• Earthquakes and Structures
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• 제8권3호
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• pp.485-509
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• 2015

This paper presents the experimental results obtained by applying frequency-domain structural health monitoring techniques to assess the damage suffered on a special type of damper called Web Plastifying Damper (WPD). The WPD is a hysteretic type energy dissipator recently developed for the passive control of structures subjected to earthquakes. It consists of several I-section steel segments connected in parallel. The energy is dissipated through plastic deformations of the web of the I-sections, which constitute the dissipative parts of the damper. WPDs were subjected to successive histories of dynamically-imposed cyclic deformations of increasing magnitude with the shaking table of the University of Granada. To assess the damage to the web of the I-section steel segments after each history of loading, a new damage index called Area Index of Damage (AID) was obtained from simple vibration tests. The vibration signals were acquired by means of piezoelectric sensors attached on the I-sections, and non-parametric statistical methods were applied to calculate AID in terms of changes in frequency response functions. The damage index AID was correlated with another energy-based damage index -ID- which past research has proven to accurately characterize the level of mechanical damage. The ID is rooted in the decomposition of the load-displacement curve experienced by the damper into the so-called skeleton and Bauschinger parts. ID predicts the level of damage and the proximity to failure of the damper accurately, but it requires costly instrumentation. The experiments reported in this paper demonstrate a good correlation between AID and ID in a realistic seismic loading scenario consisting of dynamically applied arbitrary cyclic loads. Based on this correlation, it is possible to estimate ID indirectly from the AID, which calls for much simpler and less expensive instrumentation.

• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.339-347
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• 2023

TBM 추진잭이 경사면에 접촉하거나 편심하중이 발생할 때 추진잭의 페데스탈 및 로드 부위에 횡하중에 의한 휨변형이 발생할 수 있다. 이는 추진잭 모듈의 고장을 유발할 우려가 있으므로, 추진잭 모듈 전체에 대한 좌굴 안정성을 검증할 필요가 있다. 본 연구는 추진잭 좌굴 안정성 분석을 위한 좌굴 압축시험방법을 조사하고, 압축시험 시스템을 구성하였다. 추진잭의 전체 부품을 모델링하여 수치해석을 통해 응력집중 파트를 분석하였다. 경사도 0도 조건에서 최대하중을 가압하여 압축시험을 수행하였다. 로드의 변형과 씰의 누유는 관측되지 않아서 0도 조건에서 추진잭의 좌굴 안정성을 검증하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권3호
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• pp.229-238
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• 2007

본 논문에서는 고준위폐기물 처분용기를 지하 심지층에 처분하기 위하여 요구되는 구조설계 요구조건과 구조안전성 평가 기준을 도출하였다. 고준위폐기물은 높은 열과 많은 방사능을 방출하기 때문에 고준위폐기물을 넣어 보관하는 처분용기는 그 취급에 많은 주의가 요구된다. 이를 위하여 고준위폐기물 처분용기는 장기간(보통 10,000년 동안) 안전한 장소에 보관되어야 한다. 보통 이 보관 장소는 지하 500m에 위치한다. 지하 깊은 화강암에 고준위폐기물을 보관하도록 설계되는 처분용기는 내부주철삽입물과 이를 감싸고 있는 부식에 강한 와곽쉘, 위 덮개와 아래 덮개로 구성되는 구조로 되어 있으며 지하수압과 벤토나이트 버퍼의 팽윤압을 받는다. 따라서 고준위폐기물 처분용기는 심지층에 보관 시 이들 외력들을 견디도록 설계되어야 한다. 만약에 발생 가능한 모든 하중조합을 고려한 처분용기 설계가 되지 않으면 심지층에 위험한 고준위폐기물 처분 시에 처분용기에 소성변형이나 크랙 또 좌굴같은 구조적 결함이 발생할 수 있다. 따라서 심지층에 처분용기를 처분 시에 처분용기에 발생하는 구조적 문제들이 발생하지 않게 하기 위하여 여러 가지 구조해석이 수행되어야 한다. 이러한 구조해석 수행에 앞서 처분용기 설계 타당성을 평가하기 위한 기준이 필요하다. 또한 평가기준에 영향을 미치는 설계요구조건(설계변수)이 명확히 검토되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기의 구조설계 요구조건(설계변수)과 구조 안전성 평가기준을 도출하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권7호
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• pp.1042-1049
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• 1997

LMFBR(Liquid Metal Fast Breeder Reactor) vessel is operated under the high temperatures of 500-550.deg. C. Thus, transient thermal loads were severe enough to cause inelastic deformation due to creep-fatigue and plasticity. For reduction of such inelastic deformations, Y-piece structure in the form of a thermal sleeve is used in LMFBR vessel under repeated start-up, service and shut-down conditions. Therefore, a systematic method for inelastic analysis is needed for design of the Y-piece structure subjected to such loading conditions. In the present investigation, finite element analysis of heat transfer and inelastic thermal stress were carried out for the Y-piece structure in LMFBR vessel under service conditions. For such analysis, ABAQUS program was employed based on the elasto-plastic and Chaboche viscoplastic constitutive equations. Based on numerical data obtained from the analysis, creep-fatigue damage estimation according to ASME Code Case N-47 was made and compared to each other. Finally, it was found out that the numerical predictio of damage level due to creep based on Chaboche unified viscoplastic constitutive equation was relatively better compared to elasto-plastic constitutive formulation.

• 지질공학
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• 제3권2호
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• pp.177-190
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• 1993

연약지반에서 성토나 교대등에 의한 편재하중이 작용하게 되면 지반중에는 침하, 측방변위, 융기 및 전단파괴 등의 큰 소성적인 전단변형이 발생하여 지반 및 구조물에 큰 피해를 주는 것을 많이 볼 수 있다. 본 연구는 이러한 연약지반에서 편재하중에 의한 지반의 제반변형에 대한 거동을 연구하기 위하여 기존의 이론적인 배경을 조사하고 모형실험을 통한 실측치를 이용하여 서로 비교분석하여 보았다. 모형실험은 먼저 모형재하장치를 제작하고 토조안에 연약한 흙시료를 채워 비배수상태에서 일정한 시간간격으로 하중단계를 증가시켜 가면서 변형의 상태를 관측하였다. 실험결과를 토대로 지반특성과 변위량의 관계, 한계하중 및 극한지지력, 지반의 소성유동의 상태 및 측방 유동압의 검토 등을 상세하게 분석하여 기존의 이론과 비교해 봄으로써 실제 연약지반상에서의 측방변형에 대한 원인을 규명함으로써 그로 인한 피해를 사전에 방지하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.177-184
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• 2011

이 연구에서는 PC 구조의 단부를 연속으로 연결한 MRS(multi-ribbed moment resisting slab) 구조에 대한 해석 및 설계법을 제안하고자 하였다. MRS 구조에서는 더블티 부재가 역티보 위에서 부모멘트 철근에 의해서 연속으로 설계되므로, 부모멘트 철근이 좁은 지역에 밀집되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 선형 및 비선형 해석을 통하여 모멘트 분포 메커니즘을 분석하여, 적절한 설계법을 제시하였다. 또한 이 연구와 병행하여 실시한 실험 연구의 결과를 비선형상세 해석을 통하여 분석하였다. 그리고 단부구속효과 및 모멘트 재분배에 관한 연구를 위하여 비선형 골조 해석을 선택하여 변수별 연구를 수행하였다. 해석을 위한 재질 및 단면의 특성은 함께 진행된 실험 연구의 결과로부터 얻어졌으며, 비선형 골조 해석을 위한 소성힌지는 균열 모멘트, 공칭 모멘트, 부재 연성도 등의 값으로 모델링되었다. 선형 및 비선형 해석의 결과로부터 단부 회전 스프링과 부모멘트재분재를 통하여 MRS 구조의 단부 모멘트는 상당한 크기로 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.11-19
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• 2015

본 논문에서는 다물질(가연성 기체 혼합물과 금속관) 수치 해석 기법을 활용하여 밀리미터 크기의 얇은 두께의 금속관 내에서의 데토네이션을 모델링하였다. 데토네이션의 해석을 위하여 수소와 에틸렌 혼합물의 실험과 이론적 값을 기반으로 최적화된 1단계 아레니우스 형태의 화학 반응식, 이상기체 상태 방정식을 활용하여 모델링하였다. 또한 금속관의 재료인 구리와 철은 Mie-Gruneisen 상태 방정식과 Johnson-Cook 강성 모델을 활용하여 큰 압력에 의한 관의 소성 변형을 모델링하였다. 다물질 수치 해석을 위한 경계면의 추적 및 경계면 값의 결정은 각각 hybrid particle level-set 기법과 ghost fluid method(GFM)을 통하여 획득하였다. 수치적 해석 결과는 실험값과의 비교를 통하여 검증 하였으며, 관두께(두꺼운 관과 얇은 관)에 따른 내부 유동장의 변화를 확인하였다. 얇은 관의 경우, 데토네이션에 의해 발생하는 높은 내부 압력에 의하여 관의 소성 변형이 일어나고, 이에 따라 발생하는 팽창파에 의해 내부 기체 혼합물의 압력 및 밀도의 감소현상을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제12권2호
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• pp.211-228
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• 2013

The structure analyzed in this paper has particular building style and special structural system. It is a rigid-connected twin-tower skyscraper with asymmetrical distribution of stiffness and masses in two towers. Because of the different stiffness between the north and the south towers, the torsion seismic vibration is significant. In this paper, in order to study the seismic response of the structure under both frequent low-intensity earthquakes as well as rare earthquakes at the levels of intensity 7, the analysis model is built and analyzed with NosaCAD. NosaCAD is an nonlinear structure analysis software based on second-development of AutoCAD with ObjectARX. It has convenient modeling function, high computational efficiency and diversity post-processing functions. The deformations, forces and damages of the structure are investigated based on the analysis. According to the analysis, there is no damage on the structure under frequent earthquakes, and the structure has sufficient capacity and ductility to resist rare earthquakes. Therefore the structure can reach the goal of no damage under frequent earthquakes and no collapse under rare earthquakes. The deformation of the structure is below the limit in Chinese code. The time sequence and distribution of damages on tubes are reasonable, which can dissipate some dynamic energy. At last, according to forces, load-carrying capacity and damage of elements, there are some suggestions on increasing the reinforcement in the core tube at base and in stiffened stories.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.100-109
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• 2020

Pipelines subjected to ground movement would be easily exposed to large-scale deformation. Since such deformations may cause the pipeline failure, it is important to ensure the safety of pipelines in various operation conditions. However, crack in weld metal have been considered as one of the main causes that can deteriorate the structural integrity of the pipeline. For this reason, the structural integrity of the pipe containing the crack in the weld should be obtained. In order to assess cracked pipe, J-integral and crack-tip opening displacement(CTOD) have been applied widely as the elastic-plastic fracture mechanics parameters representing crack driving force. In this study, engineering solutions to calculate the J-integral and CTOD of pipes with a circumferential outer surface crack in the weld are proposed. For this purpose, 3-dimensional elastic-plastic finite element(FE) analyses have been performed considering the effect of overmatch and width of weld. The shape of the weld was simplified to I-groove, and axial displacement was employed as for loading condition. Based on FE results, the effects of crack size, material properties and width of weldment on J-integral and CTOD were investigated. Additionally, the J-integral and CTOD for I-groove were compared with those for V-groove to examine the effects of the weld shape, and a proportionality coefficient of J-integral and CTOD was calculated from the results of this paper.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.267-277
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• 1999

현재 일방향 가력 해석기법은 세계적으로 기존 건물의 지진평가를 위해 구조물의 탄성 및 비탄성 거동을 예측하는데 가장 유용한 방법이다. 그러나, 이 해석기법은 특히 비내진 상세를 가진 철근콘크리트 골조에 대해 실험결과와 충분히 검토되지 않았다. 본 연구의 목적은 비내진 상세를 가진 고층 R.C. 골조에 대해 실험과 해석의 상관성을 검증하는데 있다. 본 연구의 목적은 DRAIN-2DX를 이용한 해석결과와 이미 수행된 비내진 상세를 가진 1:12축소 10층 철근콘크리트 골조의 실험결과를 서로 비교, 검토함으로써 그 응용상의 문제점과 신뢰성을 확인하는 데 있다. 본 연구는 실험과 해석의 상호 비교결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 충전단력과 층간변위 및 소성회전각 같은 국부 변형의 전체적인 거동은 실험결과와 해석결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다.