• 제목/요약/키워드: Hoop

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원주 용접된 압력 매설강관의 거동 분석 (Behavior of girth-welded buried steel pipes under external pressure)

  • Jeon, Juntai;Lee, Chinhyung;Chang, Kyongho
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.1-8
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    • 2015
  • 본 연구에서는 토압 등의 외압이 원주 용접된 매설 강관의 잔류응력에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 명확히 하였다. 먼저 3차원 열탄소성 해석을 통하여 원주 용접된 강관의 잔류응력을 구하였으며, 이를 초기조건으로 설정하여 3차원 탄소성 해석을 수행함으로써 외압이 작용하는 경우 잔류응력 거동을 조사하였다. 해석결과 외압에 의해 원주 용접부에 발생하는 원주방향 압축응력 때문에 원주방향 잔류응력이 압축 측으로 상당히 많이 이동함을 알 수 있었고, 축방향 잔류응력은 작용하는 외압에 의해 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

로터리 드로우 벤더를 이용한 타원형 튜브의 유한요소 벤딩 해석 (Finite Element Bending Analysis of Oval Tubes Using Rotary Draw Bender for Hydroforming Applications)

  • 이호국
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.71-74
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    • 2005
  • In manufacturing automotive parts, such as engine cradles, frame rails, subframes, cross-members, and other parts from circular tubes, pre-bending and pre-forming operations are often required prior to the subsequent tubular hydroforming process. During some pre-forming operations, the cross section of a bent circular tube is crushed into an oval-like shape to ensure proper geometry and sufficient clearance in the hydroforming dies. For such applications, the use of oval Instead of circular tubes could be an effective means of eliminating the pre-forming step. The oval tube could also be produced with less thinning and with less strain on the outside of the bend when controlled by a booster system without the use of mandrel. Hence, the understanding of the issues that occur in the bending of oval tubes is worthy of Investigation. This paper presents parametric studies on the bending of oval tubes without a mandrel. The finite element modeling technique is used to examine the deformation characteristics for both circular and oval tubes. In the simulations, the bending process parameters of bend radius, aspect ratio of the tube ovalness, and tube wall thickness are varied. Observations are made to obtain a hoop-buckle limit diagram in terms of a non-dimensional shape degradation factor. Suggestions based upon developed criteria are made on the acceptability of bend tubes suitable for hydroforming applications without the need ofa pre-forming step or the used of a mandrel.

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FBG센서를 이용한 콘크리트 충진 FRP 스트럿 보강 PSC 교량의 스트럿 거동 분석 (Behavior of Strut in Concrete-filled FRP PSC Bridge using FBG Sensors)

  • 정원석;강동훈;안주옥
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.11-15
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    • 2009
  • 최근 국내에서는 PSC(Prestressed Concrete) 박스 거더 교량의 교폭을 늘리고 자중을 줄이기 위한 목적으로 박스의 수를 줄이는 대신 콘크리트 충진 FRP(Concrete Filled FRP, CFFRP) 스트럿을 상판 캔틸레버 부분에 설치하는 공법이 시공되고 있다. 이러한 CFFRP 스트럿은 사례가 많지 않은 교량 구조물로서 설계 및 시공에서의 불확실성을 제거하기 위해 교량 시스템에서의 스트럿 거동을 실험적으로 분석할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 대상교량에 대해 현장시험을 실시하여 CFFRP 스트럿의 국부 거동을 분석하고자 한다. 특히 전자기파 간섭에 대해 면역이 우수한 광센서인 FBG(fiber Bragg grating) 센서를 기반으로 시험을 실시하여 잡음이 없는 우수한 응답을 성공적으로 획득하였다. 현장시험에서는 재하트럭의 속도와 횡방향 위치를 매개변수로 시험을 실시하였다. 그 결과 CFFRP 스트럿은 하중재하 위치와 속도에 관계없이 압축상태에 존재하고 있으며, 통과 차량의 횡방향 위치가 CFFRP 스트럿의 거동에 민감한 요소임을 확인하였다.

단축 이방성 반공간 유전체 표면에서 수평 미세 전류원에 의해 발생하는 수평 경계면 전기장에 대한 시영역 해의 유도 (Derivation of the Transient. Solution of the Horizontal Interfacial Electric Field Generated by a Tiny Horizontal Current Source on a Uniaxially Anisotropic Half-Space Dielectric)

  • 이원석;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.313-321
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    • 2000
  • 본 논문은 등방성 상반 매질과 단축 이방성 하반 매질의 경계변에 위치하는 수평 미세 전류원이 시간 영역에 서 충격적으로 가해칠 때, 경계변에 발생하는 수평 전기장을 구하는 반공간 경계면 문제를 다룬다. 경계변 전기 장에 대해 Cagniard -de- Hoop 법을 변형 적용함으로써. 이 전기장에 대한 명시적 해를 얻는다 또한' 경계변상 에서 퍼져 나가는 Dirac $\delta$- 함수 형태의 충격 성분에 대한 방사 특성에 대해서 논의하는데, 이 충격 성분은 원 방 경계장 특성을 이해하는데 있어서 중요하다. 한편, 단축 이방성은 등방성보다 일반화된 개념이므로 이 논문 에서 구한 전기장 해에서 이방성을 제거하면 등방성 매칠에 대한 해로 환원된다

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Self-consolidating concrete filled steel tube columns - Design equations for confinement and axial strength

  • Lachemi, M.;Hossain, K.M.A.;Lambros, V.B.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제22권5호
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    • pp.541-562
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    • 2006
  • This paper compares the performance of axially loaded concrete filled steel tube (CFST) columns cast using a conventionally vibrated normal concrete (NC) and a novel self-consolidating concrete (SCC) made with a new viscosity modifying admixture (VMA). A total of sixteen columns with a standard compressive strength of about 50 MPa for both SCC and NC were tested by applying concentric axial load through the concrete core. Columns were fabricated without and with longitudinal and hoop reinforcement (Series I and Series II, respectively) in addition to the tube confinement. The slenderness of the columns expressed as height to diameter ratio (H/D) ranged between 4.8 and 9.5 for Series CI and between 3.1 and 6.5 for Series CII. The strength and ductility of SCC columns were found comparable to those of their NC counterparts as the maximum strength enhancement in NC columns ranged between 1.1% and 7.5% only. No significant difference in strain development was found due to the presence of SCC or NC or due to the presence of longitudinal and hoop reinforcement. Biaxial stress development in the steel tube as per von Mises yield criterion showed similar characteristics for both SCC and NC columns. The confined strength ($f^{\prime}_{cc}$) of SCC was found to be lower than that of NC and $f^{\prime}_{cc}$ also decreased with the increase of slenderness of the columns. Analytical models for the prediction of confined concrete strength and axial strength of CFST columns were developed and their performance was validated through test results. The proposed models were found to predict the axial strength of CFST columns better than existing models and Code based design procedures.

탄성지반상에 놓인 철근콘크리트 축대칭 쉘의 정적 및 동적 해석(I) -철근 콘크리트 원자로 격납 건물을 중심으로- (Static and Dynamic Analysis of Reinforced Concrete Axisymmetric Shell on an Elastic Foundation - With Application to the Nuclear Reinforced Concrete Containment Structures-)

  • 조진구
    • 한국농공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.82-91
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    • 1996
  • This is a basic study for the static and dynamic analysis on the elasto-plastic and elasto-viscoplastic of an axi-symmetric shell. The objective of this study was to investigate the mechanical characteristics of a nuclear reinforced concrete containment structure, which was selected as a model, by a numerical analysis using a finite element method. The structure was modeled with discrete ring elements of 8-noded isoparametric element rotating against the symmetrical axis, and the interaction between the foundation and the structure was modeled by Winkler's model. Also, the meridional tendon was modeled with 2-node truss elements, and the hoop tendon was done with point elements in two degrees of freedom. The effect of the tendon was considered without the increasement in total degree of freedom as the stiffness matrix of modeled tendon elements was assembled on the stiffness matrix of ring elements linked with the tendon. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows : 1. The stresses in the hoop direction on the interior and exterior surfaces of the structure were shown in changes of similar trend, and high stresses appeared on the structure wall 2. The stresses in the meridional direction on the interior and exterior surfaces were shown in change of different trend. Especially, the stresses at the junctions between the dome and the wall and between the wall and the bottom plate of the structure were very high, compared with those at other parts of the structure. 3. The stress changes in the direction of thickness on the crown of the dome were much linearly distributed. However, as the amount of tendon increased, the stresses in the upper and lower parts of the wall established with the tendon were shown stress concentration. 4. The stress changes in the direction of thickness on the center of the structure wall was linearly distributed in the all cases, and special stress due to the use of the tendon was not shown.

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횡보강근에 따른 고강도 콘크리트 기둥의 휨강도와 연성 (Effects of Transverse Reinforcement on Flexural Strength and Ductility of High-Strength Concrete Columns)

  • 황선경;윤현도;정수영
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.365-372
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    • 2002
  • 본 연구는 700kgf/$\textrm{cm}^2$ 고강도 콘크리트에서 횡보강근 형태, 체적비 그리고 횡보강근 항복강도에 따른 고강도 콘크리트기둥의 거동을 규명하기 위한 실험연구이다. 기둥은 중심축내력의 30%에 해당하는 일정축력과 수평방향의 반복 휨모멘트를 받는다. 본 연구에서 사용된 변수는 횡보강근 체적비(Ps=1.58, 2.25%), 횡보강근 형태(hoop-type, cross-type, diagonal-type) 그리고 횡보강근 항복강도(fy=5,600, 7,950 kgf/$\textrm{cm}^2$)이다. 실험결과로 모든 기둥의 휨강도는 현행규준의 등가응력블럭에 근거하여 산정된 휨강도보다 낮게 나타났다. 횡보강근을 ACI 규준 요구량보다 42%증가시킨 기둥 시험체는 연성적인 거동을 보였다. 그리고, 본 연구에서 적용한 축력비 0.3 P/PO하에서 고강도급 횡보강근을 사용한 시험체의 연성이 저강도급 횡보강근을 사용한 시험체의 경우보다 같거나 다소 큰 경향을 보이고 있었다.

프리캐스트 보-기둥 헤드철근 연결부 반복하중 실험 (Reversed Cyclic Loading Tests on Precast Beam-Column Joints with Headed Reinforcement)

  • 김인규;유승룡
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.369-376
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    • 2003
  • 프리캐스트 보-기둥 연결부에는 기둥 주근과 보의 정착철근, 연결부를 위한 띠철근 등으로 매우 복잡한 배근상태로 철근 배근과 콘크리트의 타설 및 다짐이 용이하지 않다. 특히 보의 갈고리는 띠철근 또는 주근과의 마주침이 흔히 발생하는 철근으로, 외곽기둥의 경우 충분한 정착길이를 확보하기가 더욱 난해할 때가 있다. 본 연구에서는 헤드철근을 적용한 보-기둥 연결부를 위하여 두 개의 프리캐스트 기둥과 하나의 프리캐스트 보를 연결한 4개의 실험체를 제작하여, 보-기둥접합부와 기둥-기둥접합부에 대한 반복하중실험으로 강도와 그 이력거동을 평가하여 보았다. 실험 결과 강주 약보 실험체들은 갈고리철근과 유사한 거동을 보였다. 국내에서 주로 적용되는 스플라이스 기둥 접합은 강주 약보의 기둥에서는 충분한 내력을 발휘하였다.

와이어로프와 T형 플레이트에 의해 보강된 RC 기둥의 휨 거동에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flexural Behavior of Reinforced Concrete Columns Strengthened with Wire Rope and T-Shape Steel Plate units)

  • 심재일;양근혁;오승진;변항용
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.153-156
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 외부 보강된 기둥의 휨 거동을 평가하는데 있다. 이를 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 보강된 기둥 3개와 무보강 기둥 1개가 실험되었다. 모든 기둥 시험체의 단면 크기 및 주철근과 내부 띠철근 배근 특성은 동일하게 하였다. 와이어로프의 배근 간격은 ACI 318-05 설계기준에서 제시하는 최소 띠철근 배근간격의 1.0 $^{\sim}$ 0.5배인 40 $^{\sim}$ 80mm로 조절하였다. 실험 결과 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 보강된 철근콘크리트 기둥은 무보강 기둥과 비슷한 휨 내력을 보였지만, 연성적 거동에서는 와이어로프와 T형 강판이 피복 콘크리트를 구속하여 뛰어난 효과를 보였다.

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멀티 텐던 앵커헤드의 변형을 이용한 텐던의 초기 긴장력 추정 (Estimation of Initial Tensile Force Acting on Tendon using the Deformation of a Multi-tendon Anchor Head)

  • 박장호;조정래;박재균
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.581-588
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    • 2014
  • 최근에 널리 사용되고 있는 PSC 교량은 콘크리트의 처짐과 균열 등의 취약점을 긴장재와 강봉을 사용하여 보완하고 성능을 향상시킨 구조물이다. 따라서 PSC 교량에서 긴장재에 작용하는 하중을 적절하게 산정하는 것은 구조물의 안전하고 효율적인 유지, 보수를 위하여 중요하다. 이 논문은 텐던에 작용하는 하중과 앵커헤드 변형과의 관계를 확인하기 위하여 멀티 텐던 앵커헤드의 변형률에 대한 수치해석을 수행하고 분석한 것이다. 정확한 해석을 위하여 재료의 물성, 접촉 문제의 비선형성 등을 모두 고려하였으며 해석은 범용 유한요소 프로그램인 Abaqus를 사용하여 수행되었다. 수치해석 결과로부터 텐던에 작용하는 하중을 추정하는 데에는 hoop 방향 변형률이 가장 유용하며, 마찰 계수, 경계조건, 그리고 배치 등에 따라 영향을 받는 것을 확인하였다.