• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권6호
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• pp.983-1001
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• 2015

This study focuses on the load carrying capacity and the force transfer mechanism of multi-hole perfobond shear connectors in steel-concrete composite structure. The behavior of multi-hole perfobond shear connector is more complicated than single-hole connector cases. 2 groups push-out tests were conducted. Based on the test results, behavior of the connection was analyzed and the failure mechanism was identified. Simplified iterative method and analytic solution were proposed based on force equilibrium for analyzing multi-hole perfobond shear connector performance. Finally, the sensitivity of design parameters of multi-hole perfobond shear connector was investigated. The results of this research showed that shear force distribution curve of multi-hole perfobond shear connector is near catenary. Shear forces distribution were determined by stiffness ratio of steel to concrete member, stiffness ratio of shear connector to steel member, and number of row. Efficiency coefficient was proposed to should be taking into account in different limit state.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1749-1755
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• 2014

진동해머에 의해 시공되는 말뚝의 해석기법을 개발하고 매개변수연구를 수행하여 개발된 해석기법의 신뢰성을 평가해보았다. 편심모멘트와 진동수에 따른 매개변수해석을 통해 구한 가속도를 비교분석해 본 결과 최대가속도의 크기는 대략적으로 편심모멘트에 비례하였으며 진동수의 제곱에 비례하였다. 또한 변위진폭은 편심모멘트에 비례하는 결과를 나타내었고 진동수에는 거의 영향을 받지 않았는데 이러한 경향은 공운전시의 거동특성과 유사하다. 매개변수해석을 통해 구한 동적 하중전이곡선을 비교해 볼 때 편심모멘트와 진동수의 크기에 관계없이 최대 동적단위선단저항력의 크기는 동일하였으며 최대 동적단위주면마찰력의 크기는 편심모멘트에 영향을 받으나 진동수와는 무관하였다. 매개변수해석결과를 종합적으로 비교분석해 볼 때 개발된 해석기법은 합리적인 해석결과를 보인다고 볼 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1C호
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• pp.27-35
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• 2010

사질토지반에 진동타입되는 강널말뚝의 거동을 파악하고자 계측기를 부착한 강널말뚝을 각각 1본씩 단독시공 및 연결시공하여 현장시험을 수행하였다. 깊이측정장치를 통해 구한 깊이에 따른 관입속도결과에 따르면 연결부 마찰의 영향이 강널말뚝의 관입속도에 큰 영향을 미친다는 사실을 알 수 있었다. 연결시공시 연결부 마찰은 관입깊이에 대해 불규칙한 양상을 보여주었으며, 그 크기는 19.1kN/m이었다. 진동타입시 강널말뚝은 거의 강체로 거동함이 계측결과를 통해 확인되었다. 단독시공시의 효율계수는 0.42이었으며 연결시공시의 효율계수는 0.71이었다. 계측자료로부터 유도한 하중전이곡선의 양상은 Dierssen이 제안한 그것과 가장 유사하였다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제1권4호
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• pp.239-251
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• 2015

In this study, a spectral fatigue analysis was performed for the topside structure of an offshore floating vessel. The topside structure was idealized using beam elements in the SACS program. The fatigue analysis was carried out considering the wave and wind loads separately. For the wave-induced fatigue damage calculation, motion RAOs calculated from a direct wave load analysis and regular waves with different periods and unit wave heights were utilized. Then, the member end force transfer functions were generated covering all the loading conditions. Stress response transfer functions at each joint were produced using the specified SCFs and member end force transfer functions. fatigue damages were calculated using the obtained stress ranges, S-N curve, wave spectrum, heading probability of each loading condition, and their corresponding occurrences in the wave scatter diagrams. For the wind induced fatigue damage calculation, a dynamic wind spectral fatigue analysis was performed. First, a dynamic natural frequency analysis was performed to generate the structural dynamic characteristics, including the eigenvalues (natural frequencies), eigenvectors (mode shapes), and mass matrix. To adequately represent the dynamic characteristic of the structure, the number of modes was appropriately determined in the lateral direction. Second, a wind spectral fatigue analysis was performed using the mode shapes and mass data obtained from the previous results. In this analysis, the Weibull distribution of the wind speed occurrence, occurrence probability in each direction, damping coefficient, S-N curves, and SCF of each joint were defined and used. In particular, the wind fatigue damages were calculated under the assumption that the stress ranges followed a Rayleigh distribution. The total fatigue damages were calculated from the combination with wind and wave fatigue damages according to the DNV rule.

• 설비공학논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-179
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• 1997

During the day time in summer, peak of air conditing load, and electric power management system lies under overloaded condition. The reason is the enlarged peak load value of electric power caused by increased air-cooling load in summer. To prevent load concentration during day time and overloaded condition of power management system, some energy storage methods are suggested. One of these methods is ice storage system. Water has some good properties as P.C.M.(Phase Chang Material) : Its melting point is the range of required operation temperature. It has large specific latent heat and is chemically stable compared to other organic or inorganic substances. It is cheap and easy to treat. This study represents experimental results of heat transfer characteristics of P.C.M. under the outward melting process in a vertical cylinder. We experimented with twelve combinations of conditions, i.e., three different inlet temperatures($7^{\circ}C,\;4^{\circ}C\;and\;1^{\circ}C$), two working fluid directions(upward and downward), and two aspect ratios, H/R(4 and 2). At the inlet temperature of $7^{\circ}C$ and $4^{\circ}C$, there was temperature stagnation region where the temperature of P.C.M. remains constant at $4^{\circ}C$ regardless of aspect ratio and direction of working fluid. This temperature stagnation occurs as the water, at its maximum density, flows down to the lower region. The phase change interface formed bell-shaped curve as the melting process continued. With a new set of conditions(4H/R, inlet temperature $4^{\circ}C$ and $1^{\circ}C$, downward/upwerd inlet direction), the movement of phase change interface was faster when the working flued inlet direction was downward. With the same set of conditions, melting rate and total melting energy were larger when the working fluid inlet direction was downward. The results were reversed when the other sets of conditions were applied.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.3-16
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• 1999

현재 국내에서는 부유식 구조물을 이용하여 소각로 및 담수화 공장을 해상에 축조하는 BMP(Barge Mounted Plant) 시스템에 관한 연구를 수행중에 있다(한국기계연구원 1997). 본 논문에서는 이러한 BMP의 계류 돌핀(mooring dolphin) 구조물하부의 말뚝기초의 거동을 모델하는 기법에 관하여 다루었다. 지반-말뚝계의 축하중 및 횡하중에 대한 거동은 지반을 비선형 스프링으로 모델하고 말뚝을 일축부재 및 보로 모델하여 유한차분적으로 해를 구하는 비선형 지반반력해석을 수행한다. 이러한 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 등가강성을 산정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거제도 주변 해역을 대상으로 지반조사를 수행하였고 이를 토대로 지반의 깊이에 따른 축방향 및 횡방향 하중전이 관계를 도출하였다. 그리고 돌핀하부의 말뚝에 대하여 축하중 및 횡하중에 대한 지반반력해석을 수행하였다. 이러한 해석과정을 통하여 대상지역에 적합한 말뚝의 관입깊이 및 단면을 합리적으로 산정할 수 있었다. 결국 말뚝두부에서의 하중-변위관계로부터 지반-말뚝계의 강성을 모델함으로써, 지반조건을 고려하여 돌핀구조물의 동적해석을 합리적으로 수행할 수 있었다. 해석결과 지반-말뚝계의 강성을 고려할 경우에는 강체로 고려한 경우에 비하여 변위 진폭이 상당히 크게 나타났다. 그리고 돌핀의 케이싱 상부의 모멘트가 더 크게 나타나고 해저지표 말뚝두부에 전달되는 모멘트는 더 작게 나타남을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3C호
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• pp.149-158
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• 2010

본 연구에서는 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하였다. 이를 위하여 실제 시공된 현장타설말뚝에 대한 말뚝재료의 균열 휨모멘트 및 균열 수평하중을 산정하였고, 국내 외에서 적용하고 있는 대표적인 수평변위 기준과의 비교분석을 수행하였다. 또한 구조적 특성을 파악하기 위하여 설계자료를 토대로 재료 및 지반조건을 반영한 현장타설말뚝의 거동을 예측하여 변단면 설계의 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 재료의 항복거동과 P-${\Delta}$ 효과 고려시, 이를 고려하지 않는 경우와 비교하여 최대 모멘트가 지표면 부근에서 발생하여 소성힌지 위치에 영향을 주는 것을 나타났으며, 말뚝의 재료파괴는 주로 기둥부의 단면적이 작은 말뚝-기둥 접합부에서 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한 주로 말뚝이 수평변위 기준에 도달하기 전에 재료의 파괴가 먼저 발생하기 때문에 말뚝의 항복효과를 고려해야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과, 변단면 단일 현장타설말뚝의 설계 시 불확실성을 고려하여 지지력을 과소평가하고 있는 것으로 나타났으며, 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 해석기법을 통하여 거동특성을 정확히 예측한다면 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권2호
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• pp.251-267
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• 2009

Reinforced concrete (RC) structures consist of two different materials: concrete and steel bar. The stress transfer behaviour between the two materials through bond plays an important role in the load-carrying capacity of RC structures, especially when they subject to lateral load such as blast and seismic load. Therefore, bond and slip between concrete and reinforcement bar will affect the response of RC structures under such loads. However, in most numerical analyses of blast-induced structural responses, the perfect bond between concrete and steel bar is often assumed. The main reason is that it is very difficult to model bond slip in the commercial finite element software, especially in hydrodynamic codes. In the present study, a one-dimensional slide line contact model in LS-DYNA for modeling sliding of rebar along a string of concrete nodes is creatively used to model the bond slip between concrete and steel bars in RC structures. In order to model the bond slip accurately, a new approach to define the parameters of the one-dimensional slide line model from common pullout test data is proposed. Reliability and accuracy of the proposed approach and the one-dimensional slide line in modelling the bond slip between concrete and steel bar are demonstrated through comparison of numerical results and experimental data. A case study is then carried out to investigate the bond slip effect on numerical analysis of blast-induced responses of a RC column. Parametric studies are also conducted to investigate the effect of bond shear modulus, maximum elastic slip strain, and damage curve exponential coefficient on blast-induced response of RC columns. Finally, recommendations are given for modelling the bond slip in numerical analysis of blast-induced responses of RC columns.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.71-77
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• 2019

지지력이 큰 하부지반에 구조물의 하중을 전달하기 위한 방안으로 말뚝기초가 대부분 적용되고 있다. 이 연구에서는 접합부에 보강되는 철근량에 따라 반복하중 하에서 프리캐스트공법과 철근 및 속채움 콘크리트로 말뚝머리부를 보강한 철근콘크리트 말뚝(HPC)과 기초 접합부 거동을 실험을 통해 평가하였다. 철근량에 변화에 따라 제작된 두 종류의 접합부 실험체의 균열패턴과 파괴거동은 유사한 수준으로 평가되었다. 철근량 1.77배 증가에 기인하여 BS-H25 실험체는 BS-H19 실험체에 비해 최고하중은 약 1.47배 증가하였지만 연성비는 정가력시 76%, 부가력시 70% 수준을 나타내었다. 강성감소는 접합부 철근 항복 이후 BS-H19 실험체와 BS-H25 실험체는 정가력시 초기강성의 약 66% ~ 71% 수준으로 부가력시 54% ~ 57% 수준으로 감소되었고 BS-H25 실험체가 평균 13% 높은 강성값을 나타내었다. 극한하중 상태에서의 BS-H19와 BS-H25 실험체의 누적 에너지 소산량은 사용하중 상태에 비해 약 5.5배 및 6.6배 큰 값으로 측정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.117-133
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• 2010

본 논문에서는 쏘일네일링 공법과 앵커 공법의 장점을 결합한 하이브리드 공법에 대한 연구를 수행하였다. 쏘일네일링과 앵커가 결합된 하이브리드 공법은 철근과 PC강연선을 보강재로 사용함으로써 일반적인 쏘일네일링에 비해 인발저항력이 증가하며, 프리스트레스를 가하기 때문에 지반의 변위를 억제하고 사면의 얕은파괴를 방지할 수 있다. 하지만 철근의 신장량이 PC강연선의 신장량보다 작기 때문에 철근에 하중이 집중되어 철근이 먼저 항복하게 된다. 따라서 PC강연선과 철근의 항복하중을 단순히 더하게 된다면 쏘일네일링과 앵커가 결합된 하이브리드 공법의 항복하중을 과대평가하는 것이다. 이에 본 연구에서는 두 보강재의 항복시점을 일체화하기 위해 앵커바에 프리스트레스를 가하였다. 즉, 하이브리드 공법에서 프리스트레스를 가하는 것은 지반의 변위를 억제하는 것과 동시에 선단에서부터 전이되는 압축력이 철근에 작용하는 인장하중을 감소시켜 전체 설계하중을 최대한 증가시키기 위한 것이다. 하이브리드 공법 내에서 하중전이 메커니즘을 체계적으로 분석하기 위하여 두 가지 비교대상을 정하여 현장인발시험을 실시하였다. 하이브리드 공법의 인발저항력 증가를 규명하기 위해 우선 쏘일네일링에 대한 인발시험을 실시하였으며, 또한 하이브리드 공법의 프리스트레스 변화에 따른 메커니즘을 규명하기 위해 프리스트레스를 0kN에서 196kN까지 변화시켜 인발시험을 실시하였다. 프리스트레스를 가하여 발생한 압축력은 철근에 전해지게 되어 철근의 하중-변위곡선 기울기가 감소하게 된다. 즉, 철근은 신장량이 증가하여 PC강연선과 비슷한 항복하중을 가지게 되며, 본 논문에서는 하중전이 이론을 통해 이를 규명하였다. 프리스트레스를 가하여 삽입된 두 보강재가 일체거동을 보이게 되면 하이브리드 공법의 인발저항력은 쏘일네일링의 인발저항력보다 2배정도 더 증가하게 된다.