• 제목/요약/키워드: Bridge displacement

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균일모멘트를 받는 계단식 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 관한 연구 (A Study on Inelastic Lateral-Torsional Buckling of Stepped I-Beams Subjected to Pure Bending)

  • 김종민;김승준;박종섭;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.237-246
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    • 2008
  • 연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

완성계 강사장교의 극한 거동의 해석적 연구 (Analytical Study of Ultimate Behavior of Steel Cable-stayed Bridges)

  • 김승준;임석빈;이기세;강영종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권2A호
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    • pp.85-95
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    • 2012
  • 본 논문은 비선형 해석을 통한 완성계 강사장교의 극한 거동에 대해 다룬다. 사장교는 재료적 비선형성과 함께 다양한 기하학적 비선형성을 나타내므로 극한 거동을 명확히 규명하려면 반드시 합리적인 비선형해석이 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합리적인 극한 해석기법을 통해 활하중에 대한 강사장교의 주요한 극한거동을 규명하고자 하였다. 강사장교의 비선형 해석을 위하여 비선형 트러스 요소 및 비선형 프레임 요소를 이용하였고, 강재의 재료적 비선형성을 효율적으로 고려하기 위해 개선소성힌지법을 이용하였다. 활하중에 대한 극한 거동을 합리적으로 분석하기 위해 본 연구에서는 초기형상해석-활하중 해석으로 이어지는 2단계 해석기법을 통해 극한 해석을 수행하였다. 해석 모델은 총 지간장이 920.0 m 사장교를 이용하였고, 방사형 및 팬 형 사장교를 해석에 이용하였다. 극한해석결과를 통해 얻은 하중-변위 곡선, 구조물 변형형상, 소성단면, 휨모멘트분포도 등을 분석하여 활하중에 대한 완성계 사장교의 주요한 극한 거동을 규명하였다.

가속도 계측 자료를 이용한 콘크리트 교량의 처짐 산정 (Calculation of Deflection Using the Acceleration Data for Concrete Bridges)

  • 윤영균;유희중
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.92-100
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    • 2011
  • 본 연구는 실제 교량에서 차량 주행에 따른 가속도 계측 자료를 이용하여 교량의 고유진동수를 진동 모드별로 파악한 후, 수치 모델링을 통하여 유도된 동적하중에 따른 6차 모드까지의 고유진동수를 고려하여 처짐을 계산할 수 있는 산정식에 관한 것이다. 처짐 계산식은 모드중첩법에 의한 비감쇠 강제진동 이론을 이용하여 교량을 등속도로 이동하는 동적 주행하중에 의해 발생하는 처짐을 계산할 수 있도록 수치 모델링을 하였으며, 이를 검증하고 자동으로 계산할 수 있도록 하였다. 그리고, 제안된 처짐 계산식을 검증하기 위하여 콘크리트 교량을 대상으로 동적재하시험을 실시하여 처짐을 측정하고 이 값을 본 연구의 처짐 계산식의 결과와 비교하여 정확성 및 타당성 검증을 실시하였다. 이 결과, 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 고유진동수를 고려하는 진동모드의 차수가 낮은 경우에 비교적 정확한 처짐을 예측하며, 주행속도에 따라서는 적용하는 진동 모드 차수에 의하여 처짐 예측의 정확도가 영향을 받는 것을 확인하였다. 그리고, 주행속도가 비교적 빠른 경우에 한하여 본 연구에서 제시하는 처짐 계산식은 진동 모드에 상관없이 비교적 정확하고 신뢰도가 양호한 계산 결과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

A Study of Teleconnection between the South Asian and East Asian Monsoons: Comparison of Summer Monsoon Precipitation of Nepal and South Korea

  • Choi, Ki-Seon;Shrestha, Rijana;Kim, Baek-Jo;Lu, Riyu;Kim, Jeoung-Yun;Park, Ki-Jun;Jung, Ji-Hoon;Nam, Jae-Cheol
    • 한국환경과학회지
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    • 제23권10호
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    • pp.1719-1729
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    • 2014
  • This study is carried out in order to bridge the gap to understand the relationships between South Asian and East Asian monsoon systems by comparing the summer (June-September) precipitation of Nepal and South Korea. Summer monsoon precipitation data from Nepal and South Korea during 30 years (1981-2010) are used in this research to investigate the association. NCEP/NCAR reanalysis data are also used to see the nature of large scale phenomena. Statistical applications are used to analyze these data. The analyzed results show that summer monsoon precipitation is higher over Nepal ($1513.98{\pm}159.29mm\;y^{-1}$) than that of South Korea ($907.80{\pm}204.71mm\;y^{-1}$) and the wettest period in both the countries is July. However, the coefficient of variation shows that amplitude of interannual variation of summer monsoon over South Korea (22.55%) is larger in comparison to that of Nepal (10.52%). Summer monsoon precipitation of Nepal is found to be significantly correlated to that of South Korea with a correlation coefficient of 0.52 (99% confidence level). Large-scale circulations are studied to further investigate the relationship between the two countries. wind and specific humidity at 850 hPa show a strong westerly from Arabian Sea to BOB and from BOB, wind moves towards Nepal in a northwestward direction during the positive rainfall years. In case of East Asia, strong northward displacement of wind can be observed from Pacific to South Korea and strong anticyclone over the northwestern Pacific Ocean. However, during the negative rainfall years, in the South Asian region we can find weak westerly from the Arabian Sea to BOB, wind is blowing in a southerly direction from Nepal and Bangladesh to BOB.

가변형 핑거 조인트를 가지는 신축이음장치의 구조 성능 실험 (An Experiment of Structural Performance of Expansion Joint with Rotation Finger)

  • 유성원
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.170-175
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    • 2018
  • 내진 성능 학보를 위해서는 신축이음장치가 지진력에 대하여 적절한 변형이 발생하여 신축이음장치의 파괴를 방지하여야 하는데 최근에 국내에서 신축이음장치의 핑거부에 힌지를 설치하여 교축방향의 지진력에 대한 변위 저항성을 확보한 신제품이 개발되고 있다. 이에 본 논문에서는 가변형 핑거 조인트를 가지는 신축이음장치에 대하여 실물규모의 교축직각방향 하중에 대한 저항성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과, 최대 수평변위는 기존 신축이음 실험체의 경우 약 21.1mm, 내진 신축이음 실험체의 경우 51.00mm로 나타났으며, 기존제품은 추가적으로 16.5mm의 솟음이 발생되었다. 기존 신축이음 실험체는 어느 정도의 교축직각 방향의 하중에 대하여 저항한 후, 핑거의 휨 및 전단 변형이 과도하게 발생되며 파단 현상이 발생할 가능성이 있을 것으로 추정된다. 반면에 내진 신축이음 실험체의 경우, 교축 직각방향의 하중에 대하여 하중에 대한 변형을 핑거의 힌지가 흡수하여 신축이음장치 및 상부구조에 응력을 발생시키지 않고 다만 하중 작용방향으로의 수평 변형만 발생시킬 것으로 예상된다.

Acrodysostosis Associated with Symptomatic Cervical Spine Stenosis

  • Ko, Jung-Min;Kwack, Kyu-Sung;Kim, Sang-Hyun;Kim, Hyon-Ju
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제7권2호
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    • pp.145-150
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    • 2010
  • 선단이골증(acrodysostosis)은 매우 드문 골격계 이형성 질환의 하나로, 말단골 이형성을 보이는 짧은 손가락과 발가락, 코뼈의 저형성 및 정신지체를 그 특징으로 한다. 본 증례에서 저자들은 전형적인 임상 양상을 보이면서 신경 증상 및 징후와 경추관 협착을 동반한 선단이골증 16세 남아를 경험하여 보고 하고자 한다. 환아는 양쪽 상지의 간헐적인 통증과 위약감을 호소하였으며 양팔을 높이 들어올리는 것이 불가능함을 주소로 내원하였다. 신체 검진상 저신장을 보였으며 넓으면서도 낮은 콧등, 작고 위로 들려 올라간 코끝, 양쪽 눈의 안쪽 눈구석 주름 및 경한 양안격리증 등 특징적 안면 소견을 보였다. 신경심리검사상 중등도의 정신지체가 확인되었으며 청력검사상 양측의 신경성 난청 소견이 동반되어 있었다. 방사선학적 검사에서는, 원뿔 모양의 골단을 보이는 넓으면서도 짧은 중수골 및 지골, 양측 전와부의 마델룽 변형(Madelung deformity), 과형성된 첫 번째 중족골과 두꺼워진 두개골이 확인되었다. 뇌 및 척추 자기공명영상검사에서는 경추관 협착, 경추-연수 접합부의 압박을 동반한 편평두개저 및 소뇌 편도의 하방 이동 소견을 보였다. 선단이골증에서 동반되는 경추관 협착증은 시간이 지남에 따라 진행하는 경향을 보이므로, 6개월 후 추적 영상검사에서 진행되는 소견을 보이거나 증상이나 징후가 악화될 경우에는 수술적 갑압술을 실시할 계획이다. 본 증례는 선단이골증의 국내 보고로는 두 번째이나, 경추관 협착증의 증상 및 징후를 동반한 선단이골증의 첫 번째 보고이다. 선단이골증에서의 척추관 협착증은 시간이 지남에 따라 진행하는 증상이며 심각한 합병증이 초래될 수 있기 때문에, 특징적 임상 양상을 보이는 환자를 조기에 진단할 수 있다면 이러한 합병증에 대한 적절한 치료로서 치명적인 신경학적 후유증의 발생을 피할 수 있다. 따라서, 말단골의 이형성을 보이는 환자의 중요한 감별 질환 중 하나로 선단이골증은 반드시 고려되어야 할 것이다.

붕괴된 교합을 가진 환자에서 교정치료와 임플란트를 이용한 전악 수복: 증례보고 (Full mouth rehabilitation using orthodontic treatment and implants in patient with collapsed occlusion: A case report)

  • 안아영;곽재영;허성주;김성균
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권4호
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    • pp.439-447
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    • 2019
  • 임플란트 식립 시 자연치와 임플란트 사이의 간격은 치주 조직 보존 및 심미에 중요한 요소이다. 또한 고정성 치아 수복 시 치아의 비정상적 위치 이동과 경사 이동은 의도적 근관치료를 필요로 할 수도 있고 저작효율에 불리하게 작용하기도 한다. 본 증례에서는 치열이 불균일하고 붕괴된 교합을 가진 환자에서 완전구강회복을 시행하기에 앞서 치아재배열을 위한 교정치료를 진행하였다. 환자는 통증이나 소리와 같은 측두하악관절장애 증상 및 불편감이 없으므로 교정치료를 진행하는 데 무리가 없었다. 임플란트 식립 전부터 시작한 교정치료를 임플란트 임시 보철물 시적 후에도 진행하였고 전치부 보호 및 심미를 위하여 교합고경을 전치부 기준 2 mm 거상하였다. 교정치료 완료 후 임플란트 및 자연치에 도재전장금관(Porcelain-fused-to-metal crown, PFM crown) 혹은 브릿지(bridge)로 최종 수복하였다. 환자의 치열 개선 및 무치악부 수복으로 기능적, 심미적으로 만족할 만한 결과를 보였다.

최소화된 계측 및 신호 처리 시스템을 이용한 상시진동 케이블의 효율적인 장력 추정에 관한 연구 (A Study on the Efficient Tension Estimation of Cables under Ambient Vibration using Minimized Measurement and Signal Processing System)

  • 이형진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.594-603
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    • 2018
  • 최근 계측 기술의 발달에 따라 종래의 복잡하고 시간 소모적인 현장 계측분석 작업을 단순하고 편리하게 만드는 작업이 가능해지고 있다. 이런 배경에서 이 논문에서는 최소화된 계측 및 신호처리를 통해 상시진동 케이블의 장력을 추정하는 문제에 대해 연구하였다. 최소화 계측 방법으로는 저가 영상장비로 촬영된 동영상만을 이용하는 영상 변위 계측을 구상하였다. 또한 이로 인한 유효 주파수 대역 부족 문제의 해결을 위해 미러 주파수를 이용한 고유진동수 추정 방법을 제시하였다. 더불어 현장 사용 성능과 관련한 상시진동 문제를 처리하기 위해 신호처리 및 고유진동수 추정법으로 FDD 방법이 채택되었다. 제안된 최소화 계측 시스템과 미러 주파수 개념의 특성 및 FDD 방법의 적용성을 보기 위하여 사장교 모형을 이용한 실험적 연구가 수행되었다. 실험 결과는 상시진동을 위한 FDD 방법이 최소화 시스템을 이용한 고유 진동수 판별에서도 효과적으로 잘 작동됨을 보여 주었다. 또한 미러 주파수 개념은 저속촬영에 따라 왜곡된 신호에서도 고주파수 영역에 있는 고유진동수 추정이 가능함을 보여 최소화 시스템의 한계돌파에 효과적임을 보여 주었다. 결론적으로 실험결과는 제안된 최소화 계측 및 신호처리 시스템이 상시진동 케이블 장력 추정에 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여주었다.

열차 충돌하중에 대한 콘크리트 일탈방호시설물(DCP)의 해석적 거동 검토 (Analytical Behavior of Concrete Derailment Containment Provision(DCP) according to Train Impact Loading)

  • 이나현;김지환;강윤석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.604-613
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    • 2018
  • 전 세계적으로 철도의 노후화 및 고속화 등으로 인한 열차탈선사고가 증가하고 있으며, 그로인한 인적 물적 피해가 증가하고 있는 실정이다. 특히 철도교량의 경우에는 가드레일 또는 방호벽 등을 설치하고 있으나, 이는 탈선열차차량(train body level)이 방호벽과 충돌함으로써 열차의 탈선운동을 억제하여 정지시키는데 목적이 있다. 이와 같은 차량에 의한 탈선방호는 인명피해 위험성 및 2차 피해발생 가능성이 높다. 그러므로 본 연구에서는 주행레일 사이에 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 설치하여, 차륜 또는 차축(wheel/bogie level)에서 탈선열차를 방호할 수 있는 시설물을 개발하였다. 또한, 기존 철도교량의 일탈방호성능을 확보할 수 있도록 DCP의 급속시공이 가능하도록 설계하였으며, 방호벽에 작용하는 충돌하중과 급곡선부에서의 관성력을 감소시킴으로써 일탈된 열차가 교량 밖으로의 전도 낙하방지 및 반대편 선로의 침입하는 것을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 LS-Dyna을 이용하여, 설계한 DCP의 열차 충돌위치 및 콘크리트 궤도 접합조건에 따른 거동에 대하여 해석적으로 변수연구를 수행하였다. 특히 접합조건은 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모사하는 Tiebreak contact과 완전 부착되었다고 가정하는 Perfect bond contact으로 나눠 해석적으로 검토하였다. DCP의 변위, 앵커 및 콘크리트의 응력, 변형률을 확인한 결과 Tiebreak contact이 실제 충돌하중에 대한 거동을 보다 유사하게 모사하는 것으로 판단하였다. 또한, 충돌위치에 따른 변위는 접합구간에서 가장 큰 변형이 발생하였으며, DCP 블록의 중앙에 충돌이 가해질 경우, 충돌하중이 가해지는 DCP 배면에서 휨 파괴가 발생하였다. 본 연구에서 수행한 충돌해석은 실제 충돌실험의 어려움에 의해 사전적으로 해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 DCP 앵커 설계변경은 필요할 것으로 판단된다.

PVA 섬유와 VAE 분말 폴리머를 사용한 시멘트복합체의 압축·휨강도 및 온도변화에 따른 충격파괴거동 (Impact Fracture Behavior under Temperature Variation and Compressive·Flexural Strength of Cement Composites using VAE Powder Polymer and PVA Fiber)

  • 허광희;박종건;김충길;이형준;최원석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.102-112
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    • 2019
  • 본 연구는 PVA(polyvinyl alcohol) 섬유와 VAE(vinyl acetate ethylene) 분말 폴리머를 사용한 시멘트복합체의 압축 휨강도 와 온도변화에 따른 충격파괴거동을 연구하였다. 충격시험은 $-35^{\circ}C$, $0^{\circ}C$$35^{\circ}C$의 선정된 온도조건에서 실시하였다. 본 실험에서는 시멘트 복합체와 일반 모르타르에 대한 충격파괴 에너지와 변위, 시간을 얻기 위해 낙하 충격시험기(Ceast 9350)를 사용하여 충격시험을 수행하였다. 강도시험결과, PVA 섬유와 VAE 분말 폴리머의 휨강도는 모두 증가하였다. PVA 섬유보강 시멘트복합체의 경우 재령 28일에서의 압축강도는 약간 감소하였으나, 휨강도는 일반 모르타르 강도보다 24.4% 증가하였다. 낙하 충격시험 결과, PVA 섬유보강 시멘트복합체 시편은 섬유의 가교역할로 인한 균열발생의 억제와 에너지 분산에 의한 미세균열이 발생하였으며, 충격에 의한 배면파괴와 관통에 대하여 억제되었다. 반면 VAE 분말 폴리머 시멘트복합체와 일반 모르타르의 시편은 대부분 큰 균열이나 관통파괴 되었다. 충격하중을 받는 시멘트복합체와 일반 모르타르의 시편은 대부분 국부적인 취성파괴거동을 보이며, PVA 섬유보강에 의한 휨성능 증진으로 인해 충격에 대한 저항성능이 크게 향상되었다.