현재 건축물의 높이가 높아지고 우리나라 가구 형태가 개인 주택에서 아파트로 변화함에 따라 타워크레인의 사용 횟수는 계속해서 증가하고 있다. 그러나 이처럼 증가하는 타워크레인 사용 횟수에 반해 우리나라 타워크레인 관련 정책은 매우 미비한 실정이다. 특히 타워크레인과 관련된 사고의 원인 중 가장 큰 비중을 차지하는 타워크레인 연식에 대한 기준은 그 설정 근거가 부족하다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점에 주목하여 타워크레인의 보다 신뢰성 있는 타워크레인의 연식을 설정하는 연구를 진행한다. 이를 위해 본 연구에서는 기존 연구에서 사용했던 사례와 영국 타워크레인 기준을 바탕으로 사용 연식을 설정한다.
Lucas Mognon Santiago Prates;Felipe Piana Vendramell Ferreira;Alexandre Rossi;Carlos Humberto Martins
Steel and Composite Structures
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제46권4호
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pp.451-469
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2023
The use of precast hollow-core slabs (PCHCS) in civil construction has been increasing due to the speed of execution and reduction in the weight of flooring systems. However, in the literature there are no studies that present a finite element model (FEM) to predict the load-slip relationship behavior of pushout tests, considering headed stud shear connector and PCHCS placed at the upper flange of the downstand steel profile. Thus, the present paper aims to develop a FEM, which is based on tests to fill this gap. For this task, geometrical non-linear analyses are carried out in the ABAQUS software. The FEM is calibrated by sensitivity analyses, considering different types of analysis, the friction coefficient at the steel-concrete interface, as well as the constitutive model of the headed stud shear connector. Subsequently, a parametric study is performed to assess the influence of the number of connector lines, type of filling and height of the PCHCS. The results are compared with analytical models that predict the headed stud resistance. In total, 158 finite element models are processed. It was concluded that the dynamic implicit analysis (quasi-static) showed better convergence of the equilibrium trajectory when compared to the static analysis, such as arc-length method. The friction coefficient value of 0.5 was indicated to predict the load-slip relationship behavior of all models investigated. The headed stud shear connector rupture was verified for the constitutive model capable of representing the fracture in the stress-strain relationship. Regarding the number of connector lines, there was an average increase of 108% in the resistance of the structure for models with two lines of connectors compared to the use of only one. The type of filling of the hollow core slab that presented the best results was the partial filling. Finally, the greater the height of the PCHCS, the greater the resistance of the headed stud.
Iban, Norberto;Soria, Jose M.;Magdaleno, Alvaro;Casado, Carlos;Diaz, Ivan M.;Lorenzana, Antolin
Smart Structures and Systems
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제22권1호
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pp.13-25
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2018
Pedro $G{\acute{o}}mez$ Bosque footbridge is a slender and lightweight structure that creates a pedestrian link over the Pisuerga River, Valladolid, Spain. This footbridge is a singular stress ribbon structure with one span of 85 m consisting on a steel plate and precast concrete slabs laying on it. Rubber pavement and a railing made of stainless steel and glass complete the footbridge. Because of its lively dynamics, prone to oscillate, a simple and affordable structural health monitoring system was installed in order to continuously evaluate its structural serviceability and to estimate its modal parameters. Once certain problems (conditioning and 3D orientation of the triaxial accelerometers) are overcome, the monitoring system is validated by comparison with a general purpose laboratory portable analyzer. Representative data is presented, including acceleration magnitudes and modal estimates. The evolution of these parameters has been analysed over one-year time.
접합부에서 급격한 불연속성을 가진 프리캐스트 콘크리트(P.C) 대형판 구조는 붕괴에 이르기까지의 구조적인 거동이 일체식 콘크리트 구조와 매우 상이하다. 또한 극심한 지진과 같은 횡하중이 작용할 경우 그 최대 붕괴하중과 붕괴청상을 파악하는 것은 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 2층 실물크기 P.C 시험체에 대한 정적 실험결과를 토대로 비선형 해석 전산 프로그램인 ANSR를 사용하여 P.C 구조물의 비선형 거동을 예측하고 실험에서 관찰할 수 없는 최종 붕괴시까지의 내부 응력의 분포 및 변화를 연구하였다.
The BX composite beam is designed to have the same cross-section regardless of the size of the momentum, which is a disadvantage of the existing steel structure. Combination of the H-beam end compressive material and the H-section steel tensile reinforcement according to the moment size in a single span, It is possible to say that it is an excellent synthesis which increases the performance. When underground and overhead structures are constructed, it is possible to reduce the bending, increase lateral stiffness, reduce construction cost, and simplify joints. The seamability of the joining part is a simple steel composite beam because of the decrease of the beam damping at the center of the beam and the use of the end plate of the new end compressing material. In the case of structures with long span structure and high load, it is advantageous to reduce the material cost by designing large steel which is high in price at less than medium steel.
최근 연구되고 있는 해상 초대형 부유 콘크리트 구조물의 제작은 현장 타설이 어렵다는 단점이 있으므로 프리캐스트 콘크리트로 제작한 모듈을 수상에서 인양 후 프리스트레스력으로 접합 및 제작하는 것을 목표로 한다. 그러나 해상 환경에서 발생하는 다양한 하중 및 예상되는 상부 구조물에 의한 하중을 고려하였을 때, 프리스트레스력으로 접합되는 콘크리트 모듈 간의 접합부의 안정적인 거동 및 성능이 요구된다. 이에 프리스트레스력이 적용되기 전 가접합에 수중용 에폭시를 이용한 접합 방법이 고려되고 있는데, 수중용 에폭시는 고점성의 재료로서 내부에 공극이 발생하기 쉽다. 이를 해결하기 위하여 마이크로 실리카를 혼입하여 공극을 감소시킨 수중용 에폭시를 이용하여 콘크리트 부유체의 접하 거동에 대한 평가가 요구된다. 그러므로 이번 연구에서는 마이크로 실리카를 혼입한 수중용 에폭시를 이용하여 가접합하고 프리스트레싱을 적용한 시험체를 제작하여 성능을 평가하였다. 마이크로 실리카를 혼입한 수중용 에폭시로 접합된 콘크리트 모듈은 프리스트레싱만을 적용한 시험체에 비하여 균열 발생 및 응력 집중 현상이 완화되었으며, 최대 하중 및 변위는 일체형 RC 시험체에 비하여 10% 미만의 감소율을 나타내어 모듈형 콘크리트 부유체의 수상 접합을 위한 안정적인 접합재료로 사용 가능할 것으로 보인다.
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.
반일체식교대교량은 일체식 교대교량의 한 형식이다. 이 교량은 상부구조에서 신축조인트를 제거한 것으로 완전일체식 교대교량이 적용하지 못한 상황에 사용할 수 있으며, 유지관리 성능이 우수하고, 하부구조를 경제적으로 시공할 수 있다. 이 연구는 교대벽체의 일부를 PSC 거더의 단부 벽체형 블록 형태로 제작한 반일체식교대교량에 대한 것으로, 온도신축에 따라 종방향 이동에 저항 역할을 하는 프리캐스트 블록을 활용한 PSC 거더이다. 프리캐스트 블록 PSC 거더는 거더 단부에 프리캐스트 블록을 일체 타설하여 제작하며, 교대벽체 위에 단순거치한 후 무수축 콘크리트와 합성하는 방식으로 시공한다. 따라서 본 연구는 재하실험을 통해 구조계산한 결과에 비교하고자 하며, 나아가 실제 시공된 반일체식교대교량의 토압 및 상부구조 변위 계측하여 이를 분석을 통한 구조성능 평가하였다.
Rojas-Mercedes, Norberto;Erazo, Kalil;Di Sarno, Luigi
Earthquakes and Structures
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제22권5호
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pp.503-515
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2022
This paper presents the development of seismic fragility curves for a precast reinforced concrete bridge instrumented with a structural health monitoring (SHM) system. The bridge is located near an active seismic fault in the Dominican Republic (DR) and provides the only access to several local communities in the aftermath of a potential damaging earthquake; moreover, the sample bridge was designed with outdated building codes and uses structural detailing not adequate for structures in seismic regions. The bridge was instrumented with an SHM system to extract information about its state of structural integrity and estimate its seismic performance. The data obtained from the SHM system is integrated with structural models to develop a set of fragility curves to be used as a quantitative measure of the expected damage; the fragility curves provide an estimate of the probability that the structure will exceed different damage limit states as a function of an earthquake intensity measure. To obtain the fragility curves a digital twin of the bridge is developed combining a computational finite element model and the information extracted from the SHM system. The digital twin is used as a response prediction tool that minimizes modeling uncertainty, significantly improving the predicting capability of the model and the accuracy of the fragility curves. The digital twin was used to perform a nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) with selected ground motions that are consistent with the seismic fault and site characteristics. The fragility curves show that for the maximum expected acceleration (with a 2% probability of exceedance in 50 years) the structure has a 62% probability of undergoing extensive damage. This is the first study presenting fragility curves for civil infrastructure in the DR and the proposed methodology can be extended to other structures to support disaster mitigation and post-disaster decision-making strategies.
구조물의 70%가 콘크리트 구조인 건축공사는 최근 대형화 고층화에 대한 수요가 점차 증가하고 있는 추세이다. 그러나 3D 업종 기피현상으로 인한 젊은 기술인력의 수급이 어려운 건설현장은 기능공의 노령화 및 부족으로 인한 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이러한 문제점에 대한 해결책으로 공기단축, 노무 생산성 향상, 균일품질 확보 노력 등의 관리적 측면의 노력은 현재 여러 곳에서 진행되고 있으나 보다 능동적이고 장기적인 대책으로써 국제 경쟁력 강화 효과가 기대되는 고층 건물의 모듈화 및 자동화 기술 개발 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 이에 간 연구에서는 최적 설계 모듈화 기술, 모듈 공장 자동화 및 모듈화 부재의 조립자동화 관련 국내외 선행연구 분석을 통해 도심지 고층 콘크리트 건축물의 시공 생산성 및 품질향상이 가능한 고층 콘크리트 구조물 모듈화 시공 시스템에 대한 기초연구로써, 4단계의 연구개발 전략을 제시하여 보다 적극적인 초고층 건설 시공기술 R&D 투자를 위한 로드맵을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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