 혼입한 콘크리트가 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 콘크리트보다 염화물이온 투과성에 대한 저항성 및 동결융해 저항성 등 기초물성 및 내구성이 개선됨을 알 수 있었다. 박스암거에 대한 휨 시험 결과, OPC에 비해 GFSC6의 경우는 크게 구조적 성능이 떨어지지는 않는 것으로 나타났으며, 균열양상 및 연성도에서는 우수함을 나타냈다. ABAQUS에 의한 비선형 해석 결과는 시험체의 휨 거동을 잘 묘사하는 것으로 나타났으며, 처짐의 경우 시험체의 시험결과보다 크게 나타났지만, 처짐 양상은 비슷한 것을 알 수 있었고, 벽체와 상부 슬래브에 발생하는 응력은 부재가 허용하는 균열응력값 이내로 나타남에 따라 사용하중 상태에서의 응력검토는 안전한 것으로 판단된다.

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Structural Optimization for Hybrid Vertical-Axis Wind Turbine Blade using Response Surface Method (반응표면법을 이용한 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드의 구조 최적 설계)

  • So, Ki-Sung;Choi, Chan-Woong;Lee, Dong-Chul;Kang, Ki-Weon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.11
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    • pp.1331-1337
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    • 2013
  • This study deals with the structural optimization of hybrid vertical-axis wind turbine blades using a response surface method (RSM). The structural analysis results suggest that the stress of hybrid vertical-axis wind turbine blades exceeds the yield strength. Optimization techniques are then applied to structural design to ensure a safe structure. First, the design factors that strongly influence the structural response are identified. The RSM was applied based on the design of experiments. The objective function and constraint terms set the weight and allowable stress, respectively. Furthermore, sensitivity analysis was conducted to indicate the effects of the design factors on the stress and weight. Finally, structural design was performed for the hybrid vertical-axis wind turbine blade.

A Fatigue Stability Study of an Existing Bridge Due to Vehicle Load Direction Change (차량 하중 방향 변경에 의한 기존교량의 피로안정성 연구)

  • Yi, Gyu-Sei;Lee, Sung-Yol
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.10 no.8
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    • pp.2062-2067
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    • 2009
  • During a construction of a road, a temporary bridge is often connected to a existing bridge. In this case, a fatigue stability problem, which was not considered in the design of the bridge, can be occurred in the main girder of the existing bridge due to the vehicle load direction change. In this study, the fatigue stability of the main girder and cantilever slab of the bridge was tested with the allowable fatigue stress of the design specifications of the road bridge. The big stress change was occurred at 55m away from the support, and the middle of the span. Furthermore, the excess of the allowable fatigue stress of the design specifications of the road bridge was confirmed at the cross section. The bridge after the reinforcement was tested for the fatigue stability, and it was confirmed that the bridge is safe.

Improvement of Direct Measurement of Bottom Shear Stress Using Shear Plate (전단평판을 이용한 바닥전단응력의 직접 측정 방법의 개선)

  • Jung, Dong Gyu;Kim, Young Do;Park, Yong Sung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.70-70
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    • 2016
  • 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 바닥전단응력은 매우 중요하다. 예를 들어, 호안 등 시설물의 허용 소류력을 계산하거나, 하천의 유사량을 예측하는 데 있어서 바닥전단응력이 기준으로 쓰인다. 정상 등류의 경우, 수로 내 수체에 작용하는 중력과 수로 바닥 및 측면에 작용하는 마찰력의 평형을 고려함으로써 바닥전단응력을 산정할 수 있다. 본 연구에서는 식생을 제외한 아크릴수로에서의 전단판의 움직임을 이용한 바닥전단응력 측정장치를 설계, 교정 및 검증을 실시하였다. 이 전단판은 수체와 바닥면에서 발생하는 마찰력에 의해 변위가 발생하고 이 변위를 바닥전단 응력으로 산정하였다. 직접 측정한 바닥전단응력은 기존에 연구된 두 가지 방법과 비교하여 검증하였다. 비교 검증을 위한 실험은 폭 0.3 m, 길이 10 m인 고속수로에서 Froude수 1이상, Reynolds수 20000이상의 사류이면서 난류인 상태로 실험을 진행하였으며 유속은 PIV을 이용하여 측정하였다. 비교 검증을 위한 첫 번째방법은 Reach-avrage공식을 기초로 manning의 평균 유속 공식을 이용한 바닥전단응력을 산정하는 방법으로 일반적으로 간단한 경험식을 이용하여 바닥 전단응력을 산정하는 방법이다, 두 번째는 Reynolds stress를 산정하는 방법으로 PIV를 통해 흐름방향의 연직프로파일의 유속을 측정 한 후 레이놀즈 분해법에 의해 산정된 난류 강도를 측정하여 Reynolds stress를 산정한 후 Shear stress를 산정하는 방법을 사용하였다. 마지막으로 본 연구에서 가로 0.14 m, 세로 0.14 m의 전단판으로 구성된 바닥전단응력 측정장치를 개발하여 실험을 진행하면서 앞에서 언급한 두가지 방법을 측정하는 동시에 장치를 이용하여 바닥전단응력을 직접측정하여 총 3가지 바닥전단응력을 비교하였다.

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Design Methodology of Longitudinal Post Tensioning for Post-Tensioned Concrete Pavement (포스트 텐션드 콘크리트 포장의 종방향 긴장 설계 방안)

  • Yun, Dong-Ju;Kim, Seong-Min;Bae, Jong-Oh
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.203-215
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    • 2009
  • This study was conducted to develop the design methodology of longitudinal post tensioning for the post-tensioned concrete pavement (PTCP). The longitudinal stress distribution in the PTCP slab was analyzed when post tensioning was applied. Then, the tensile stress distribution in the PTCP slab due to the environmental and vehicle loads needed for the design was investigated. In addition, prestress losses were calculated considering the losses due to the frictional resistance between the slab and underlying layer and due to various reasons related to tensioning. The tensile stresses used for the design were obtained by adding the stresses from the critical conditions under both the environmental and vehicle loads. The prestress losses were obtained by considering actual field conditions. The effective post tensioning amount was determined by considering the design loads including environmental and vehicle loads and various losses, and the effect of the allowable tensile stress on the post tensioning amount was investigated. The initial stage of the design of the longitudinal post tensioning is to obtain the stresses under the design loads and the required prestress determined by subtracting the allowable tensile stress from the design stress. Then, the optimal tendon spacing and the tensioning amount can be obtained by comparing with the effective tensioning amount including various stress losses.

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A Study on Piping Support Design Process in Plant Piping System (플랜트 배관계에서 배관지지대 설계 기법에 관한 연구)

  • Chung, Chulsup
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.18 no.6
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    • pp.14-20
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    • 2014
  • In this study, the stress analysis for the piping support design is performed as per the rules of the ASME Code, Section III, subsection NF-Component Support which provides a simplified method of design analysis for piping support. This method makes use of simple equations and conservative allowable stress limits for design and service loadings. For the base plate, code equation is satisfied within the allowable limits. Both anchor bolts and pipe strap are governed by the their interaction equations. The stresses resulting from various loadings and their combinations are within the allowable limits specified in the above mentioned ASME Code. Thus, it was proved that the structural integrity of the pump assembly was satisfactory.

A Study on Blasting Vibration Control Criteria for Pre-insulated Pipe through the Numerical Analysis (수치해석을 이용한 이중보온관 발파진동 관리기준에 관한 연구)

  • Choi, Bong-Hyuck;Cho, Jin-Woo;Kim, Jin-Man;Yoo, Han-Kyu
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.4
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    • pp.1471-1478
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    • 2013
  • In this paper, numerical analysis with varying distance and burial depth was performed to recommend the blasting vibration control standard for pre-insulated pipes. The blasting load model applied in the numerical analysis was verified to the comparison with the results of the field tests. It was determined from the results of the numerical analysis that the effective stress either exceeds or approaches the allowable stress of the inner steel pipe for vibration velocity greater than 4.0cm/sec while stability is obtained for vibration velocity below 4.0cm/sec. Therefore, it was determined that the blasting vibration control criteria for pre-insulated pipes must not exceed 4.0cm/sec.

A Study on the Seismic Performance Evaluation and the Seismic Analysis Method for Pre-Cast Concrete Lining (조립식 터널 라이닝(PCL)의 내진성능 평가 및 해석기법에 대한 고찰)

  • 정형식;배규진;이용준
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.197-207
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    • 2001
  • 1980년대 이래 국내 터널의 시공법은 원지반의 강성을 활용한 NATM이 주를 이루고 있다. 그러나 NATM은 터널내부에 설치되는 내부라이닝의 여러 가지 문제점을 내포하고 있기 때문에 노르웨이에서는 조립식 터널 라이닝(Pre-Cast Concrete Lining, PCL)을 개발하여 현장타설 콘크리트 라이닝의 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나 노르웨이와 같은 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않고 있기 때문에 PCL공법 개발당시에 지진에 대한 영향을 고려하지 못하였다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 먼저 지진에 대한 영향을 분석하여야 할 것으로 판단되므로 본 연구에서는 PCL공법 적용시 지진에 대한 안정성 평가 및 합리적 내진해석을 위한 연구를 수행하고자 하였다. PCL의 내진성능을 판단하기 위하여 먼저 국내에서 주로 많이 사용되고 있는 해석기법인 유사정적해석법과 응답스펙트럼해석법을 이용하여 분석하였으며 지반과 구조물의 상호작용에 대한 영향을 분석하기 위해 시간이력해석을 수행하여 터널심도별 PCL의 내진성능을 분석하였다. 이와 같은 방법으로 PCL의 내진해석을 수행한 결과, 부재에 발생된 응력이 허용응력 이내에서 발생되어 PCL의 내진성능을 확보된 것으로 판단된다. 또한 시간이력해석에 의한 지반-구조물 해석을 수행한 결과에 의하면 PCL의 내진성능을 확보하기 위한 터널의 최소 토피고가 터널직경에 2배 이상인 것으로 확인되었다. 또한 단순 구조물의 내진해석만으로는 PCL의 내진성능을 과소평가할 우려가 있는 것으로 나타났다.

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