• 제목/요약/키워드: Plasticity Failure

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Effect of relative stiffness on seismic response of subway station buried in layered soft soil foundation

  • Min-Zhe Xu;Zhen-Dong Cui;Li Yuan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제36권2호
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    • pp.167-181
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    • 2024
  • The soil-structure relative stiffness is a key factor affecting the seismic response of underground structures. It is of great significance to study the soil-structure relative stiffness for the soil-structure interaction and the seismic disaster reduction of subway stations. In this paper, the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of an inhomogeneous soft soil site under different buried depths which were obtained by a one-dimensional equivalent linearization site response analysis were used as the input parameters in a 2D finite element model. A visco-elasto-plastic constitutive model based on the Mohr-Coulomb shear failure criterion combined with stiffness degradation was used to describe the plastic behavior of soil. The damage plasticity model was used to simulate the plastic behavior of concrete. The horizontal and vertical relative stiffness ratios of soil and structure were defined to study the influence of relative stiffness on the seismic response of subway stations in inhomogeneous soft soil. It is found that the compression damage to the middle columns of a subway station with a higher relative stiffness ratio is more serious while the tensile damage is slighter under the same earthquake motion. The relative stiffness has a significant influence on ground surface deformation, ground acceleration, and station structure deformation. However, the effect of the relative stiffness on the deformation of the bottom slab of the subway station is small. The research results can provide a reference for seismic fortification of subway stations in the soft soil area.

GFRP 보강적층판 및 GFRP rod를 이용한 낙엽송 집성재 접합부의 모멘트저항 성능평가 (Moment Resistance Performance Evaluation of Larch Glulam Joints using GFRP-reinforced Laminated Plate and GFRP Rod)

  • 정홍주;송요진;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.40-47
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    • 2016
  • 구조용 집성재 라멘 접합부에 일반적으로 사용되는 접합철물을 대신하여 단판과 GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic)를 복합시킨 GFRP 보강적층판과 삽입 접착형 GFRP rod를 접합물로 사용하였다. 이들을 적용시킨 접합부에 대한 모멘트저항 성능평가 결과, 접합철물을 이용한 실험체(Type-1)와 비교하여 GFRP 보강적층판과 GFRP rod 핀을 사용한 실험체의 항복모멘트는 4% 낮게 측정되었으나 회전강성은 29% 높게 측정되었다. 또한 GFRP 보강적층판과 목재(Eucalyptus marginata)핀을 사용한 실험체는 Type-1 실험체와 비교하여 항복모멘트 11%, 회전강성 56% 높게 측정되며 가장 양호한 성능을 나타냈었다. 파괴형상과 완전탄소성 분석을 통해서도 핀에 의한 전단내력으로부터의 취성파괴가 아닌 연성거동을 나타내며, 접합내력이 상승하고 부재의 일체화가 이루어짐을 확인하였다. 반면, GFRP rod를 삽입 접착한 실험체는 접착 불량으로 측정이 불가하거나 접합성능이 매우 낮게 측정되었다.

축응력 및 횡보강근을 고려한 콘크리트의 전단마찰내력 평가모델 (Shear Friction Strength Model of Concrete considering Transverse Reinforcement and Axial Stresses)

  • 황용하;양근혁
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.167-176
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    • 2016
  • 이 연구는 다양한 콘크리트에 대해 전단마찰 거동에 의해 지배되는 부재에서 전단전달 기구를 설명하고 합리적인 전단마찰내력을 평가하기 위한 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 기본식은 횡보강근과 작용 축응력을 고려하여 소성론의 상계치 이론(Upper-bound theorem)에 기반하여 유도하였다. 콘크리트는 수정 Coulomb 파괴 기준에 의해 완전한 소성 강체로 고려하였다. 콘크리트 유효강도에서 콘크리트 종류와 최대 골재 크기에 따른 영향을 적용하기 위해 Yang et al.의 압축 응력-변형률 모델과 CEB-FIP의 인장 응력-변형률 모델을 적용하였다. 이 응력-변형률 모델들을 이용한 완전 소성모델로의 변환을 통하여 유효압축강도계수, 유효강도비 그리고 콘크리트 마찰각을 간단한 식으로 일반화 하였다. 제시된 전단마찰내력 모델은 기존 연구에서 제시된 모델과 함께 91개의 직접전단 실험결과와 비교하였다. 그 결과로 이 연구에서 제시된 모델은 콘크리트 종류, 횡보강근 양 그리고 작용 축응력을 고려하여 전단마찰내력을 평가할 수 있었으며, 예측값에 대한 실험값의 비의 평균과 표준편차가 각각 0.95, 0.15로서 기존 식들에 비해 더 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

철근콘크리트 연속 깊은 보의 전단 거동에 대한 개구부 경사 보강근의 영향 (Influence of Inclined Reinforcement around Openings on the Shear Behavior of Reinforced Concrete Continuous Deep Beams)

  • 정헌수;심재일;양근혁
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.171-178
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    • 2007
  • 경사 보강근이 철근콘크리트 연속 깊은 보의 구조적 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 내부 전단경간에 개구부를 갖는 연속 깊은 보 12개가 실험되었다. 주요 변수는 개구부 크기와 경사 보강근 양이다. 개구부 주위의 경사 보강근 양과 개구부 크기의 영향을 동시에 고려하기 위한 유효 경사 보강근 계수가 제시되었다. 실험 결과 개구부를 갖는 연속 깊은 보의 하중 분배, 경사균열 폭 및 치대 내력은 유효 경사 보강근 계수에 의해 결정되었다. 유효 경사 보강근 계수가 클수록 경사균열 폭 및 이들의 진전 속도는 낮았다. 특히 유효 경사 보강근 계수가 0.077 이상인 보의 최대 내력은 동일 개구부 없는 보의 것에 비해 높았다. 내부 전단경간에 개구부를 갖는 연속 깊은 보의 최대 내력을 평가하기 위하여 상계치 이론을 이용한 수치해석 모델이 제시되었다. 제시된 모델로부터 얻은 최대 내력은 실험 결과와 잘 일치하였다.

콘크리트 시공줄눈 면에서 점착력 및 마찰계수의 변화를 고려한 전단내력 평가 (Estimation of Shear Strength Along Concrete Construction Joints Considering the Variation of Concrete Cohesion and Coefficient of Friction)

  • 양근혁;권혁진;박종범
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.106-112
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    • 2017
  • 본 연구에서는 콘크리트 시공줄눈 면의 전단마찰 내력을 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트 소성론의 상계치 이론에 기반한 수학적 모델을 제시하였다. 전단면에서 횡보강근의 전단전달에 대한 과대평가를 피하기 위하여 시공줄눈 면에서의 하중전달에 대한 스트럿-타이 모델에서 콘크리트 할렬 및 압괴의 한계상태로부터 전단마찰 내력의 상한값을 유도하였다. 제시된 모델은 시공줄눈 면에서 콘크리트 점착력과 마찰계수를 거친 면의 경우 각각 $0.27(f_{ck})^{0.65}$와 0.95를, 부드러운 면의 경우 각각 $0.11(f_{ck})^{0.65}$와 0.64로 결정하였는데, 여기서 $f_{ck}$는 콘크리트 압축강도이다. 직접전단에 대한 기존 문헌으로부터 수집한 146 실험데이터와의 비교로부터, 제시된 모델은 AASHTO 및 fib 2010 식에 비해 예측 값과 실험 값들의 비의 표준편차 및 변동계수에 대해 더 낮은 값을 보였다. 특히 전단마찰 내력 평가에서 기준식들의 상당한 과소평가 경향과 달리 제시된 모델은 실험결과와 잘 예측하였다.

p-Version 비선형 유한요소모델링과 실험적 검증에 의한 팻취 보강된 RC보와 슬래브의 극한강도 산정 (Numerical Prediction of Ultimate Strength of RC Beams and Slabs with a Patch by p-Version Nonlinear Finite Element Modeling and Experimental Verification)

  • 안재석;박진환;우광성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.375-387
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    • 2004
  • 팻취 보강된 철근콘크리트 구조물 해석을 위한 p-version 비선형 유한요소 모델이 제시되었다. 이방성 적층평판이론에 기초를 둔 제안된 모델은 Total Lagrangian기법에 기초한 von Karman의 대변형-소변형률 이론과 증분소성이론(incremental theory of plasticity)을 적용하였다. 콘크리트의 경화법칙(hardening rule)과 그에 따른 파괴기준을 고려하고, 단부 계면 층분리 모델(plate-end interfacial debonding model) 즉, 보강판 끝 부분에서의 콘크리트 탈락에 대한 기준으로서 Oehlers Model과 Raoof and Zhang Model을 사용하였다. 콘크리트는 두께 방향으로 층상화기법(layered model)이 이용되며, 철근과 보강판은 환산층(smeared reinforcing layer)으로 계산되도록 하였다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되며, 절점에서의 응력값 산출을 위해 Gauss Lobatto 수치적분법을 사용하였다. 본 연구의 목적은 p-version 유한요소법을 사용하여 RC구조물에 대한 수피해의 정확도 및 모델의 단순성을 높인 수 있도록 하였다. 따라서, 철근과 콘크리트모델에 대한 이론적 근거는 기존의 연구문헌에 근거를 두었으며, 수치해석의 적정성은 팻취 보강된 RC보와 슬래브에 대한 문헌의 실험치 및 해석치와 비교 분석되었다.

다중면 하중하에 정방향 대층구조를 가진 격자재료의 연속적인 소성모델 (Continuum Based Plasticity Models for Cubic Symmetry Lattice Materials Under Multi-Surface Loading)

  • 선우현;허종완
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • 본 연구에서는 하위 요소로(sub-element) 구성된 3차원 대칭 단위 요소들로 조합된 트러스 격자 구조물의 연속적인 물성치를 제안하였다. 개별적인 트러스 격자 물성치는 균질화 작업을 통하여 유효한 응력과 변형률 관계로 이루어진 연속적인 물성치 모델로 나타낼 수 있다. 미시적인 규모(micro scale) 스트럿의 인장이나 압축 응답에 의한 축강성은 전체 격자재료의 대부분의 강도를 차지하고, 이러한 스트럿의 부피 분율(fraction)은 효과적인 강도뿐만 아니라 복제 가능한 단위 요소로 이루어진 격자판의 상대밀도에 큰 영향을 주었다. 그러므로 균질한 강성부재로 구성된 연속적인 구성모델은 미시적인 규모로 간주되는 스트럿의 강도, 내부응력 상태 및 부피 분율과 관련된 역학적인 특성들을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 미시적인 규모의 응력에서 소성흐름은 균질한 구성식에서 파생된 거시적인 규모에서의 (macro-scale)응력 표면에 있는 연속적인 응력함수의 영역을 확장한다. 따라서 본 연구를 통하여 3차원 대칭 단위요소 구조물의 기본 기하학을 조사하고 압력에 의존적인 마크로 규모에서의 (macro-scale) 응력함수를 예측하는 연속적인 소성모델을 공식화하였다.

대학생 성장지향성 증진 그룹코칭 프로그램이 성장지향성, 삶의 만족도, 지각된 스트레스, 긍정심리자본 및 대인관계에 미치는 효과: 사회인지동기모형을 기반으로 (Effects of the Group Coaching Program for the Promotion of Growth Orientation for University Students on Growth Orientation, Life Satisfaction, Perceived Stress, Positive Psychological Capital and Interpersonal Relationships: Based on the Model of the Social-Cognitive Approach to Motivation)

  • 경일수;탁진국
    • 한국심리학회지:학교
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    • 제16권3호
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    • pp.231-263
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 사회인지동기모형을 기반하여 개발한 대학생의 성장지향성 증진 그룹코칭 프로그램을 실시하여 성장지향성, 삶의 만족도, 지각된 스트레스, 긍정심리자본, 대인관계 변인에 대한 효과성을 검증하는데 있다. 본 프로그램은 성장지향에 유용한 성장지향성, 마인드셋과 뇌의 가소성, 자기 주도적 목표설정, 재능은 지속적 노력의 산물, 실패태도와 관점 변화, 긍정적 정서·사고 및 행동, 타인 이해, 성장지향 가치와 셀프코칭의 8가지 주제이고, 1회 120분씩 총 8회기로 구성하였으며, 3명의 대학생을 대상으로 예비프로그램을 실시한 후, 전문가의 평가와 참여자의 피드백 등을 토대로 일부 프로그램을 수정하였다. 본 프로그램 효과를 검증하기 위해 자율적으로 신청한 대학생 48명을 16명 실험집단, 16명 비교집단, 16명 통제집단으로 배치한 후, 실험집단은 성장지향성 증진 그룹코칭 프로그램을 실시하였고, 비교집단은 암묵증진이론에 기반한 학습목표지향성 향상 프로그램을 실시하였으며, 통제집단은 어떤 프로그램도 실시하지 않았다. 세 집단을 대상으로 프로그램 실시 전·후, 프로그램 종료 후 1개월·3개월 후의 시점에서 성장지향성, 삶의 만족도, 지각된 스트레스, 긍정심리자본, 대인관계를 측정하였다. 자료 분석은 세 집단이 동질 집단인지를 조사한 후, 시점과 집단에 대한 변량분석으로 상호작용효과를 측정하였다. 분석 결과, 성장지향성 증진 그룹코칭이 성장지향성, 삶의 만족도, 지각된 스트레스, 긍정심리자본, 대인관계에서 통계적으로 유의미하여 효과가 있었고 효과크기가 커서 비교 프로그램보다 더 효과가 있음이 확인되었다. 또한 프로그램 종료 후에도 코칭의 효과는 통계적으로 유의미하게 지속되었고, 효과크기가 커서 비교 프로그램 보다 더 효과적으로 지속됨을 확인하였다. 이 연구 결과를 토대로 본 연구는 성장지향성 증진 그룹코칭을 통해 대학생의 성장지향성, 삶의 만족도, 긍정심리자본, 대인관계 능력을 높이고 스트레스를 감소시키는 효과를 과학적 방법으로 검증하였다는 점에서 의의가 있다.