• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.213-220
• /
• 2015

본 논문에서는 CFT 구조의 강관과 내부 충전 콘크리트 간 복합거동을 유한요소해석 시 적절하게 반영하기 위해 강관과 콘크리트 간 부착 슬립관계 묘사를 위한 알고리즘을 제시하였다. 내부 충전 콘크리트에 축방향 하중 발생 시, 강관과 콘크리트 간 마찰로 인해 강관으로 하중이 전달되며, 이에 따른 강관 슬립량과 힘의 평형관계를 통해 등가강성을 통해 부착관계를 파악할 수 있다. 실제 원형 CFT 부재의 부착응력 실험을 통해 측정된 수직 및 수평 방향 응력 분포 결과와 제안된 해석 기법을 통해 산정된 응력 분포의 비교를 통해 제안된 해석 기법의 타당성을 검증하였다. 또한 비선형 유한요소해석 시 강관과 콘크리트의 부착 거동 묘사에 따라 CFT 기둥의 거동 특성에 영향을 미치게 되므로 축방향 하중이 작용하는 CFT 부재 실험 결과와 제안된 부착-슬립 모델을 반영한 유한요소해석 결과의 하중-변위 곡선 관계 비교를 통해 제안된 기법의 적합성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2020

일반라멘가교의 거동에 영향을 미치는 여러 하중들 중에서 온도하중은 중요한 하중임에도 불구하고 이에 대한 충분한 검토가 부족한 실정이다. 일반라멘가교의 온도하중에 의한 응력을 감소시키기 위해서는 열변형으로 인한 거더의 수평변위는 자유롭고, 발생내력은 최소가 되도록 하여야 한다. 슬라이딩가교는 일반라멘가교와 달리 온도하중으로 인한 축방향 변형을 허용하여 축응력을 감소시키고 휨응력은 전달시키는 구조이다. 본 연구는 슬라이딩거더를 가진 라멘가교의 온도거동과 구조효율성을 일반라멘가교와 비교하여 분석하였다. 분석을 위하여 경간장 10, 20, 30, 40m, 교각높이 2, 4, 6m의 경우에 대하여 일반라멘가교와 슬라이딩가교의 구조해석을 수행하였다. 하중은 연직 고정하중과 축방향 온도하중을 재하하고, 마찰계수는 매끄러운 상태와 윤활상태의 중간인 0.4를 적용하였다. 구조해석결과 슬라이딩가교는 온도하중 증가에 관계없이 경간장 증가에 따라 응력이 증가하며 일반라멘가교는 온도가 증가하거나 경간장이 증가할수록 응력이 증가하였다. 일반라멘가교에 비해 슬라이딩가교의 거더 중앙부 응력은 20에서 50%, 교각 하단부 응력은 50에서 90% 감소하였다. 따라서 온도하중이 작용하는 슬라이딩가교는 축응력이 감소하며 동일 제원의 일반라멘가교와 비교하여 구조효율성을 확보할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.179-186
• /
• 2004

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향가지를 고려한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 파랑이 심해역에서 수심이 얕은 천해역으로 이동함에 따라, 파랑의 기본적 특성이 변하며, 파에너지는 천해역과 섬, 해안 보호 구조물, 불규칙한 연안 경계와 다른 지리적 특징에 의하여 파봉선을 따라 재분산된다. 또한, 쇄파가 발생하는 쇄파대에서나, 해안선 및 구조물의 경계에서터 반사된 파가 그 입사파와 상호 작용을 하는 영역을 통과하면서 급격한 변화를 일으킨다. 완경사방정식 파랑모델의 현장 적용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 파랑변환과정을 이해하는데 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 영일만 신항만의 건설이 이루어질 영일만 내의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 확장완경사방정식 파랑모델을 구성하고, 신항건설 전,후의 해면변동과 신항만 개발에 따른 포항 구항해역 및 포항 신항해역 등 인접해역에서의 정온도 변화를 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 광역항만권 개발에서 쉽게 누락시킬 수 있는 기존항만에 대한 파생적 영향을 반드시 분석하도록 하는 계기가 될 것으로 본다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.421-428
• /
• 2004

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향까지를 고러한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 파랑이 심해역에서 수심이 말은 친해역으로 이동함에 따라. 파랑의 기본적 특성이 변하며, 파에너지는 천해역과 섬, 해안 보호 구조물, 불규칙한 연안 경계와 다른 지리적 특징에 의하여 파봉선을 따라 재분산된다. 또한, 쇄파가 발생하는 쇄파대에서나, 해안선 및 구조물의 경계에서 반사된 까가 그 입사파와 상호 작용을 하는 영역을 통과하면서 격한 변화를 일으킨다. 완경사방정식 파랑모델의 현장 적용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 파창변환과정을 이해하는데 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 영일만 신항만의 건설이 이루어질 영일만 내의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 확장완경사방정식 파람모델을 구성하고, 신항건설 전,후의 해면변동과 신항만 개발에 따른 포항 구항해역 및 포항 신항해역 등 인접해역에서의 정온도 변화를 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 광역항만권 개발에서 쉽게 누락시킬 수 있는 기존항만에 대한 파생적 영향을 반드시 분석하도록 하는 계기가 될 것으로 본다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.67-74
• /
• 2017

PURPOSES : In this study, a three-dimensional nonlinear finite element analysis (FEA) model for airport concrete pavement was developed using the commercial program ABAQUS. Users can select an analysis method and set the range of input parameters to reflect actual conditions such as environmental loading. METHODS : The geometrical shape of the FEA model was chosen by considering the concrete pavement located in the third-stage construction site of Incheon International Airport. Incompatible eight-node elements were used for the FEA model. Laboratory test results for the concrete specimens fabricated at the construction site were used as material properties of the concrete slab. The material properties of the cement-treated base suggested by the Federal Aviation Administration(FAA) manual were used as those of the lean concrete subbase. In addition, preceding studies and pavement evaluation reports of Incheon International Airport were referred for the material properties of asphalt base and subgrade. The kinetic friction coefficient between the concrete slab and asphalt base acquired from a preceding study was used for the friction coefficient between the layers. A nonlinear temperature gradient according to slab depth was used as an input parameter of environmental loading, and a quasistatic method was used to analyze traffic loading. The average load transfer efficiency obtained from an Heavy falling Weight Deflectomete(HWD) test was converted to a spring constant between adjacent slabs to be used as an input parameter. The reliability of the FEA model developed in this study was verified by comparing its analysis results to those of the FEAFAA model. RESULTS : A series of analyses were performed for environmental loading, traffic loading, and combined loading by using both the model developed in this study and the FEAFAA model under the same conditions. The stresses of the concrete slab obtained by both analysis models were almost the same. An HWD test was simulated and analyzed using the FEA model developed in this study. As a result, the actual deflections at the center, mid-edge, and corner of the slab caused by the HWD loading were similar to those obtained by the analysis. CONCLUSIONS : The FEA model developed in this study was judged to be utilized sufficiently in the prediction of behavior of airport concrete pavement.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.772-781
• /
• 2020

직접전단 부재의 전단강도는 전단마찰 유사론에 근거하여 콘크리트 계면에 수직 또는 경사로 배치된 철근의 전단전달에 의해 외력에 저항하며, 철근 단면적의 크기에 비례한다. 현행 콘크리트구조기준에서도 전단마찰 유사론에 근거한 경험식을 사용하고 있으며, 콘크리트 합성보의 수평전단 영역에도 동일한 전단강도 산출방법을 적용한다. 그러나 전단철근량이 많은 부재의 경우에는 이러한 경험식을 통해 구해진 전단강도는 시험체의 실측값과 비교하여 낮은 값을 나타낸다. 이 논문에서는 응력장 이론을 이용하여 기존 철근콘크리트 거더 위에 새로 타설된 합성보의 극한한계상태를 정의하고, 콘크리트의 인장증강효과 및 2축 응력 상태의 최대 압축강도의 변화를 고려할 수 있는 재료구성식을 적용한 전단강도 산정방법을 제안하였다. 또한 설계기준의 전단마찰 강도식과 유사하게 콘크리트 스트럿 유효압축강도를 고려할 수 있는 단순화된 수평전단강도 평가식을 제안하였다. 기존 문헌에 수록된 수평전단파괴를 유발하도록 제작된 합성보의 실험결과 및 설계기준 규정과 비교를 통하여 강도 산출방법의 타당성 및 제안식의 적용성을 검증하였다. 검증 결과, 전단철근비에 따라 전단강도 예측값에 차이가 발생하는 설계기준의 규정들과 다르게, 전단철근의 항복을 수반하는 경우에는 대체적으로 실험결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다.

• 광물과 암석
• /
• 제36권2호
• /
• pp.95-106
• /
• 2023

석영(SiO₂)은 지각의 암석을 형성하는 주요 광물 중의 하나이다. SiO₂의 원자 구조는 다양한 마찰 과정에서 변화할 수 있다. 비정질화, 수화 및 실리카겔 형성을 수반하는 석영 암석의 마찰 감소는 지진 및 관련 현상에 대한 광물학적 통찰력을 제공한다. 볼 밀링과 회전 전단 실험을 이용하여 상기 현상의 광물학적 기원이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 밀링 과정에서의 다양한 변수를 고려하여 SiO₂의 비정질화를 위한 볼 밀링의 최적 실험 조건을 결정하였다. 높은 밀링 속도에서 볼 밀링 시간이 증가함에 따라 SiO₂의 결정도는 점차 감소하여 비정질화되었다. 밀링 매체의 마모 정도와 SiO₂의 비정질화에 미치는 영향은 서로 다른 밀링 재료(ZrO₂, stainless steel)를 사용하여 분석하였다. 밀링 시간이 증가함에 따라 볼의 마모량이 증가하였다. 또한 볼에서 마모된 스테인리스스틸 입자는 비정질화되는 SiO₂와 상호작용하여 Si-O-Cr을 형성하는 경향이 있다. 이러한 결과는 SiO₂와 같이 비교적 경도가 높은 다양한 물질들의 볼 밀링에 의한 원자 구조의 변화 과정을 이해하고, 다양한 지질학적 마찰 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제51권5호
• /
• pp.435-441
• /
• 2014

Silicon carbide-based ceramics and their composites have been studied for application to fusion and advanced fission energy systems. For fission reactors, $SiC_f$/SiC composites can be applied to core structural materials. Multilayered SiC composite fuel cladding, owing to its superior high temperature strength and low hydrogen generation under severe accident conditions, is a candidate for the replacement of zirconium alloy cladding. The SiC composite cladding has to retain its mechanical properties and original structure under the inner pressure caused by fission products; as such it can be applied as a cladding in fission reactor. A hoop strength test using an expandable polyurethane plug was designed in order to evaluate the mechanical properties of the fuel cladding. In this paper, a hoop strength test of the multilayered SiC composite tube for nuclear fuel cladding was simulated using FEA. The stress caused by the plug was distributed nonuniformly because of the friction coefficient difference between the inner surface of the tube and the plug. Hoop stress and shear stress at the tube was evaluated and the relationship between the concentrated stress at the inner layer of the tube and the fracture behavior of the tube was investigated.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제36권11호
• /
• pp.51-60
• /
• 2020

횡방향의 토압에 저항하는 앵커블록, 흙막이 가설벽체, 레이커 지지블록 등에서 수동토압 산정은 중요한 요소이다. 실무에서는 사용의 편의성으로 인하여 파괴면을 직선으로 가정한 Coulomb과 Rankine의 이론을 사용하여 토압을 산정하는 것이 일반적이다. 하지만 실제 발생하는 수동파괴면은 벽면과 지반의 마찰로 인하여 벽체부근에서는 곡면이고 지표부근에서는 평면이 되는 복합파괴면을 형성한다. 흙막이 구조물의 안정검토에서 저항력으로 산정되는 수동토압이 발생되는 변위는 주동토압이 발생되는 주동변위 보다 커 대부분 구조물의 안정성을 초과하는 변위가 발생하여야 수동토압의 저항력이 발휘되므로 수동토압을 설계에 적용하기 위해서는 허용변위 이내의 임의변위에서 발휘되는 수동측토압의 산정이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 복합파괴면을 반영한 한계변위 내의 임의 변위에서 발휘되는 수동측토압을 산정할 수 있는 반경험식을 활용하여 벽체의 세 가지 거동조건에 따라 임의 변위에서 발휘되는 수동토압을 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제63권6호
• /
• pp.713-723
• /
• 2017

As a new type of ballastless track, longitudinal continuous slab track (CST) has been widely used in China. It can partly isolate the interaction between the ballastless track and the bridge and thus the rail expansion device would be unnecessary. Compared with the traditional track, CST is composed of multi layers of continuous structures and various connecting components. In order to investigate the performance of CST on a long-span bridge, the spatial finite element model considering each layer of the CST structure, connecting components, bridge, and subgrade is established and verified according to the theory of beam-rail interaction. The nonlinear resistance of materials between multilayer track structures is measured by experiments, while the temperature gradients of the bridge and CST are based on the long-term measured data. This study compares the force distribution rules of ballasted track and CST as respectively applied to a long span bridge. The effects of different damage conditions on CST structures are also discussed. The results show that the additional rail stress is small and the CST structure has a high safety factor under the measured temperature load. The rail expansion device can be cancelled when CST is adopted on the long span bridge. Beam end rotation caused by temperature gradient and vertical load will have a significant effect on the rail stress of CST. The additional flexure stress should be considered with the additional expansion stress simultaneously when the rail stress of CST requires to be checked. Both the maximum sliding friction coefficient of sliding layer and cracking condition of concrete plate should be considered to decide the arrangement of connecting components and the ultimate expansion span of the bridge when adopting CST.