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BWIM 시스템을 사용한 사장교의 차량하중 분석 (Vehicle Load Analysis using Bridge-Weigh-in-Motion System in a Cable Stayed Bridge)

  • 박민석;이정휘;김성곤;조병완
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 본 논문에서는 교량 모니터링 시스템의 일부분으로 서해대교에 설치된 교량 하중측정 시스템(BWIM system)으로부터 획득한 신호를 분석하여 통행차량의 정보를 추출하기 위한 알고리즘의 개발과정과 이를 위해 수행한 현장 차량주행시험에 대하여 기술하였다. 개발된 BWIM 시스템은 포장층에 매설하는 축감지기가 없는 형태로, 바닥판과 가로보에 설치된 변형률계로부터 측정한 시간이력 변형률신호만을 이용하였다. 이들 측정신호로부터 추출하고자 하는 차량의 정보는 통과차로, 통과속도, 차 축수 및 총 중량이며, 이들 정보의 추출을 위해 패턴인식기법의 일종인 인공신경망(Aritificial Neural Network, ANN) 기법을 사용하였다. 현장 차량주행시험을 통하여 기지차량 및 미지차량 통행시의 BWIM 응답 데이터를 측정하였으며, 이들 실측데이터를 사용하여 인공신경망의 학습 및 성능검증을 수행하였다. 개발된 기법을 사용하여 추출되는 차량의 정보들은 현재의 교량상태 및 피로수명 평가시 활용될 수 있을 것이며, 향후 설계트럭 하중모델의 개정시 기초자료로도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

순수전단이 작용하는 RC막판넬의 전단변형률 증폭 (Shear Strain Big-Bang of RC Membrane Panel Subjected to Shear)

  • 정제평
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.101-110
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    • 2015
  • 최근 Hsu는 전단시험장치를 이용해 순수전단이 작용하는 9개 RC패널요소의 전단시험을 수행하였다(ACI 1997). 최신 트러스모델(수정압축장이론, 회전각연성트러스모델)은 평형조건과 적합조건 그리고 2축 상태에서 RC 막판넬의 연성 응력-변형률 관계를 이용하여 2중 루프의 시행착오방법으로 복잡한 비선형해석을 수행하고 있다. 본 연구는 스트럿과 타이의 파괴기준에 기반한 개선된 모어변형적합방법을 사용해 효율적인 알고리즘을 제안하였고, 이 알고리즘을 이용하여 Hsu가 실험한 전단이력 해석을 빠른 수렴속도로 개선한 것이다. 해석결과에 의하면 전단변형률 증폭상태의 전단변형에너지는 주압축 응력-변형률에 크게 지배받는 것으로 나타났다.

Energy dissipation system for earthquake protection of cable-stayed bridge towers

  • Abdel Raheem, Shehata E.;Hayashikawa, Toshiro
    • Earthquakes and Structures
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    • 제5권6호
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    • pp.657-678
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    • 2013
  • For economical earthquake resistant design of cable-stayed bridge tower, the use of energy dissipation systems for the earthquake protection of steel structures represents an alternative seismic design method where the tower structure could be constructed to dissipate a large amount of earthquake input energy through inelastic deformations in certain positions, which could be easily retrofitted after damage. The design of energy dissipation systems for bridges could be achieved as the result of two conflicting requirements: no damage under serviceability limit state load condition and maximum dissipation under ultimate limit state load condition. A new concept for cable-stayed bridge tower seismic design that incorporates sacrificial link scheme of low yield point steel horizontal beam is introduced to enable the tower frame structure to remain elastic under large seismic excitation. A nonlinear dynamic analysis for the tower model with the proposed energy dissipation systems is carried out and compared to the response obtained for the tower with its original configuration. The improvement in seismic performance of the tower with supplemental passive energy dissipation system has been measured in terms of the reduction achieved in different response quantities. Obtained results show that the proposed energy dissipation system of low yield point steel seismic link could strongly enhance the seismic performance of the tower structure where the tower and the overall bridge demands are significantly reduced. Low yield point steel seismic link effectively reduces the damage of main structural members under earthquake loading as seismic link yield level decreases due their exceptional behavior as well as its ability to undergo early plastic deformations achieving the concentration of inelastic deformation at tower horizontal beam.

배수조건에 따른 액상화 수치모델의 거동평가 (Evaluation of the Numerical Liquefaction Model Behavior with Drainage Condition)

  • 이진선;김성남;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권11호
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    • pp.63-74
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    • 2019
  • 동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.

수중폭발로 인한 파이프의 동적 응답해석 (Dynamic Response Analysis of Pipe Subjected to Underwater Explosion)

  • 김성범;이경재;정동호;박대효
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.9-16
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    • 2014
  • 최근 수중폭발로 인한 구조물의 충격응답에 대한 연구는 매우 높은 비용과 소요시간, 민감한 환경문제 등으로 인하여 실제 시험보다는 컴퓨터를 통한 수치해석적 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한 시뮬레이션의 기술 향상과 더욱 정교해진 기능들로 수치 시뮬레이션의 효율성이 증가되었을 뿐 아니라 그 신뢰성까지 증가하였다. 본 연구에서는 유체 표면의 Acoustic Pressure와 구조물 표면 변위의 적절한 관계를 다루는 구조-유체 상호작용(FSI : Fluid-Structure Interaction), 수중폭파 형태를 결정하는 유체의 깊이와 폭발물과 구조물 사이의 거리에 대한 파라미터를 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용한 시뮬레이션 값과 실험적 이론 값 비교에 중점을 두었다. 수중폭발로 인한 파이프의 충격테스트 응답 분석은 ABAQUS/Explicit을 사용하여 수행되었고, 시간이력에 따른 충격하중, Acoustic Pressure, 타격지점의 응력, 속도, 변형에너지 등 ABAQUS CAE에서 결과를 나타내었다.

강철도교의 잔존피로수명 평가 (Remaining Fatigue Life Evaluation of Steel Railroad Bridge)

  • 김상효;이상우;마호성;김종학
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권4호통권41호
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    • pp.329-338
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    • 1999
  • 본 연구에서는 공용중인 강철도교의 피로에 대한 안전성을 확보하기 위해 기존의 피로손상예측이론을 바탕으로 강철도교의 피로손상 및 피로균열발생까지의 피로수명을 평가하였으며, 또한 신뢰성이론에 근거하여 사용수명에 따른 신뢰도를 평가하였다. 그리고 이러한 평가를 바탕으로 다양한 통행조건에 대해 등가열차하중을 이용한 간편한 분석 기법을 제안하였다. 피로손상평가를 위하여 적용한 실동응력은 대상교량이 경험하는 다양한 하중조건에 대해 구조해석을 통해서 구해진 응력이력에 보정계수를 적용하여 구하였다. 본 연구의 결과로부터 운행특성, 즉 교행조건의 고려 유 무에 따른 잔존수명은 교행특성을 고려하지 않은 경우가 고려한 경우보다 약간 긴 것으로 평가되었다. 또한 본 연구에서 제안한 간편한 분석기법인 등가열차하중모형에 의한 잔존수명평가 결과는 상세잔존수명평가 결과와 비교하여 볼 때 그 차이가 근사한 것으로 평가되었다.

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Conservation potential of North American large rivers: the Wabash River compared with the Ohio and Illinois rivers

  • Pyron, Mark;Muenich, Rebecca Logsdon;Casper, Andrew F.
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제23권6호
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    • pp.15.1-15.14
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    • 2020
  • Background: Large rivers are ecological treasures with high human value, but most have experienced decades of degradation from industrial and municipal sewage, row-crop agricultural practices, and hydrologic alteration. We reviewed published analyses of long-term fish diversity publications from three intensively managed large river ecosystems to demonstrate the conservation potential of large river ecosystems. Results: We show how the incorporation of recent advances in river concepts will allow a better understanding of river ecosystem functioning and conservation. Lastly, we focus on the Wabash River ecosystem based on high conservation value and provide a list of actions to maintain and support the ecosystem. In the Wabash River, there were originally 66 species of freshwater mussels, but now only 30 species with reproducing populations remain. Although there were multiple stressors over the last century, the largest change in Wabash River fish biodiversity was associated with rapid increases in municipal nutrient loading and invasive bigheaded carps. Conclusions: Like similarly neglected large river systems worldwide, the Wabash River has a surprising amount of ecological resilience and recovery. For instance, of the 151 native fish species found in the 1800s, only three species have experienced local extinctions, making the modern assemblage more intact than many comparable rivers in the Mississippi River basin. However, not all the changes are positive or support the idea of recovery. Primary production underpins the productivity of these ecosystems, and the Wabash River phytoplankton assemblages shifted from high-quality green algae in the 1970s to lower less nutritional blue-green algae as nutrient and invasive species have recently increased. Our recommendations for the Wabash River and other altered rivers include the restoration of natural hydrology for the mainstem and tributaries, nutrient reductions, mechanisms to restore historical hydrologic patterns, additional sediment controls, and improved local hydraulics.

한국 사춘기 소녀들의 골밀도와 환경요인들과의 관계(I) (The Relationship Between Bone Mineral Density and The Environmental Factors in Korean Pubescent Girls)

  • 최미자
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.21-30
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    • 1994
  • The relationship between bone mineral density and the environmental factors were investigated from the view point of preventing osteoporosis in Korean pubescent girls. The effects of calcium, nutrient intake, physical activity on total bone mineral density, lumbar spine and femoral bone mineral density and total bone mineral content were evaluated 33 healthy pubescent girls aged 14∼16y. A convenient method was used to assess nutritional and energy intake and calcium index was used together. Calcium intake in childhood was estimated by asking whether subjects usually drank milk as children. Eating habits data and history of menstruation were obtained by questionnaire and interview. Average energy expenditure was calculated. Bone mineral density and content were measured by dual energy x-ray absorptiometry using a Lunar DPX+Scanner (Lunar, Madison, WI). The lumbar spine(L2∼L4) and three sites in the proximal femur (femoral neck, trochanteric region, and Ward's triangle)were measured. Height and weight were measured, and the body mass index(BMI) was derived from the formula : BMI=kg/㎡ Statistical analysis was performed by simple correlation using the SAS package. The mean calcium intake (736mg) was below the RDA of 800mg/d. Twelve percent of the total subjects did not drink milk at all because they did not like the taste. Skipping meals, low calcium intake and low energy intake were significantly correlated with the low BMD. Also the data indicate that girls who reported drinking milk with every meal during childhood had significantly higher bone densities than girls who reported drinking milk less frequently. The results suggest that milk consumption in childhood appears to be needed not only for growth and development, but possibly also to assure an optimal peak of bone mass and thus greater latitude for the maintenance or skeletal integrity in the face of bone losses. There was a highly significant correlation between the total BMD and overall level of physical activity. Body weight was a better predictor of total BMD than was and other factor. Simple mechanical loading may explain why body weight, but total BMC was positively relatd to height. Conclusively, increasing calcium intake and physical activity in the pubescent girls could influence BMD.

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압축응력장 이론을 적용한 콘크리트 유한요소법 개발 (Finite Element Method for Structural Concrete Based on the Compression Field Theory)

  • 조순호
    • 전산구조공학
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    • 제9권1호
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    • pp.151-159
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    • 1996
  • 구조용 콘크리트의 비선형 거동을 예측하기 위하여, 압축강도 연화현상, 거시적 및 회전균열모델등의 내용을 포함하고 있는 압축장 응력장 이론(CFT)에 근거한 유한요소법이 개발/제시되었다. 또한, 이와 관련하여 CFT가 암시하는 탄젠트 및 세칸트 재료강성이 반복계산해법의 관점에서 정의/논의되었다. 최종적으로 계산상의 효율성 증대 및 최대하중 이후의 거동 포착에 주안점을 두어 초기재료 강성을 채택한 변위증분법 논리 및 빠른 수렴을 위한 Over-Relaxtion방법이 Isoparametric계의 8-Node요소에 포함/유도되었다. 이와 같이하여 제시된 비선형 해석 프로그램 NASCOM은 응력 혼돈지역에 위치하는 콘크리트 평면요소의 하중 지지능력, 탄성범위 이후의 변형 특성, 균열양상 및 보강근의 항복범위등의 예측을 가능하게 하였다. NASCOM의 제한된 검증을 위하여, Cervenka의 판넬 시험결과에 대한 하중지지능력 및 변형이력등을 예측한 결과가 전체적인 의미에서 실험결과와 상응하는 일치를 나타내었다.

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접합부와 보의 상대강성을 고려한 중층 철골 모멘트 골조의 내진해석 (Seismic Analysis of Mid Rise Steel Moment Resisting Frames with Relative Stiffness of Connections and Beams)

  • 하성환;강철규;한홍수;한권규;최병정
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.595-606
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    • 2011
  • 본 연구는 기둥-보 접합부의 강성에 따른 철골 모멘트 골조의 동적특성의 차이를 파악하는데 목적이 있다. 6층의 철골 모멘트 골조를 설계하였으며, 접합부는 DWA (Double Web-Angle Connection), TSW (Top-and Seat-Angle Connection with Double Web-Angle), FEMA(SAC-Test Summary No.28, Specimen ID : UCSD-6) 접합부를 사용하였고, 완전강접합부의 동적거동특성과 상호 비교 검토하였다. 반강접 접합부의 회전강성은 Chen 과 Kishi 에 의해 제안된 3매개변수파워모델을 사용하여 구하였다. 접합부의 회전 강성을 보의 강성으로 나누어 상대강성으로 정의하여 사용하였다. 모든 골조에 대하여 비선형 정적해석(push over analysis), 반복하중 해석 및 시간이력해석을 수행하였다. 각 접합부의 강성에 따른 내진거동은 층간변위, 소성힌지 및 이력 에너지 분배의 항목별로 비교 분석하였다.