• Title/Summary/Keyword: Analysis of moment structures

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강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 재료특성 및 휨 거동 역학적 특성 (Material Properties and Structural Characteristics on Flexure of Steel Fiber-Reinforced Ultra-High-Performance Concrete)

  • 김경철;양인환;조창빈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.177-185
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    • 2016
  • 이 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)의 부재의 휨거동을 특성을 파악하고자 하였다. 하이브리드 강섬유보강 초고성능 콘크리트의 압축강도는 150 MPa이다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장거동 재료 특성은 구조거동 예측을 위해 매우 중요하다. 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 하중-균열개구변위 측정결과를 이용하여 인장거동 특성을 파악하였다. 실험결과는 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 유리한 것을 나타낸다. 또한, 강섬유 보강 UHPC 보의 연성지수는 1.6~3.0을 나타내어 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 모멘트-곡률 관계 측정결과와 해석결과를 비교하였다. 휨철근을 배근하지 않은 UHPC 보에 대한 휨강도 예측결과는 측정 휨강도를 다소 과다평가하고 있다. 전반적으로 본 연구에서 제시한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 재료 및 휨 거동 모델링 제안기법에 의해 압축강도 150 MPa 급의 강섬유 보강 콘크리트 보의 합리적인 휨성능 예측이 가능하다.

FPS게임 플레이경험에 따른 플레이어의 시선경로 패턴 분석 (Analysis of Players' Eye-Movement Patterns by Playing Experience in FPS Game)

  • 최규혁;김미진
    • 스마트미디어저널
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    • 제5권2호
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    • pp.33-41
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    • 2016
  • FPS게임은 플레이어가 1인칭 캐릭터의 시점에서 게임레벨의 목표에 따라 상대방을 타격하는 전투형태를 주된 게임플레이 구조로 가진다. 이러한 플레이 상황에서 플레이어의 행동을 유도하는 의사결정은 시각적 인지정보와 이전의 플레이경험을 통한 직 간접적 정보 수집을 통해 이루어진다. 특히 플레이어와 게임레벨간의 즉각적인 상호작용을 주된 플레이로 하는 FPS게임에서 플레이어의 시각적 인지정보에 대한 분석은 특정 게임레벨을 설계하고 수정할 수 있는 정보를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 FPS게임의 플레이 경험수준에 따라 플레이어를 초보자와 숙련자 그룹으로 나누고 아이트래킹 장비를 사용하여 대표적인 FPS게임 레벨에 대한 그룹별 시선경로 데이터를 수집하였다. 플레이어의 행동이 발생하는 시점인 전투시작 전후의 시선경로를 500개의 플레이영상으로 기록하고 그룹별 고유한 시선경로 패턴을 도출하였다. 이러한 결과를 통해 FPS게임 레벨의 난이도조절과 플레이가능성을 향상시킬 수 있는 방법을 모색하고자 한다.

Wind load and wind-induced effect of the large wind turbine tower-blade system considering blade yaw and interference

  • Ke, S.T.;Wang, X.H.;Ge, Y.J.
    • Wind and Structures
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    • 제28권2호
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    • pp.71-87
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    • 2019
  • The yaw and interference effects of blades affect aerodynamic performance of large wind turbine system significantly, thus influencing wind-induced response and stability performance of the tower-blade system. In this study, the 5MW wind turbine which was developed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA) was chosen as the research object. Large eddy simulation on flow field and aerodynamics of its wind turbine system with different yaw angles($0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$) under the most unfavorable blade position was carried out. Results were compared with codes and measurement results at home and abroad, which verified validity of large eddy simulation. On this basis, effects of yaw angle on average wind pressure, fluctuating wind pressure, lift coefficient, resistance coefficient,streaming and wake characteristics on different interference zone of tower of wind turbine were analyzed. Next, the blade-cabin-tower-foundation integrated coupling model of the large wind turbine was constructed based on finite element method. Dynamic characteristics, wind-induced response and stability performance of the wind turbine structural system under different yaw angle were analyzed systematically. Research results demonstrate that with the increase of yaw angle, the maximum negative pressure and extreme negative pressure of the significant interference zone of the tower present a V-shaped variation trend, whereas the layer resistance coefficient increases gradually. By contrast, the maximum negative pressure, extreme negative pressure and layer resistance coefficient of the non-interference zone remain basically same. Effects of streaming and wake weaken gradually. When the yaw angle increases to $45^{\circ}$, aerodynamic force of the tower is close with that when there's no blade yaw and interference. As the height of significant interference zone increases, layer resistance coefficient decreases firstly and then increases under different yaw angles. Maximum means and mean square error (MSE) of radial displacement under different yaw angles all occur at circumferential $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ of the tower. The maximum bending moment at tower bottom is at circumferential $20^{\circ}$. When the yaw angle is $0^{\circ}$, the maximum downwind displacement responses of different blades are higher than 2.7 m. With the increase of yaw angle, MSEs of radial displacement at tower top, downwind displacement of blades, internal force at blade roots all decrease gradually, while the critical wind speed decreases firstly and then increases and finally decreases. The comprehensive analysis shows that the worst aerodynamic performance and wind-induced response of the wind turbine system are achieved when the yaw angle is $0^{\circ}$, whereas the worst stability performance and ultimate bearing capacity are achieved when the yaw angle is $45^{\circ}$.

水利構造物의 破壞危險度와 設計洪水量에 관한 水文學的 硏究(Ⅰ) -年最高値 系列을 中心으로- (Hydrological Studies on the flood and Risk of failure of the Hydraulic Structures(Ⅰ) -On the annual maximum series-)

  • 이순혁;박명근
    • 한국농공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.23-37
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    • 1985
  • This studies were carried out to get characteristics of frequency distribution, probable flood flows according to the return periods, and the correlation between return periods and those length of records affect the Risk of failure in the annual maximum series of the main river systems in Korea. Especially, Risk analysis according to the levels were emphasized in relation to the design frequency factors for the different watersheds. Twelve watersheds along Han, Geum, Nak Dong, Yeong San and Seom Jin river basin were selected as studying basins. The results were analyzed and summarized as follows. 1. Type 1 extremal distribution was newly confirmed as a good fitted distribution at selected watersheds along Geum and Yeong San river basin. Three parameter lognormal Seom Jin river basin. Consequently, characteristics of frequency distribution for the extreme value series could be changed in connection with the watershed location even the same river system judging from the results so far obtained by author. 2. Evaluation of parameters for Type 1 extremal and three parameter lognormal distribution based on the method of moment by using an electronic computer. 3. Formulas for the probable flood flows were derived for the three parameter lognormal and Type 1 extremal distribution. 4. Equations for the risk to failure could be simplified as $\frac{n}{N+n}$ and $\frac{n}{T}$ under the condition of non-parametric method and the longer return period than the life of project, respectively. 5. Formulas for the return periods in relation to frequency factors were derived by the least square method for the three parameter lognormal and Type 1 extremal distribution. 6. The more the length of records, the lesser the risk of failure, and it was appeared that the risk of failure was increasing in propotion to the length of return periods even same length of records. 7. Empirical formulas for design frequency factors were derived from under the condition of the return periods identify with the life of Hydraulic structure in relation to the risk level. 8. Design frequency factor was appeared to be increased in propotion to the return periods while it is in inverse proportion to the levels of the risk of failure. 9. Derivation of design flood including the risk of failure could be accomplished by using of emprical formulas for the design frequency factor for each watershed.

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Seismic performance assessment of single pipe piles using three-dimensional finite element modeling considering different parameters

  • Duaa Al-Jeznawi;Jitendra Khatti;Musab Aied Qissab Al-Janabi;Kamaldeep Singh Grover;Ismacahyadi Bagus Mohamed Jais;Bushra S Albusoda;Norazlan Khalid
    • Earthquakes and Structures
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    • 제24권6호
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    • pp.455-475
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    • 2023
  • The present study investigates the non-linear soil-pile interaction using three-dimensional (3D) non-linear finite element models. The numerical models were validated by using the results of extensive pile load and shaking table tests. The pile performance in liquefiable and non-liquefiable soil has been studied by analyzing the liquefaction ratio, pile lateral displacement (LD), pile bending moment (BM), and frictional resistance (FR) results. The pile models have been developed for the different ground conditions. The study reveals that the results obtained during the pile load test and shaking cycles have good agreement with the predicted pile and soil response. The soil density, peak ground acceleration (PGA), slenderness ratio (L/D), and soil condition (i.e., dry and saturated) are considered during modeling. Four ground motions are used for the non-linear time history analyses. Consequently, design charts are proposed depended on the analysis results to be used for design practice. Eleven models have been used to validate the capability of these charts to capture the soil-pile response under different seismic intensities. The results of the present study demonstrate that L/D ratio slightly affects the lateral displacement when compared with other parameters. Also, it has been observed that the increasing in PGA and decreasing L/D decreases the excess pore water pressure ratio; i.e., increasing PGA from 0.1 g to 0.82 g of loose sand model, decrease the liquefaction ratio by about 50%, and increasing L/D from 15 to 75 of the similar models (under Kobe earthquake), increase this ratio by about 30%. This study reveals that the lateral displacement increases nonlinearly under both dry and saturated conditions as the PGA increases. Similarly, it is observed that the BM increases under both dry and saturated states as the L/D ratio increases. Regarding the acceleration histories, the pile BM was reduced by reducing the acceleration intensity. Hence, the pile BM decreased to about 31% when the applied ground motion switched from Kobe (PGA=0.82 g) to Ali Algharbi (PGA=0.10 g). This study reveals that the soil conditions affect the relationship pattern between the FR and the PGA. Also, this research could be helpful in understanding the threat of earthquakes in different ground characteristics.

수치해석 모델링을 이용한 유조선 선미부 구조에 발생한 좌굴 발생 원인 검토 (Examination of Root Causes of Buckling in the Stern Structure of an Oil Tanker using Numerical Modeling)

  • 이명수;박주신
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.1259-1266
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    • 2022
  • 최근, 구조설계 기준 및 평가방법의 전문화로 인하여, 선급 규칙의 통합화가 이뤄졌었다. 그 좋은 일례가 국제공통규칙(CSR, Common Structural Rule)이다. 그러나, 종강도 하중이 크게 작용하는 화물창 구역에만 국한하여 세부규정이 제시되어 있고, 선수와 선미부 구조에는 별다른 평가 지침이 없다. 언급한 구역의 구조설계는 조선사의 설계 경험에 의존하여 진행하고 있으며, 선급에서도 명확한 기준이 없으므로 구조 손상 문제가 발생하더라도 근본적인 원인을 파악하기가 힘들다. 본 연구에서는 선미부에 주로 발생하고 있는 좌굴 손상의 대표적인 사례에 대한 근본적인 원인을 파악하기 위한 엔지니어링 기반의 해법을 제시하였다. 유한요소해석 모델링 기반 구조 강도 검증을 위하여, 하중 조건, 경계조건, 모델링 방법 그리고 평가 기준에 대한 합리적인 해법을 제시하였다. 선미부에 작용하는 휨 모멘트에 의하여 높이 방향으로 압축하중에 의해서 좌굴이 발생할 가능성이 있으며, 좌굴 강성 증가를 위하여 판 두께 증가 혹은 수직 보강재의 추가가 필요하다. 앞으로도 이 결과는 유사 운반선의 선미부 구조 강도 검토 시 도움을 줄 것으로 기대된다.

말뚝-지반-구조물의 동섬 상호작용 연구 (A Study on Dynamic Pile-Soil-Structure Interactions)

  • 이인모;이관호;김용진
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제7권1호
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    • pp.41-52
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    • 1991
  • 본 연구에서는 말뚝 기초로 지지된 상부 구조물의 동적 해석을 하였다. 구조물 해석에는 반무한체 방법을 이용하였으며, 이 방법의 입력자료가 되는 임퍼 던스 함수를 구하는 방법과 각 방법으로 구한 상부구조물의 거동을 상호 비교해 보았다. 먼저 단말뚝에 대한 임피던스 함수를 Equivalent Cantilever 방법, Novak이 제안한 방법, Gazetas가 제안한 방법, Kuhlemeyer가 제안한 방법으로 구하였으며, 군 효과는 Novak에 의 해 제안된 방법, 군 효과 비(Group Efficiency Ratio, GER), Poulos가 제안한 정적영향계수를 이용한 방법, Kaynia 8E Kausel이 제안한 동적영향계수를 이용한 방법 등을 이용하였으며, 구조물의 상부 변위, 저 면에서의 전단력과 휨모우먼트에 대한 상호 비교를 하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 각 방법으로 구한 강성과 감쇠 값은 그 차이가 상당히 크게 나타났으며, Novak이 제안한 방법이 가장 작고, Kuhlemeyer가 제안한 방법이 가장 크게 나타났다. 또한,각 방법에 의한 군효과를 비교, 분석해 본 결과 강성효과는 비교적 유사한 결과를 보이나, 감쇠의 경우 군효과의 차이가 큼을 알 수 있었다. 2.말뚝의 설치로 인해 상부변위는 200A이상 감소하였으며,반면에 말뚝 설치로 인한 강성 증가 효과로 인해 저면에서의 전단력과 휭모우먼트는 크게는 2배 이상 커짐을 알 수 있으며, 공명 현상을 일으키는 frequency가 약 2배 이상 증가함을 알 수 있다. 3. 말뚝 시스템의 강성과 감쇠의 산정시 주파수 종속값과 독립간을 사용한 차이로 인한 상부변 위,저 면에서의 전단력,횝모우먼트의 변화는 비교적 적은 것으로 나타났다. 4. 지진가속도가 커짐에 따라 말뚝의 설치에 의한 상부변위 감소 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.

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FRP를 보강근으로 사용한 콘크리트 부재의 휨-부착 거동 평가방법에 관한 연구 (A Study on the Evaluation Method to Flexural-bonding Behavior of FRP-Rebar Concrete Member)

  • 최소영;최명성;김일순;양은익
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.149-156
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    • 2021
  • FRP 보강근은 철근-콘크리트 부재의 부식 문제를 해결하기 위해 제안되어왔으나, FRP는 높은 인장강도, 낮은 연성 및 선형 탄성 거동으로 인해 하중이 전달될 때 콘크리트와 보강재 사이의 부착 메커니즘이 다르다. 그러므로, FRP-Rebar와 콘크리트 사이의 부착 거동은 주의 깊게 검토해야 한다. 이를 위해 직접 인발 실험이 간단하게 부착 거동을 평가할 수 있으므로 사용됐으나, 직접인발의 실험 결과는 실제 FRP를 보강근으로 사용한 콘크리트 부재의 휨-부착 거동과 다르다. 그러므로 실제 휨-부착 거동을 평가할 방안이 필요하다. 본 연구에서는 FRP를 보강근으로 사용한 콘크리트 부재의 휨-부착 거동에 대한 평가방법을 검토하고 비교하였다. 그 결과, 겹침이음이 있는 부재의 실험 방법이 실제 휨-부착 특성을 잘 반영할 수 있으나 다른 실험방법보다 시험체의 단면 및 지간이 커야 하고 시험체의 설계 및 해석이 복잡하다. 한편, 아치가 있는 부재 실험은 모멘트 팔길이의 변화를 무시하는 평형 방정식을 기반으로 한 힌지가 있는 부재 실험과 달리 콘크리트의 영향을 반영할 수 있으나, 휨-부착에 의한 파괴 이전에 전단파괴의 우려가 있다.

현장타설말뚝을 적용한 다주식 기초에서 말뚝과 캡의 강결합에 대한 분석 (Analysis on the Rigid Connections of the Drilled Shaft with the Cap for Multiple Pile Foundations)

  • 조성민
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권7호
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    • pp.61-73
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    • 2008
  • 다수의 말뚝을 캡(확대기초)으로 연결하여 하중을 지지하는 다주식 기초에 대하여 캡의 연결부를 강결합 조건과 힌지결합 조건으로 구분하여 말뚝 반력 해석의 합리성을 분석하였으며, 널리 사용 중인 탄성변위법과 라멘식 프레임 해석에 기반한 비선형 해석기법을 비교하여 검토하였다. 특히 실제 해상 장대교량의 조건을 대상으로 상부구조와 기초를 연계한 전체 구조계 해석 결과를 분석하여 말뚝머리 구속 조건에 대한 기초 부재 단면력 산정의 적정성을 파악하였다. 이를 위해 캡과 연결된 각 말뚝에서 발생하는 휨모멘트, 전단력, 압축력 등 반력을 산정하고 PM상관도 분석과 지지력 산정을 통해 말뚝 부재의 안정성을 검토하였다. 일반적인 규모의 교량, 또는 강성이 크지 않은 말뚝을 적용한 기초에서는 말뚝-캡 결합 조건에 따른 말뚝 단면 설계의 차이가 현저하지 않으나, 말뚝이 지면 위로 일정 길이 이상 돌출되는 다주식 기초의 해상교량에서는 말뚝머리를 힌지로 고려할 경우 지중부에서 매우 큰 휨모멘트와 전단력이 유발되며, 말뚝머리의 수평변위량이 극단적으로 증가하였다. 해상 장대교량에 대해서는 비현실적 가정조건에 기반한 탄성변위법 보다는 말뚝머리를 캡에 강결합하고 말뚝이 탄성판에 지지된 보로 간주하는 라멘(rahmen) 모델링을 통해 상부구조와 연계한 전체 구조계 해석을 수행하는 것이 바람직하다.

대학 골프선수들의 운동능력믿음, 성취목표성향, 운동몰입 및 인지된 경기력의 관계 (The Relationships between Sports Ability Beliefs, Achievement Goal Orientation, Exercise Flow, and Perceived Performance in College Golf Athletes)

  • 범철호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.268-276
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 대학 골프선수들을 대상으로 운동능력믿음, 성취목표성향, 운동몰입 및 인지된 경기력의 이론적 관계를 검증하는데 있다. SPSS 18.0과 AMOS 18.0 통계 프로그램을 활용하여 대학교에 재학 중인 211명의 골프선수들로부터 수집한 자료를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 대학 골프선수들이 갖고 있는 운동 능력에 대한 믿음의 하위요인에서 증가된 믿음은 과제성취성향에(C.R.=3.780, p<.001) 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 둘째, 대학 골프선수들의 성취목표성향에서 과제성취성향(C.R.=4.082, p<.001)과 자아성취성향(C.R.=3.819, p<.001)은 골프에 대한 몰입감을 높이는 것으로 나타났다. 셋째, 대학 골프선수들의 성취목표성향의 하위 요인에서는 과제성취성향(C.R.=3.020, p<.01)만이 인지된 경기력을 향상시키는 것으로 나타났다. 넷째, 대학 골프선수들의 운동몰입이 높을수록 인지된 경기력의 수준도 좋아지는 것으로 나타났다(C.R.=4.642, p<.001). 다른 하위요인들은 통계적으로 유의한 수준에서 검증되지 못했다. 이러한 연구결과는 선수 자신의 운동능력에 대한 믿음에 따라 경기력이 변화될 수 있음을 알려주는 것으로서, 다양한 스포츠 분야에 적용이 가능할 것으로 보인다.