• 제목/요약/키워드: Joint Rigidity

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Numerical analysis of segmental tunnel linings - Use of the beam-spring and solid-interface methods

  • Rashiddel, Alireza;Hajihassani, Mohsen;Kharghani, Mehdi;Valizadeh, Hadi;Rahmannejad, Reza;Dias, Daniel
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제29권4호
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    • pp.471-486
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    • 2022
  • The effect of segmental joints is one of main importance for the segmental lining design when tunnels are excavated by a mechanized process. In this paper, segmental tunnel linings are analyzed by two numerical methods, namely the Beam-Spring Method (BSM) and the Solid-Interface Method (SIM). For this purpose, the Tehran Subway Line 6 Tunnel is considered to be the reference case. Comprehensive 2D numerical simulations are performed considering the soil's calibrated plastic hardening model (PH). Also, an advanced 3D numerical model was used to obtain the stress relaxation value. The SIM numerical model is conducted to calculate the average rotational stiffness of the longitudinal joints considering the joints bending moment distribution and joints openings. Then, based on the BSM, a sensitivity analysis was performed to investigate the influence of the ground rigidity, depth to diameter ratios, slippage between the segment and ground, segment thickness, number of segments and pattern of joints. The findings indicate that when the longitudinal joints are flexible, the soil-segment interaction effect is significant. The joint rotational stiffness effect becomes remarkable with increasing the segment thickness, segment number, and tunnel depth. The pattern of longitudinal joints, in addition to the joint stiffness ratio and number of segments, also depends on the placement of longitudinal joints of the key segment in the tunnel crown (similar to patterns B and B').

보강목질적층판이 사용된 집성재 접합부의 모멘트 저항성능 평가 (Evaluation of The Moment Resistance of Reinforced Wooden Gusset to Glulam Joint)

  • 이인환;송요진;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제45권1호
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    • pp.53-61
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    • 2017
  • 본 연구에서는 고강성, 고인성의 경량화된 목질접합부를 제작하기 위하여 슬릿 가공된 기둥부재 중앙에 강판 대용인 목질접합물을 삽입하고 기둥부재와 목질접합물만 결합된 시험편들을 제작하였다. 시험편들은 강판을 사용한 대조군 시험편과 모멘트 저항성능을 비교분석하였다. GFRP보강목질적층판과 핀으로 제작된 시험편들은 강판삽입형 시험편 보다 평균 24% 저하된 최대모멘트가 측정되었으나 양호한 인성이 관찰되었다. 파괴형상은 기둥부재의 연단부분에서 연륜을 따라 파괴되었다. 집성재와 목질적층판을 접착제로 일체화한 강절형 시험편은 대조군 시험편보다 초기강성이 2.8배 향상되었고, 최대모멘트도 평균 40% 향상된 경향을 보였다. 강절형 시험편들은 접착층 주위에서 파단되었다.

종방향 부재의 강성효과를 고려한 쉴드 터널 분기부 보강 및 해석기법 (Reinforcement of shield tunnel diverged section with longitudinal member stiffness effect)

  • 이규필;김도
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.675-687
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    • 2019
  • 최근 대도시에는 교통량의 증가와 높은 토지 보상비 등으로 인해 도로 확충 시 대심도 복층 터널의 필요성이 증가하고 있으며, 국내에서도 일반적인 터널보다 단면이 작고 지하에서 다른 터널과 교차하는 네트워크형 터널이 계획되고 있다. 본 연구에서는 쉴드 터널 분기부에 있어서 기존 터널과 확폭부를 연결하는 연결상세에 있어 기존의 전단면 강재 접합부 대신 휨모멘트가 크게 발생하는 연결부에만 강재를 사용하는 부분 강재-콘크리트 접합부 상세와 쉴드 터널 분기부의 확폭 구간의 해석은 3차원 거동효과를 반영하기 위해 확폭부 시종점 구간의 기둥 효과와 종방향 부재의 강성효과를 고려할 수 있는 2차원 해석모델을 검토하였다. 2차원 해석기법으로 확폭부 시종점 구간에서 종방향 부재의 강성을 횡방향 모델에서 연결부의 탄성스프링 지점으로 고려하여 종방향 부재의 강성과 시종점부의 기둥효과를 반영하는 방법을 제안하였다. 제안된 2차원 해석기법을 이용한 구조해석 결과 일정값 이상의 강성을 갖는 종방향부재를 도입하면 접합부와 박스부의 휨모멘트를 저감 시킴으로써 부분 강재-콘크리트 접합부의 구조 안전성을 확보할 수 있는 것으로 검토되었다.

인공관절 전치환 성형 수술 전후의 일상활동 장애정도 및 삶의 만족도 비교연구 - 관절 질환 환자를 중심으로 - (A Comparative Study of the Handicaps in and Satisfaction with the Ordinary Life before and after the Plastic Operation for Artificial Joint Replacement-Centering around Those Who suffer from Joint Diseases)

  • 강신화
    • 근관절건강학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.37-49
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    • 1996
  • The joint diseases threaten modern people's healthy life. They bring about a long pain, an anasarca, loss of joint function or even deformation and rigidity of joint, limiting people's ordinary activities much. The chronic joint patients may be subject to some hypochondria caused by anxiety for their life, social isolation, financial problem and physical disability. Therefore, this population should continue to be duely taken care of by medical personnels. In particular, nurses should adequately help these people to recover and improve their health through suitable adaptations. With such basic conceptions in mind, this study was aimed at reviewing these patients' conditions in their ordinary life before and after a plastic operation for artificial joint replacement as well as their satisfaction with their life. For this purpose, those patients who underwent some plastic operations for artificial joint replacement at university hospitals in Seoul from January 2, 1993 to June 30, 1995 were selected as the population of this study. Among them, 87 people were randomly sampled to answer a questionnaire designed specially. For the surveying tools, Jette's (1980) scale was applied to address the sample people's inconveniences experienced and supports received in their ordinary life, while the scale of Wood, Wylie & Sheafer was used to measure their satisfaction with their life. The collected data were analyzed for percentiles, means, SD, t-test and Pearson's correlations. The results of survey can be summarized as follows ; As a result of t-test the frequencies of other people's support before and after the plastic operation, it was disclosed that those who underwent the operation were supported less frequently. In addition, as a result of t-testing their satisfaction with life before and after the operation, it was found that the operation increased their satisfaction with life significantly. Meanwhile, as a result of t-test inconveniences, frequencies of supports and life satisfaction before and after the plastic operation for artificial knee replacement, it was disclosed that only the inconveniences were significantly reduced after the operation. In contrast, the t-test the variables before and after the plastic operation for artificial hip replacement, it was found that only the frequencies of other people's supports were significant reduced after the operation. Furthermore, the differences 6 months, one year and two years after the plastic operation for artificial joint replacement were t-tested on the variables. As a result, it was disclosed that people's inconvenience, frequencies of supports and life satisfaction were not improved 6 months after the operation but their frequencies of supports decreased significantly one year after, while their inconveniences and life satisfaction were significantly improved two years after. As a result of analyzing the variables with Pearson's correlations, inconveniences and frequency of supports were negatively correlated significantly with the life satisfaction. In conclusion, the plastic operation for artificial joint replacement significantly improved people's living inconveniences, reduced their frequency of other people's support and enhanced their satisfaction with life. To break don the plastic operation for artificial knee replacement improved patients' inconveniences, while the plastic operation for artificial hip replacement not only improved patients' inconveniences but reduced the frequencies of other people's support also. Finally, the finding that the plastic operation for artificial joint replacement brought about the improvement two years after suggests that this period is needed for the patients to adapt themselves to the post-operation conditions.

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기둥-보 뼈대구조를 위한 각부 접합부의 모멘트저항성능 (Moment Resistance Performance of Each Joint for Post-Beam Frame Structure)

  • 박주생;황권환
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.8-14
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    • 2011
  • 한국 전통 목구조양식에서 뼈대구조인 기둥-보 접합부를 이용하여 현대적인 기법을 적용한 목구조 접합을 개발하기 위하여 낙엽송 집성재를 구조부재로 사용하였다. 집성재를 이용한 전통 접합기술과 드리프트핀 접합으로 구성된 접합부의 부재는 공장에서 프리커트에 의해 가공하였다. 뼈대구조의 전체 성능을 파악하고 향상시키기 위한 기초 연구로서 핀접합부의 인발내력 시험과 각 접합부의 모멘트저항 시험을 행하였다. 본 연구에서 사용된 기둥-보 부재는 본 연구에서 사용된 주각부 및 보단부 접합철물로 이루어진 접합부에서 우수한 모멘트저항성능을 발휘하였다. 핀의 세장비에 따라 초기강성은 세장비가 클수록 다소 높게 나타났으며, 모멘트저항성능인 휨모멘트와 최대모멘트는 세장비가 작을수록 우수함을 알 수 있었다.

국내 석탑의 강성, 고유진동수 및 감쇠비에 관한 연구 (Study on the Joint Stiffness, Natural Frequency and Damping Ratio of Stone Pagodas in Korea)

  • 이성민;최희수;이기학;이찬희;조영훈
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.45-53
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    • 2018
  • Following the earthquake that shook the city of Gyeongju, Korea, in 2016, it became apparent that research on the safety of cultural heritages against the seismic hazards is necessary in Korea. Predictions of how historically significant stone pagodas would behave the earthquakes anticipated in near future, which are the subject of this study, is also required. In this study, the dynamic characteristics of 15 cultural heritage designated stone pagodas of Korea were investigated, including natural frequency and damping ratio, and the stiffness of the stone material and its contact area were determined using eigenvalue analysis by assuming the stone pagodas to be multi-degree-of-freedom structures. The results of this study enable the structural modeling of stone pagodas using a finite element analysis program and the method is expected to be useful in assessing the structural safety of stone pagodas against vertical loads as well as lateral forces, including earthquakes. Also, by identifying the dynamic characteristics of the structures, the results of this study can be utilized as a nondestructive testing method to determine the rigidity of cultural heritage structures and to identify inherent problems. The natural frequencies of the Korean stone pagodas were measured to be within 3.5~8.3Hz, excluding cases with distinct natural frequency results, and it was determined that the natural frequencies of the stone pagodas are influenced by various parameters including the height and joint stiffness of the structures.

Does Strategy of Downward Stepping Stair Due to Load of Additional Weight Affect Lower Limb's Kinetic Mechanism?

  • Ryew, Checheong;Yoo, Taeseok;Hyun, Seunghyun
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제9권4호
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    • pp.26-33
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    • 2020
  • This study measured the downward stepping movement relative to weight change (no load, and 10%, 20%, 30% of body weight respectively of adult male (n=10) from standardized stair (rise of 0.3 m, tread of 0.29 m, width of 1 m). The 3-dimensional cinematography and ground reaction force were also utilized for analysis of leg stiffness: Peak vertical force, change in stance phase leg length, Torque of whole body, kinematic variables. The strategy heightened the leg stiffness and standardized vertical ground reaction force relative to the added weights (p<.01). Torque showed rather larger rotational force in case of no load, but less in 10% of body weight (p<.05). Similarly angle of hip joint showed most extended in no-load, but most flexed in 10% of body weight (p<.05). Inclined angle of body trunk showed largest range in posterior direction in no-load, but in vertical line nearly relative to added weights (p<.001). Thus the result of the study proved that downward stepping strategy altered from height of 30 cm, regardless of added weight, did not affect velocity and length of lower leg. But added weight contributed to more vertical impulse force and increase of rigidity of whole body than forward rotational torque under condition of altered stepping strategy. In future study, the experimental on effect of weight change and alteration of downward stepping strategy using ankle joint may provide helpful information for development of enhanced program of prevention and rehabilitation on motor performance and injury.

이중 탄성중합체 시일의 절단부 오일누유 예측 (Oil Leakage Prediction through Cut Part of Double Elastomeric Seal)

  • 이택성;김연희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.165-171
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    • 2023
  • 건설기계와 특장차의 상부와 하부 구조를 연결하는 로터리 조인트는 축과 하우징이 회전하면서 유압을 전달하는데 오일의 유로에 누유를 방지하기 위해 여러 개의 시일이 조립된다. 시일재료는 강성이 커서 조립에 어려움이 있기 때문에 자른 후 조립하는 방법을 모색하였다. 절단면의 모양은 L형과 /형으로 하였고 유압이 작용할 때 누유 기준은 절단면에 발생하는 접촉압력으로 하였다. 시일의 구조와 재료는 이중 탄성중합체로 구성되며 강성이 큰 PE 재질만 절단한 경우에 대하여 비선형 접촉 구조해석을 수행하였다. 연구결과 절단 길이가 짧을수록 누유 방지에 유리하며 PE와 하우징이 접촉하는 윗면보다 NBR과 PE가 접촉하는 아랫면으로 누유될 가능성이 큰 것으로 나타났다.

조립식(組立式) 탁자(卓子)의 CBA접합부(接合部) 강성(剛性)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Stiffness of CBA(Corner Block with Anchor Bolt) Joint in Knockdown Type Table Furniture)

  • 정우양;이필우
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제17권2호
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    • pp.34-64
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    • 1989
  • 포장(包裝) 용적(容積) 감소에 따른 수송비(輸送費) 절감(節減) 효과(效果)가 있어 조립시(組立式) 탁자류(卓子類) 가구(家具)의 제작(製作)에 널리 쓰이는 CBA(corner block with anchor bolt) 접합방식(接合方式)은 일정기간(一定期間) 사용(使用)함에 따라 접합부위(接合部位)가 약해지고 그 결과(結果) 구조(構造)가 불안정(不安定)하게 되는 반강접합(半剛接合)(semi-rigid joint) 특유(特有)의 결점(缺點)도 지니고 있다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 CBA 접합(接合) 강도(强度)에 영향하는 주요(主要) 설계(設計) 인자(因子)로서 side rail 규격, corner block의 side rail에의 부착시(時) 보강재(補强材)의 효과(效果) 및 corner block관통 anchor bolt의 사용(使用) 수(數) 그리고 corner block의 형태등(等)의 평가(評價)를 하기 위해 22개(個)의 접합군(接合群) 별(別)로 총(總) 88개(個)의 table section 시험체(試驗體)를 제작(製作)한 후(後)그들의 강성(剛性) 계수(係數)(Z - 값) 및 유효강도(有效强度)를 수평 하중(荷重)에 의한 변형측정(變形測定) 실험(實驗)을 통해 결정(決定)한 후 설계(設計) 인자별(因子別) 효과(效果)를 비교 분석(分析)하였다. 분석결과(分析結果), side rail의 높이 증대(增大) 및 corner block 부착시(時) PVAc 수지(樹脂)의 사용효과(使用效果)가 뚜렷하여 유효강도(有效强度)의 유의적(有意的) 향상(向上)을 나타냈고 anchor bolt의 효과(效果) 역시 2개 사용시(使用時)가 1개 사용시(使用時) 보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 또 side rail 높이 와 anchor bolt 사용(使用) 수(數)간에는 상호작용(相互作用) 효과(效果)도 있었다. 그러나 side rail의 두께 효과(效果)는 22mm에서 25mm로 증대(增大)시켰을때 뚜렷한 상승 경향(傾向)은 보여주지 못했다. 한편 corner block의 형태는 MDF를 주재료(主材料)로 사용(使用)한 탁자(卓子) 설계시(設計時)는 두께 25mm, 높이 100mm의 side rail에 PVAc 수지(樹脂)로 보강(補强)하고 mitered corner block에 2개(個)의 anchor bolt를 관통시킨 경우가 유효강도(有效强度) 3171.7 kgf-cm로 22개의 접태군(接台群)들 중 최대치(最大値)를 나타냄으로써 miter type이 rectangular type보다 바람직한 것으로 나타났다. 결론적(結論的)으로 자재(資材)의 효과적(效果的) 이용(利用)을 통한 생산비(生産費) 절감(節減)과 동시(同時)에 구조(構造)의 안정(安定)된 강도적(强度的) 측면(側面)을 고려할 때, 두께 22mm, 높이 75mm의 MDF side rail에 mitered corner block을 PVAc 수지(樹脂)와 나사못을 이용하여 부착한 후(後) 2개(個)의 anchor bolt를 관통시키는 방법(方法)을 가장 합리적(合理的)인 MDF 사용(使用) 조립시(組立式) 탁자(卓子) 설계(設計) 방안(方案)으로 제시(提示)하는 바이다.

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이종소재인 CFRP와 알루미늄의 접착력 향상을 위한 Bead의 영향 평가 (Evaluation on the Effect of Beads for Adhesive Improvement of CFRP and Aluminum)

  • 신동우;김진재;이종혁;권일준;박성민
    • Composites Research
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    • 제30권4호
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    • pp.254-260
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    • 2017
  • 본 논문에서는 알루미늄과 복합재료에 대한 이종소재 접합면의 성형안전성을 위해 일정한 두께를 확보할 수 있는 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm bead의 적용 방법과 물성변화에 대해 연구하였고, 이를 검증하기 위해 더블랩 시험과 FEM 시뮬레이션으로 접착제의 두께에 따라 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 접착제에 bead의 양을 1% 이상 함량이 증가함에 따라 접착 소재의 강도가 높아지고 신율이 감소함을 확인하였고, bead의 크기가 커질수록, 강성은 낮아지고, 신율은 증가함을 확인하였다.