• 제목/요약/키워드: Slab Design

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플로팅 슬래브궤도와 일반 콘크리트궤도 접속구간에서의 열차 주행 안전, 승차감 및 궤도 사용성 평가 (Assessment of Train Running Safety, Ride Comfort and Track Serviceability at Transition between Floating Slab Track and Conventional Concrete Track)

  • 장승엽;양신추
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.48-61
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    • 2012
  • 열차 진동 저감을 위한 플로팅 슬래브궤도의 설계에 있어서 주행 안전, 승차감 및 사용성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 플로팅 슬래브궤도에서 열차 주행안전과 승차감, 사용성 확보를 위한 요구조건을 분석하여 제시하였고, 열차-궤도 상호작용을 고려한 동적 해석기법을 적용하여 시스템 고유진동수, 스프링 지지간격 및 배치방법, 감쇠비 등 주요 시스템 설계변수에 따라 일반 콘크리트궤도와의 접속구간을 포함한 플로팅 슬래브궤도 구간에서의 열차 및 궤도의 동적 거동을 분석하였다. 연구결과에 따르면 일반 궤도와 플로팅슬래브궤도 간의 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해 윤중 변동율, 레일 응력, 레일 인상력 등의 동적 응답이 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 따라서 접속구간에서 스프링 지지간격을 좁히거나 스프링 강성의 차이를 완화시키는 방안이 주행안전과 궤도 사용성 확보를 위해 효과적인 것으로 나타났다. 한편 차체 가속도로 평가하는 승차감은 접속구간에서의 지지강성의 차이에 의해서는 거의 영향을 받지 않고, 시스템 튜닝 주파수에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 승차감 확보를 위해서는 적절한 시스템 튜닝 주파수를 선정하는 것이 매우 중요한 것으로 나타났다. 이 밖에 감쇠비, 스프링 간격, 열차속도에 따른 영향을 분석하였다.

환경하중을 이용하는 콘크리트 포장 슬래브 피로모형의 개선 (Improvement of Fatigue Model of Concrete Pavement Slabs Using Environmental Loading)

  • 박주영;임진선;김상호;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.103-115
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    • 2011
  • 온도와 수분의 불균일한 분포로 인하여 콘크리트 슬래브는 컬링과 와핑 거동을 하고 슬래브에는 항상 응력이 도입되어 있다. 따라서 교통하중 외에도 환경하중을 고려해야만 콘크리트 슬래브에 발생하는 응력을 보다 정확하게 예측할 수 있다. 콘크리트 포장에 반복적으로 재하되는 교통하중과 환경하중에 의해 콘크리트 슬래브의 강도는 지속적으로 감소하고 응력 이하로 낮아지게 되면 피로균열이 발생한다. 본 연구에서는 기존에 수행된 연구들로부터 피로실험 결과를 수집하고 피로 회귀모형을 개발하였다. 개발된 모형을 검증하기 위하여 모형개발에 사용되지 않은 실내 휨피로실험 결과를 예측하고 기존 모형으로 예측된 결과와 비교하였다. 콘크리트 포장 누적 피로손상 해석 프로그램을 개발한 후 본 연구에서 제안된 모형과 기존 모형들을 적용하고 예측 결과를 비교 및 평가하였다. 피로모형 별로 슬래브 두께, 줄눈간격, 복합 지지력계수, 그리고 하중전달률에 따른 누적 피로손상의 민감도 분석을 실시하였다. 그 결과 본 연구에서 개발된 모형이 최소-최대응력비 R을 고려하는 기존 모형들의 경향을 개선하여 환경하중을 더욱 합리적으로 반영할 수 있는 것으로 나타났다.

수평하중을 받는 테두리보가 있는 플랫플레이트 시스템의 유효보폭계수 (Effective Beam Width for Flat-Plate Systems Having Edge Beams under Lateral Loads)

  • 한상환;조자옥;박영미
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.213-219
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 수평하중 하의 테두리보가 있는 플랫플레이트 시스템의 해석 방법을 제안 하는 것이다. 플랫플레이트 시스템은 보 없이 기둥이 직접 지지하는 구조로 정의되지만 일반적으로 설계에서는 테두리보를 설치하여 사용하고 있다. 수평하중 하의 플랫플레이트를 해석 할 수 있는 방법으로는 ACI 318 (2005)에서 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 제시하고 있다. 그 중 유효보폭법은 슬래브를 보요소로 치환함으로써 실용적인 해석이 가능하도록 하는 해석 방법이다. 유효보폭법에서의 보 요소는 슬래브와 같은 두께와 실제 슬래브에 대하여 어떠한 비율로 정의되는 유효보폭으로 정의된다. 그러나 유효보폭법에 관한 연구는 기하학적 변수에 대한 연구나 강성 감소 계수에 관한 연구가 일반적이고 테두리보를 고려해 줄 수 있는 유효보폭모델에 관한 연구는 아직 미미한 실정이다. 본 연구에서는 테두리보가 없는 플랫 플레이트 시스템의 횡 강성보다 테두리보가 있는 플랫플레이트 시스템의 횡 강성이 더 큰 강성을 확보하는 것을 검증하였다. 따라서 테두리보의 영향을 고려할 수 있는 플랫플레이트 시스템의 해석 방법이 제시되어야 할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 수평하중에 대한 테두리보가 있는 플랫플레이트의 유효보폭모델을 제안하였다. 제안된 모델의 검증을 위하여 제안된 유효보폭모델의 결과값을 유한요소해석의 결과값과 비교하였다. 또한 제안된 유효보폭모델의 결과값과 기존에 수행된 실험의 결과와 비교하였다.

2경간 연속 I-형교의 하중분배계수 (Load Distribution Factors for Two-Span Continuous I-Girder Bridges)

  • 백성용;신기수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.233-245
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    • 2007
  • AASHTO Standard의 하중분배계수식은 지간과 주형간격이 클수록 안전측으로 나타나지만, 지간과 주형간격이 작으면 비안전측임을 기존의 유한요소 연구에서 밝혀졌다. AASHTO LRFD는 주형간격, 지간, 바닥판 두께, 그리고 종방향 강성에 따른 분배계수식을 규정하고는 있으나, 이 식은 초기에 알려지지 않은 종방향 강성 때문에 정확한 하중분배계수 값을 결정하기 위해서는 반복절차가 요구되어진다. 따라서 본 연구에서는 2경간 연속 I-형교의 내측 및 외측주형에 대하여 반복설계 과정을 필요로 하지 않는 하중분배계수 간략식을 제안한다. 주형간격, 주형길이, 바닥판 두께, 바닥판 폭, 그리고 브레이싱의 간격 및 크기의 영향을 조사하기 위하여 유한요소법을 사용하였다. GTSTRUDL을 사용하여 교량 상부구조를 편심 보모델로 이상화 하였으며, 바닥판은 쉘요소, 거더는 보요소, 그리고 이 요소들의 합성거동을 위하여 강절링크로 연결하였다. 이 해석으로부터 얻은 분배계수를 AASHTO Standard와 LRFD 방법과 비교하였으며, 다른 매개변수들에 비해 거더간격, 지간, 그리고 바닥판 두께는 분배계수에 미치는 영향이 크게 나타났다. 내측주형에서 LRFD의 분배계수는 대부분의 경우에 안전측으로 나타났지만, 외측주형에서는 지간이 길 경우 비안전측으로 나타났다. 또한, 회귀분석을 수행하여 하중분배계수 간략식을 개발하였으며, 이 식에 의한 하중분배계수는 유한요소결과 보다는 항상 안전측이면서, AASHTO LRFD 보다는 일반적으로 작게 나타났다. 제안된 간략식은 2경간 연속 I-형교에 대한 실제 하중분배계수 산정에서 교량설계자들에게 도움을 줄 것이다.

Calculation method and application of natural frequency of integrated model considering track-beam-bearing-pier-pile cap-soil

  • Yulin Feng;Yaoyao Meng;Wenjie Guo;Lizhong Jiang;Wangbao Zhou
    • Steel and Composite Structures
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    • 제49권1호
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    • pp.81-89
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    • 2023
  • A simplified calculation method of natural vibration characteristics of high-speed railway multi-span bridge-longitudinal ballastless track system is proposed. The rail, track slab, base slab, main beam, bearing, pier, cap and pile foundation are taken into account, and the multi-span longitudinal ballastless track-beam-bearing-pier-cap-pile foundation integrated model (MBTIM) is established. The energy equation of each component of the MBTIM based on Timoshenko beam theory is constructed. Using the improved Fourier series, and the Rayleigh-Ritz method and Hamilton principle are combined to obtain the extremum of the total energy function. The simplified calculation formula of the natural vibration frequency of the MBTIM under the influence of vertical and longitudinal vibration is derived and verified by numerical methods. The influence law of the natural vibration frequency of the MBTIM is analyzed considering and not considering the participation of each component of the MBTIM, the damage of the track interlayer component and the stiffness change of each layer component. The results show that the error between the calculation results of the formula and the numerical method in this paper is less than 3%, which verifies the correctness of the method in this paper. The high-order frequency of the MBTIM is significantly affected considering the track, bridge pier, pile soil and pile cap, while considering the influence of pile cap on the low-order and high-order frequency of the MBTIM is large. The influence of component damage such as void beneath slab, mortar debonding and fastener failure on each order frequency of the MBTIM is basically the same, and the influence of component damage less than 10m on the first fourteen order frequency of the MBTIM is small. The bending stiffness of track slab and rail has no obvious influence on the natural frequency of the MBTIM, and the bending stiffness of main beam has influence on the natural frequency of the MBTIM. The bending stiffness of pier and base slab only has obvious influence on the high-order frequency of the MBTIM. The natural vibration characteristics of the MBTIM play an important guiding role in the safety analysis of high-speed train running, the damage detection of track-bridge structure and the seismic design of railway bridge.

Optimization of a sandwich beam design: analytical and numerical solutions

  • Awad, Ziad K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제48권1호
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    • pp.93-102
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    • 2013
  • An optimization work was developed in this work to provide design information for sandwich beam in civil engineering applications. This research is motivated by the wide-range applications of sandwich structures such as; slab, beam, girder, and railway sleeper. The design of a sandwich beam was conducted by using analytical and numerical optimization. Both analytical and numerical procedures consider the optimum design with structure mass objective minimization. Allowable deflection was considered as design constraints. It was found that the optimized core to the skins mass ratio is affected by the skin to core density and elastic modulus ratios. Finally, the optimum core to skin mass ratio cannot be constant for different skin and core materials.

X-밴드 magnetically tunable E-평면형 도파관 여파기 설계 (A design of magnetically tunable X-band E-plane waveguide filters)

  • 이해선;윤상원;장익수
    • 전자공학회논문지D
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    • 제35D권1호
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    • pp.16-26
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    • 1998
  • This paper presents a design methodology for magnetically tunable X-band E-plane type waveguide filters. The proposed design is based on using of quarter wavelength transmission line for compensating the negative length transmission line of end K-inverters of E-plane type waveguide filters. The derived formulae are applied for initial design and the correction method is also provided for final design by considering the frequency dependent characteristic of K-inverters. The analysis results of E-plane pype waveguide structure loaded with ferrite slab are obtained using the edge based finite element method including higher order mode effecets. It is shown that the unilateral finline E-plane type waveguide filter as well as the bilateral finline E-plane type waveguide filter achieves the the manetically tunable characteristic. The X-band experimantal results for bilateral and unilateral finline E-plane type waveguide filters agree well with the simulated data.

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실내도면 작성과 물량산출을 위한 모델 개발에 관한 연구 (A Study on the Model Development for Production of Interior Drawings and estimation of Quantities)

  • 정례화;이승우;추승연
    • 한국실내디자인학회논문집
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    • 제19호
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    • pp.30-37
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    • 1999
  • This study presents a methods on the construction of integrated system for the purpose of automation of design plans, calculation of quantity of materials and estimation by abstracting information on building materials which is produced on the course of three dimension modeling by using computer. Therefore, an object oriented methodology is introduced to compose design informations in three dimension, space for unifying building informations, and expressing properties of building factors and materials, and to construct a database for computers to recognize architecture informations. An object indicates a conceptual individual existing in real world or existence of individual and necessity in composing a building could be called as objects such as column, wall, beam, slab, door and window and these contain materiality and immateriality. It is systemized to which properties of these building's objects are installed by the user of computer and by API(Application Programming Interface), chosen informations automatically converse to each unit work such as design plan structure plan, calculation of amount of materials, etc.

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Design Equation for Punching Shear Capacity of SFRC Slabs

  • Higashiyama, Hiroshi;Ota, Akari;Mizukoshi, Mutsumi
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제5권1호
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    • pp.35-42
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    • 2011
  • In this paper, a design equation for the punching shear capacity of steel fiber reinforced concrete (SFRC) slabs is proposed based on the Japan Society of Civil Engineers (JSCE) standard specifications. Addition of steel fibers into concrete improves mechanical behavior, ductility, and fatigue strength of concrete. Previous studies have demonstrated the effectiveness of fiber reinforcement in improving the shear behavior of reinforced concrete slabs. In this study, twelve SFRC slabs using hooked-ends type steel fibers are tested with varying fiber dosage, slab thickness, steel reinforcement ratio, and compressive strength. Furthermore, test data conducted by earlier researchers are involved to verify the proposed design equation. The proposed design equation addresses the fiber pull-out strength and the critical shear perimeter changed by the fiber factor. Consequently, it is confirmed that the proposed design equation can predict the punching shear capacity of SFRC slabs with an applicable accuracy.

Behavior of Lateral Earth Pressure around the Underpass Constructed by the STS Construction Method

  • Jin, Kyu-Nam;Kim, Hyo-Jin;Sim, Young-Jong
    • 토지주택연구
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    • 제7권4호
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    • pp.271-279
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    • 2016
  • Recently developed trenchless construction methods ensure stability for the ground settlement by inserting steel pipes along the underpass section and integrating steel pipes before ground excavation to form pipe-roof. This study is to confirm the reinforcing effect of pipe-roof by measuring lateral earth pressure acting on the underpass constructed by the STS (Steel Tube Slab) construction method. For this purpose, lateral earth pressure was measured at the left and right side of the pipe-roof after installing earth pressure cells. As a result, lateral earth pressure was measured with considerable reduction because the integrated pipe-roof shared surcharge. Therefore, economic design for the underpass could be expected by sharing design load by pipe-roof. In addition, construction cost was analyzed according to the design-load sharing ratio by pipe-roof. As pipe-roof shares design load by 40%, the total construction cost can decrease by almost 10% in the case of four-lane underpass.