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매개변수 분석을 통한 단층파쇄대의 소단면 쉴드 TBM 터널 굴착 시 최적 보강영역 연구 (A study on the optimal reinforcement area for excavation of a small cross-section shield TBM tunnel in fault fracture zone through parameter analysis)

  • 강병윤;박형근;차재훈;김영진
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.261-275
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    • 2020
  • 쉴드 TBM 공법을 사용해 단층파쇄대에 소단면 공동구 터널을 굴착 시 과다한 내공변위 및 붕락 발생 가능성이 높다. 단층파쇄대로 인한 트러블 및 공기증가로 인한 공사비 손실을 최소화하기 위해 적절한 지반보강이 요구된다. 본 연구에서는 단층파쇄대의 폭, 단층점토의 존재여부, 토피고 지하수위를 매개변수로 하여 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용한 수치해석을 통해 최적보강영역을 제시하고 주변지반 거동을 알아보았다. 그 결과 단층점토가 없는 경우 최대 0.5D 만큼 지반보강 적용 시 내공변위 및 지표침하 기준을 만족하였으며, 높은 투수계수로 인해 0.5D의 차수보강 적용이 필요하다고 판단된다. 단층점토가 존재할 때 내공변위 및 지표침하는 최소 0.5D에서 최대 터널 상부 단층파쇄대 전체에 지반보강 적용 시 안정성확보가 가능하였으며, 단층점토로 인해 지하수 유출량이 기준치 이내로 발생하여 차수보강이 불필요하였다.

Flow Truss Dome 구조물의 비대칭 하중모드에 따른 불안정 현상에 관한 연구 (A Study of Unstable Phenomenon of Flow Truss Dome Structure with Asymmetric Load Modes)

  • 손수덕;김승덕;강문명
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.61-76
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    • 2002
  • The structure system that is discreterized by continuous shells is usually used to make a large space structures and these structures show the collapse mechanisms that are captured at over the limit load, and snap-through and bifurcation are most well known of it. For the collapse mechanism, rise-span ratio, element stiffness and load mode are main factor, which it give an effect to unstable behavior. Moreover, resist force of structure can be reduced by initial condition and initial imperfection significantly. In order to investigate the instability of shell structures, the finite deformation theory can be applied and it becomes a nonlinear mathematics in which use equation of tangential stiffness incrementally. With an initial imperfection, using simple example and Flow Truss Dome, the buckling characteristics of space truss is main purpose of this paper, and unstable behavior is studied by proposed the numerical method. Also, by using MIDAS, this research work analyzes displacements and inner forces as the design load of model, and the ratio of buckling load of design load is investigated.

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흙막이 굴착 시 지층 경사의 영향에 대한 수치해석적 분석 (Numerical analysis of deep excavation in layered and asymmetric ground conditions)

  • 신종호;김학문;김상환;김상길;남택수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.1260-1268
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    • 2008
  • In case of deep excavation analysis, the theory of beam on elasto-plastic geo-material (elasto-plastic theory) can not consider the inclined ground layers appropriately. It is frequently assumed that the soil layers are parallel to the surface. However, the soil layers are generally inclined and even asymmetric. The common modelling of the asymmetric half section of the excavation system using the elasto-plastic theory, can lead differences from the real behaviour of ground, which has critical significance in case of deep excavation in urban area. In this study, an attempt to find appropriate modelling methods was made by carrying out a comparative study between the FEM and the elasto-plastic analyses. It is shown that in case of the upward-inclined soil profile the elasto-plastic theory may underestimate the performance of retaining structures.

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고강도 철근과 콘크리트 강도수준에 따른 최적조합에 관한 연구 (A Study about the Optical Mixing in accordance with High-Strength Steel and Concrete Strength Levels)

  • 최판길;이봉학
    • 산업기술연구
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    • 제26권B호
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    • pp.111-118
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    • 2006
  • The reinforced concrete structure is one of the most popular structures in real construction. Concrete has been strengtened rapidly due to the development of new material and construction technology. But as the concrete has been getting stronger, the brittleness of material has increased and the better ductility has been required. So, the study for strengthening stiffener has been urgently needed. As we said above, it is expected that the use of high strength steel and concrete will be increased. However, The experimental data is not enough for solving problems of the use of high strengthened steel and concrete. In this research, we analyzed 45 combinations of the strength levels of concrete, the thickness of material and the steel strength with regard to simple Reinforced Concrete SLAB Beam bridge. The program MIDAS CIVIL was used to find the optimal combination. As a result, it was found that strength ratio per unit section is in inverse proportion to the strength of material and that the strengths of steel are respectively 400 MPa for low strengthened concrete and 300 MPa for high strengthened concrete. For economic aspect and usability, the effect of high strength steel is not as high as we expected it would be.

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특수지반 구간의 소단면 쉴드 TBM 터널 굴착 시 최적 보강영역 연구 (A study on the optimal reinforced zone of a small sectional shield TBM tunnel in difficult ground)

  • 강병윤;박형근;차재훈;김영진
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.735-747
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    • 2019
  • 도시화에 따른 지상공간 부족으로 인해 사회시설물 매설을 위한 공동구 터널의 수요가 증가하고 있다. 쉴드 TBM 공법을 이용한 도심지에서의 공동구 터널 시공 중 불가피하게 복합지반, 호박돌층과 같은 특수지반 조우 시 여러 가지 트러블이 발생하여 공기 및 공사비가 증가될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용해 특수지반의 특성, 보강영역, 토피고, 수위를 달리하여 수치해석을 수행하여 매개변수 조합에 따른 최적의 지반보강영역을 분석하였다. 그 결과 복합지반과 호박돌층 모두 무보강 지반굴착 시 안정성 확보가 어려웠으나 최대 2.0D 만큼의 지반보강 그라우팅 적용 시 토피고 30 m인 복합지반을 제외하고 내공변위가 허용치 내로 발생하였다. 또한 복합지반 및 호박돌층 모두 굴착 시 과다한 지하수 유출이 발생하여 차수그라우팅 적용 후 안정성을 확보할 수 있었다.

고화처리공법이 적용된 연약점토지반의 침하 및 지지력 개선에 관한 사례연구 (A case Study on Settlement and Bearing Capacity Improvement for Soft Clay Applying the Reinforcement Method using Stabilized Soil)

  • 기완서;김선학
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.3923-3930
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    • 2014
  • 본 연구에서는 광양 ${\bigcirc}{\bigcirc}$산업단지 공사현장내의 도로 및 구조물 시공구간 중 연구대상 3구간을 선정하여 지반의 물리 역학적 특성을 분석하고 구조물 시공조건, 고화처리 단면조건에 따라 Midas-GTS를 통해 압밀해석과 지지력 산정을 수행하였다. 도로 및 구조물이 시공되는 연약점토지반의 침하 및 지지력 개선방안으로 고화처리공법 적용 시 지반의 안정성 개선효과와 고화처리단면에 따른 침하 및 지지력 개선효과를 분석하였다. 연약점토지반에 고화처리공법을 적용 시 침하 및 지지력 개선효과가 뛰어난 것으로 나타났으며 특히, 고화처리공법 적용 후 압밀침하량이 최소 53%에서 최대 82%까지 감소하여 압밀침하 억제효과가 우수한 것으로 나타났다. 고화처리 폭이 설치 구조물 폭의 2배 이상인 경우 고화처리 폭이 증가하여도 압밀침하 억제효과는 1~7%정도로 미소한 것으로 나타났다. 또한, 고화처리 폭 6m, 심도 1m이상 적용시 고화처리 전보다 허용지지력이 2.3~3.3배정도 크게 증가한 것으로 나타나 고화처리공법을 적용하면 지지력 증대효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.

SY 비탈형 보거푸집의 내하성능에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Loading Capacity of SY Corrugated Steel Form for RC Beam and Girder)

  • 배규웅;부윤섭;황윤국;신상민
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.32-39
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    • 2021
  • 최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 철근 콘크리트 보 및 거더용 비탈용 거푸집의 필요성이 많은 구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 타설하중, 시공하중, 적재하중에 따른 새로 개발된 SY Beam의 내하성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하였다. 해석 모델링 결과, SY Beam의 크기는 높이와 너비가 각각 600 mm와 400 mm로 결정되었다. 총 3 개의 SY Beam에 대해, 실험변수는 강판 데크의 두께로 고려하였으며, 실제 균일 하중 조건을 모사 할 수 있는 모래, 콘크리트 블록, 철근으로 적재한 하중 하에서 수직 및 수평 변위를 측정하는 실험을 수행하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수평 변위에서는 두께에 따른 추세가 명확하게 관찰되지 않았다. 하중 실험에 대한 평가에서 SY Beam은 작업성과 구조적 안전성을 모두 확보 할 수 있는 것으로 판단된다. 특히, SY Beam (1.2 mm)은 수평 변위가 거의 발생하지 않아 하중지지력이 우수하여, 즉시 상용화를 하여도 경쟁력이 있을 것으로 판단한다.

철골브레이스에 의한 기존 RC건축물의 강도상승형 내진보강을 위한 설계고려사항 (The design considerations of steel braced frame for seismic retrofit through increasing the lateral strength of existing RC buildings)

  • 안충원;윤정환;송동엽;장범수;민찬기
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.293-303
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    • 2013
  • This paper deals with steel braced frame as increasing the lateral strength and ductility in order to seismic retrofit of existing buildings and discusses the designing criteria and calculation method of retrofitted buildings. The addition of steel braced frame can be effective for increasing the lateral strength and ductility of existing buildings. However, There is a problem in utilizing this method. It is the approach to provide an adequate connection between the existing RC frame and the installed steel braced frame, because global strength by failure mode(three type) depends on detail of connection and strength of existing RC frame. So, the designer must be confirmed if it satisfies the required performance or not. Failure mode of type I is the most appropriate for increasing the lateral strength and ductility. Seismic performance evaluation and strength calculation of seismic retrofit are performed by guideline by KISTEC(Korea Infrastructure Safety & Technology)'s "seismic performance evaluation and rehabilitation of existing buildings" and Japan Building Disaster Prevention Association. Buildings are modeled and non-linear pushover analysis are performed using MIDAS program.

입사각을 고려한 장대교량의 지반-구조물 상호작용 해석 (Analysis of Soil-Structure Interaction of a Long-Span Bridge Considering Incident Angle of Input Ground Motion)

  • 박장호;신영석;최승환
    • 한국안전학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.7-13
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    • 2008
  • In a long-span bridge which is constructed on soft soil, it is requested to make a plan considering soil-structure interaction, and soil-structure interaction is partially under consideration at the actual bridge plan. Many researches on dynamic behavior of a bridge affected by soil-structure interacting have been accomplished, but it is difficult to estimate dynamic behavior of a bridge on soft soil accurately because of many uncertainties. This paper presents the results about dynamic response of a long-span suspension bridge in the site composed of soft soil considering incident angle of input ground motion. The effect of soft soil was evaluated by the use o computer program SASSI and a long-span suspension bridge was modeled by finite element program MIDAS. The effect of incident angle of input ground motion was investigated on the dynamic response of a long-span bridge.

A Study of the PV System for Optimum Design Methods With Loss Parameter Compensation

  • Lee, Kang-Yeon;Choi, Moon-Han;Choi, Youn-Ok;Joeng, Byeong-Ho;Cho, Geum-Bae
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.64-75
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    • 2007
  • Photovoltaic systems utilize the infinite clean energy of the sun, without creating any air pollution or noise and mechanical vibration. A PV system operates without the need of fuel, rotation surfaces, high temperatures or high pressures. It is therefore to do maintain and simple to install as well as having a long life cycle. The global market for PV systems continues to grow rapidly by 30[%] per year. This paper suggests a new design method for the PV system installation that will allow to the improvement of system efficiency. This method is in accordance with the loss parameter compensation method designed for the PV systems and investigated through simulation and practical experimentation. It was applied to an interconnected 10[kW] grid PV system and was demonstrated in the field. Features such as solar array, PCS, system efficiency, performance and stability were considered. Through the proposed optimal parameter design method, the features of the system were studied, and the 10[kW] PV system was demonstrated and analyzed.