In this paper, vibration-based methods to monitor damage in foundation-structure interface of harbor caisson structure are presented. The following approaches are implemented to achieve the objective. Firstly, vibration-based damage monitoring methods utilizing a variety of vibration features are selected for harbor caisson structure. Autoregressive (AR) model for time-series analysis and power spectral density (PSD) for frequency-domain analysis are selected to detect the change in the caisson structure. Also, the changes in modal parameters such as natural frequency and mode shape are examined for damage monitoring in the structure. Secondly, the feasibility of damage monitoring methods is experimentally examined on an un-submerged lab-scaled mono-caisson. Finally, numerical analysis of un-submerged mono-caisson, submerged mono-caisson and un-submerged interlocked multiple-caissons are carried out to examine the effect of boundary-dependent parameters on the damage monitoring of harbor caisson structures.
The effects of the base-isolation system and elastic soil foundation on the behavior of a liquid storage tank are studied. To evaluate the seismic response of liquid storage tank accurately, the coupled dynamic system considering base isolation and soil interaction problem is formulated in time domain. Results show that the base isolation system reduces effectively the radial displacements, base shears, overturning moments, axial resultant stresses and the hydrodynamic pressure by providing flexibility and energy dissipation capability. Base Isolation may, however, increase the relative liquid sloshing amplitude due to the effect of liquid-structure interaction and cause excessive large relative displacements between structure and foundation. In addition to base-isolator, the dynamic behavior of liquid storage tank is related to the flexibility of base foundation, so the analysis of soil-structure interaction s achieved.
The paper deals with the finite element modelling of the free vibration and structural behavior of a particular four-floor reinforced concrete structure subjected to static equivalent seismic loads and supported by a shallow foundation system called SNSF (Spider Net System Footing). The two FE models are a simple 2D Matlab model and a detailed 3D model based on solid elastic elements using Altairworks (Hypermesh and Optistruct). Both models can simulate the soil structure interaction. We concentrate on the behavior of a representative cell involving two columns on five levels. The influence of the boundary conditions on the external vertical planes of the domain are duly studied. The Matlab model appears relevant for a primary estimation of frequencies and stiffness of the whole structure under vertical and lateral loads.
In this paper, the dynamic analysis of a dolphin system for mooring a floating structure such as barge mounted plant is studied. The characteristics of the soil-pile system are simplified by a set of equivalent spring elements at the mudline. To evaluate the equivalent spring constants, the finite difference method is used. Since the characteristics of the soil-pile system are nonlinear in case of soft foundation, the nonlinear dynamic analysis technique is needed. The Newmark $beta$ method incorporating the modified Newton-Raphson method(initial stiffness method) is used. A numerical analysis is performed on two mooring dolphin systems on soft foundation and rock foundation. In case of the rock foundation, the characteristics are found to be nearly linear, so the linear dynamic analysis may be sufficient to consider the foundation effect. But in case of soft foundation, the non-linearity of the foundation appears to be very signigicant, so the nonlinear dynamic analysis si needed.
이 연구는 기초의 묻힘이 면진 원전구조물의 응답에 미치는 효과를 지표기초와 비교하여 평가하였다. 면진장치의 비선형성을 고려한 비선형 SSI 해석은 진동수영역해석과 시간영역해석의 복합법인 경계반력법(BRM)을 이용하여 수행하였다. BRM 해석모델은 BRM을 이용한 등가선형 SSI 해석결과를 재래의 주파수영역 SSI 해석결과와 비교함으로 검증하였다. 마지막으로 비선형 SSI해석에 의한 묻힌기초 모델의 면진장치의 변위 및 구조물 응답을 지표기초의 해석결과와 비교하였다. 비교결과, 면진장치의 변위응답은 묻힌기초효과를 고려할 경우 감소할 수 있음을 알 수 있었다.
The study deals with physical modeling of a typical building frame resting on pile raft foundation and embedded in cohesive soil mass using finite element based software ETABS. Both- the elements of superstructure and substructure (i.e., foundation) including soil is assumed to remain in elastic state at all the time. The raft is modelled as a thin plate and the pile and soils are treated as interactive springs. Both- the resistance of the piles as well as that of raft base - are incorporated into the model. Interactions between raft-soil-pile are computed. The proposed method makes it possible to solve the problems of uniformly and large non-uniformly arranged piled rafts in a time saving way using finite element based software ETABS. The effect of the various parameters of the pile raft foundation such as thickness of raft and pile diameter is evaluated on the response of superstructure. The response included the displacement at the top of the frame and bending moment in columns. The soil-structure interaction effect is found to increase displacement and increase the absolute maximum positive and negative moments. The effect of the soil- structure interaction is observed to be significant for the type of foundation and soil considered in the present study.
산업용 플랜트의 기능적·노후화에 따른 해체 수요가 증가하고 있으며, 시간적·공간적 환경위해요소를 최소화하기 위해 발파해체공법 또는 기계식 해체공법 및 발파해체공법을 혼용한 해체공법의 적용이 증가하고 있다. 본 시공사례에서는 철근콘크리트 구조방식으로 건설된 플랜트 기초를 해체하기 위해 발파해체공법을 적용하였다. 그 결과로서 플랜트 기초의 적정한 목표 파쇄가 이루어졌으며, 주변 시설물에 대한 피해가 없음을 확인하였다.
This paper provides readers with an attempt In applying expert systems to structural engineering. As a demonstrative domain to provide the pontentiality of expert system foundation design is presented. Foundation design can have less formalized phage in the overall design process, particularly during preliminary design. It depends on several factors: the function of the structure and the loads it must carry the subsurface conditions, and the cost of foundation, The expert system in the paper is to be used for determining the type of foundation.
별을 관측하는 천문대로 잘 알려진 경주 첨성대는 그 모양과 성격이 독특하고 원래의 모습으로 잘 보존되어 있어 역사적·학술적·예술적 가치가 높은 문화재이다. 그동안 많은 연구자들이 첨성대의 외부 구조와 지반 안전성, 지진 재해 위험도 평가 연구 등 과학적인 조사를 이용한 첨성대의 평가를 진행해왔으나 첨성대의 지하 구조에 대해서는 조사가 매우 미흡하였다. 이 논문에서는 첨성대와 관련한 주변의 매장문화재 존재 여부와 첨성대의 기초부를 확인하기 위하여 지하투과레이더(GPR) 탐사를 수행하고 2차원과 3차원 영상을 통해 첨성대의 지하 구조를 정밀 분석하였다. 그 결과, 0.4~0.6m 깊이에서는 절반 정도만 남아 있긴 하지만 12개의 작은 물체들이 원형의 배치를 이루고 있고, 0.7~1m 깊이에서는 정면 4칸, 측면 3칸의 건물지로 추정되는 반응이 첨성대를 중심으로 주변에 분포하는 것이 확인되었다. 또한 첨성대의 직하부에는 이미 알고 있는 2단의 기단부 외에 7×7m 크기의 방형 시설이 깊이 0.6m에 존재하며, 깊이 1.2~3m에서는 첨성대의 기초시설로 추정되는 반응이 확인되었다. 이 기초시설은 동서 11m, 남북 12m의 타원형이며 첨성대 기단을 중심으로 북·서·동측면은 1m 이내로 짧고 남측면은 5m 정도로 넓게 분포하고 있다.
최근 건축물의 대형화로 구조물의 기초는 비균질지반에 지지된다. 본 연구는 면내력을 받는 후판의 진동해석을 한 것이다. 장방 형판은 등방, 균질의 선형 탄성재료로 구성되었다. 장방형 후판의 진동해석은 8절점과 9절점을 이용한 장방형 유한요소를 사용하여 행하였다. 본 연구에서 기초를 수직스프링으로 이상화한 Winkler지반에 전단지반층을 추가한 Pasternk지반으로 이상화하였다. 지반의 강성을 달리한 비균질 Pasternak지반에 지지된 판을 해석하기 위해 중앙부분과 가장자리 부분의 Winkler지반계수를 WFP1과 WFP2로 선택하였다. (그림 4.) Winkler지반계수 WFP1과 WFP2는 0, 10, $10^2$, $10^3$으로 변환시키고 전단지반강성은 0, 5, 10으로 하였다. 후판의 좌굴응력(${\sigma}_{cr}$)에 대한 면내력의 비는 각각 0.4, 0.8에 대해 적용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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