• Advances in Computational Design
• /
• 제4권1호
• /
• pp.53-72
• /
• 2019

Safety measures for tower cranes are extremely important among the seismic countermeasures at high-rise building construction sites. In particular, the collapse of a tower crane from a high position is a very serious catastrophe. An example of such an accident due to an earthquake is the case of the Taipei 101 Building (the author was the project director), which occurred on March 31, 2002. Failure of the bolted joints of the tower-crane mast was the direct cause of the collapse. Therefore, it is necessary to design for this eventuality and to take the necessary measures on construction sites. This can only be done by understanding the precise dynamic behavior of mast joints during an earthquake. Consequently, we created a new hybrid-element model (using beam, shell, and solid elements) that not only expressed the detailed behavior of the site joints of a tower-crane mast during an earthquake but also suppressed any increase in the total calculation time and revealed its behavior through computer simulations. Using the proposed structural model and simulation method, effective information for designing safe joints during earthquakes can be provided by considering workability (control of the bolt pretension axial force and other factors) and less construction cost. Notably, this analysis showed that the joint behavior of the initial pretension axial force of a bolt is considerably reduced after the axial force of the bolt exceeds the yield strength. A maximum decrease of 50% in the initial pretension axial force under the El Centro N-S Wave ($v_{max}=100cm/s$) was observed. Furthermore, this method can be applied to analyze the seismic responses of general temporary structures in construction sites.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제45권3호
• /
• pp.409-423
• /
• 2022

Nowadays, there is a high demand for great structural implementation and multifunctionality with excellent mechanical properties. The porous structures reinforced by graphene platelets (GPLs) having valuable properties, such as heat resistance, lightweight, and excellent energy absorption, have been considerably used in different engineering implementations. However, stiffness of porous structures reduces significantly, due to the internal cavities, by adding GPLs into porous medium, effective mechanical properties of the porous structure considerably enhance. This paper is relating to vibration analysis of fluidconveying cantilever porous graphene platelet reinforced (GPLR) pipe with fractional viscoelastic model resting on foundations. A dynamical model of cantilever porous GPLR pipes conveying fluid and resting on a foundation is proposed, and the vibration, natural frequencies and primary resonant of such a system are explored. The pipe body is considered to be composed of GPLR viscoelastic polymeric pipe with porosity in which Halpin-Tsai scheme in conjunction with the fractional viscoelastic model is used to govern the construction relation of nanocomposite pipe. Three different porosity distributions through the pipe thickness are introduced. The harmonic concentrated force is also applied to the pipe and the excitation frequency is close to the first natural frequency. The governing equation for transverse motions of the pipe is derived by the Hamilton principle and then discretized by the Galerkin procedure. In order to obtain the frequency-response equation, the differential equation is solved with the assumption of small displacement, damping coefficient, and excitation amplitude by the multiple scale method. A parametric sensitivity analysis is carried out to reveal the influence of different parameters, such as nanocomposite pipe properties, fluid velocity and nonlinear viscoelastic foundation coefficients, on the primary resonance and linear natural frequency. Results indicate that the GPLs weight fraction porosity coefficient, fractional derivative order and the retardation time have substantial influences on the dynamic response of the system.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제60권4호
• /
• pp.213-221
• /
• 2023

The demand for Liquefied Natural Gas (LNG) carriers and LNG-fueled ships has significantly increased in recent years due to the sulfur-oxide emission regulations by the International Maritime Organization (IMO). The main goal of this paper is to introduce the process for the Engineering Critical Assessment (ECA) of IMO independent type-B cargo tanks made from 9% nickel alloy. A methodology proposed by the British Standard was used to conduct ECA for any structure with initial flaws. Based on this standard, a Matlab code was developed to perform ECA. Coarse mesh Finite Element Analysis (FEA) was performed on an independent type-B LNG cargo tank with a capacity of 15,000 m³. The location with the highest development of maximum principal stress was identified at the bottom of the cargo tank. Fine mesh FEA was performed to obtain the stress range required for ECA. The dynamic cargo tank loads used for FEA were determined using some ship rules presented by Det Norske Veritas. As a result of performing a 20-year long-term crack propagation analysis with a semi-elliptical surface crack, the fracture-to-yield ratio exceeded the Fracture Assessment Line (FAL) and some structural reinforcement was necessary. Performing a 15-day short-term crack propagation analysis, the fracture-to-yield ratio remained within the FAL, and no significant LNG leaks were expected. This paper is believed to provide a guide for performing ECA of LNG cargo tanks in the future by providing the basic theory and application sample necessary to perform ECA.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제31권3호
• /
• pp.213-227
• /
• 2023

A passive prismatic-shaped isolation platform (PIP) is proposed to realize enhanced quasi-zero stiffness (QZS) effect. The design concept uses a horizontal spring to produce a tunable negative stiffness and installs oblique springs inside the cells of the prismatic structure to provide a tunable positive stiffness. Therefore, the QZS effect can be achieved by combining the negative stiffness and the positive stiffness. To this aim, firstly, the mathematical modeling and the static analysis are conducted to demonstrate this idea and provide the design basis. Further, with the parametric study and the optimal design of the PIP, the enhanced QZS effect is achieved with widened QZS range and stable property. Moreover, the dynamic analysis is conducted to investigate the vibration isolation performance of the proposed PIP. The analysis results show that the widened QZS property can be achieved with the optimal designed structural parameters, and the proposed PIP has an excellent vibration isolation performance in the ultra-low frequency due to the enlarged QZS range. Compared with the traditional QZS isolator, the PIP shows better performance with a broader isolation frequency range and stable property under the large excitation amplitude.

• 농업과학연구
• /
• 제50권4호
• /
• pp.629-643
• /
• 2023

The purpose of this study was to examine the effectiveness and efficiency of a policy by comparing and analyzing the impact of the rice market isolation system and production adjustment system (strategic crops direct payment system that induces the cultivation of other crops instead of rice) on rice supply, rice price, and government's financial expenditure. To achieve this purpose, a rice supply and demand forecasting and policy simulation model was developed in this study using a partial equilibrium model limited to a single item (rice), a dynamic equation model system, and a structural equation system that reflects the casual relationship between variables with economic theory. The rice policy analysis model used a recursive model and not a simultaneous equation model. The policy is distinct from that of previous studies, in which changes in government's policy affected the price of rice during harvest and the lean season before the next harvest, and price changes affected the supply and demand of rice according to the modeling, that is, a more specific policy effect analysis. The analysis showed that the market isolation system increased government's financial expenditure compared to the production adjustment system, suggesting low policy financial efficiency, low policy effectiveness on target, and increased harvest price. In particular, the market isolation system temporarily increased the price during harvest season but decreased the price during the lean season due to an increase in ending stock caused by increased production and government stock. Therefore, a decrease in price during the lean season may decrease annual farm-gate prices, and the reverse seasonal amplitude is expected to intensify.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제57권6호
• /
• pp.371-383
• /
• 2024

회복력의 정량화방법과 정의는 다양하며 많은 분야에서 연구되어지고 있다. 하지만 이러한 다양성은 회복력의 의미, 지표 등에서 해석의 차이를 유발하여 회복력 평가 시 긍정적이지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 회복력 평가의 일관성 있는 기준이 필요하며 본 연구에서는 회복력 평가에 있어 고려해야될 정의와 회복력의 사회·구조적 평가방법을 네트워크 분석을 통해 검토하였다. 다양한 회복력 정의의 분석을 통해 도시침수분야에서 의 회복력을 정의하였으며 회복력을 정적 및 동적 회복력으로 구별하여 일관성 있는 속성별 평가 방법을 제시하였다. 그리고 과거 침수흔적도를 활용하여 회복력을 도입함으로써 얻을 수 있는 경제적인 효과를 분석하였다. 평가지역의 대부분은 낮음등급으로 나타났으며 최대 약 96억원의 복구 비용이 발생하였다. 향후 통일된 기준의 회복력평가를 통한 2차적인 파급효과에 대한 연구가 수행된다면 도시침수 관리정책 내 의사결정 단계 등에서 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제33권2호
• /
• pp.145-163
• /
• 2024

The evaluation of dynamic characteristics of bridges under operational traffic loads is a crucial aspect of bridge structural health monitoring. In the vehicle-bridge interaction (VBI) system, the vibration responses of bridge exhibit time-varying characteristics. To address this issue, an accurate time-frequency analysis method that combines the autoregressive power spectrum based empirical wavelet transform (AR-EWT) and local maximum synchrosqueezing transform (LMSST) is proposed to identify the time-varying instantaneous frequencies (IFs) of the bridge in the VBI system. The AR-EWT method decomposes the vibration response of the bridge into mono-component signals. Then, LMSST is employed to identify the IFs of each mono-component signal. The AR-EWT combined with the LMSST method (AR-EWT+LMSST) can resolve the problem that LMSST cannot effectively identify the multi-component signals with weak amplitude components. The proposed AR-EWT+LMSST method is compared with some advanced time-frequency analysis techniques such as synchrosqueezing transform (SST), synchroextracting transform (SET), and LMSST. The results demonstrate that the proposed AR-EWT+LMSST method can improve the accuracy of identified IFs. The effectiveness and applicability of the proposed method are validated through a multi-component signal, a VBI numerical model with a four-degree-of-freedom half-car, and a VBI model experiment. The effect of vehicle characteristics, vehicle speed, and road surface roughness on the identified IFs of bridge are investigated.

• 전산구조공학
• /
• 제7권3호
• /
• pp.95-103
• /
• 1994

원자력발전소 부품중 안전과 관련된 구조물은 지진하중하에서 그 건전성을 유지하도록 설계되어야 한다. 그중 원자로내부구조물부품은 1차 내진분류에 속하는 것으로써 지진하중하에서의 건전성이 발전소 안전과 경제적인 관점에서 매우 중요하다. 지금까지 이러한 원자로내부구조물의 모델링에 대해서는 여러 사람들에 의해 연구되고 발표되었으나, 본 논문에서는 국내 발전소 중에서 Turn-jey base로 건설되어 이미 가동 중에 있는 영광 1&2호기의 원자로내부구조물에 대한 안전정지지진하의 거동을 Global Beam Model이라는 단순화된 모델을 이용하여 분석하였다. 이 모델의 설정을 위해서 주요부품들을 double pendulum의 보요소로 표현하였고, 이들 주요부품들의 특성해석을 범용유한 요소해석 코드인 ANSYS에 의해 구하여 이를 상부 및 하부에서 간격을 갖는 비선형 스프링으로 모델링하였다. 또한 이 비선형 스프링뿐만아니라 원자로용기와 원자로내부구조물부품들 사이의 유체동적현상을 묘사한 유체동력학적 coupling에 의해 pendulum의 보요소를 서로 연결시켜 모델링을 하였다. 가진자료인 안전정지하중은 영광 1&2호기의 원자로용기 지지부에 가해지는 응답스펙트럼을 시간이력함수로 바꾸었으며, 이 모델과 간진 하중을 가지고 비선형해석 code인 KWUSTOSS의 explicit Runge-Kutta-Gills algorithm을 이용하여 적분을 수행하므로써 안전정지지진하의 원자로 내부구조물에 대한 거동을 구하여 이 구조물의 주요부품에 대한 내진검증 및 구조물 내부에 있는 핵연료집합체의 내진 해석을 위한 입력자료를 확보할 수 있었다. 그리고 본 연구에서 사용된 Globa Beam Model의 간편성 및 효율성과 explicit Runge-Kutta-Gills algorithm에 대한 경제성을 확인할 수 있었다.파악되었 다. 그 외에도 '옥외공간이용 편리'(outdoor or recreation convenience)와 ' 이웃만족'(satisfaction with neighbors), 그리고 '주거환경 유형'(building type, building arrangement type)등도 유의한 인과적 관련을 보이므로써, 기존 문헌들이 제시하고 있는 것보다 훨씬 다양한 변수들이 다양한 경로를 통해 거주자 시각만족의 영향인자가 될 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 가설 변수의 하나인 '길찾기의 난이 정도'(difficulty of way-finding)와 종 속변수간에 유의한 관련도가 나타나지 않은 이유로 길찾기 변수가 '시각만 족'보다는 거주자의 '안전만족'(safety)과 관련된 변수일 가능성도 아울러 지적되었다. 본 연구의 결과로부터, 주거 계획 및 설계분야 그리고 추후 관 련 연구 분야를 위한 여러 제안들이 제시되었다.에 관한 국가 규격은 국제 규격에서 저술한 바와 같이 특별히 규정된 것이 없고 VDE(Verband Deutscher Elektrotechniker: 서독전기기술 협회)와 SAE(Society of Automotive Engi- neers: 자동차 기술자 협회)에서 비교적 활발하고 Jaso(Japanese Automobile Standards Organization: 일본 자동차 표준협회)에서 많이 진행중에 있다. 본 고에서는 자동차의 전자제어에 따른 잡음 발생 요인과 전자파 간섭 관련 자동차 규격과 시험평가 방법에 대해 간단히 소개 하였다.저하에 저해요인으로서가 아니라, 인위적이던 자연적이던 간에 아들만 두면 단산하는 현행의 출산풍토하에서는 남아선호관이 오히려 출산력저하에 결정적으로 작용하고 있다고 하겠다. 태아의 성 판별을 통한 선택적 인공임신중절의 건수는 1990년 한해에

• 한국경제지리학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.34-48
• /
• 2017

본 연구의 목적은 경기도 고양시와 성남시 지역경제 성장에 영향을 미친 특화 차별화된 산업의 성장과 고용창출효과의 변화를 파악하는 것이다. 이를 위해 두 지역의 산업별 입지계수를 산출하고 동태적 변이 할당분석을 실시하여 지역산업의 구조 변화와 성장요인을 분석하였다. 수도권 1기 신도시구역이 포함된 고양시와 성남시는 지난 20여 년간 서울의 주거기능을 담당한 베드타운에서 점차 지식서비스 활동의 신흥 집적지로 입지가 강화되면서 지역산업의 기반을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 특히 지식서비스업종 중 고양시는 의료보건과 관광레저 부문, 성남시는 정보서비스와 과학기술 부문에서 수도권여타지역 대비 산업의 특화도와 경쟁력을 확보하였고, 두 지역 모두 음식숙박과 교육서비스 부문에서 지속적으로 고용을 창출하였다. 저성장 시대 지역자체의 산업 성장력에 의한 고용효과를 유지하고 확대하기 위해 지역별 특화산업 및 상대적 우위를 갖는 산업의 세부업종별 집중 육성에 지역경제주체들의 협력과 지원이 고려되어야 할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.523-535
• /
• 2014

현 내진기준의 근간인 역량설계법(capacity design)에 의할 때, 중심가새골조의 내진설계는 기둥 및 보부재는 탄성부재로, 가새부재는 반복적인 인장과 압축을 통해 지진에너지를 소산하는 비탄성 부재로 설계되어야 한다. 가새부재는 에너지를 소산하는 과정에서 기둥부재에 추가적인 축력을 유입시키므로, 이 추가 축력을 고려하여 기둥부재를 탄성설계해야 한다. 현행 기준은 중심가새골조의 기둥부재 설계시 전층의 가새가 동시에 인장항복 및 좌굴하는 가장 보수적인 상황을 가정하여 기둥의 축력을 산정하거나 특별지진하중에 대해 기둥을 설계하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 전층의 가새가 동시에 좌굴할 가능성은 희박하며, 특별지진하중에는 시스템 초과강도라는 경험적이고 우회적인 요소가 도입되었다는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 몇몇 선행 관련 연구들 역시 가새의 좌굴을 명시적으로 고려하지 못하였을 뿐더러 역학적 근거도 희박하다. 최근에 행해진 연구 중에서 역 V형 중심 가새골조를 대상으로, 기존의 기둥축력 산정법이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기둥축력 산정법이 제안된 바가 있다. 하지만 역 V형 중심 가새골조와 X형 중심 가새골조의 하중전달 메커니즘은 상이하기 때문에 이 축력산정법을 X형 가새골조에 그대로 적용할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 X형 중심가새골조만의 역학적 특성을 고려한 네 가지의 기둥축력 산정법을 제안하였다. 특히 모달질량을 가중치로 고려하여 고차모드의 영향을 반영할 수 있는 새로운 방안을 제시하였다. 방대한 지진데이터를 입력으로 한 비선형 동적해석을 수행하여 제시된 방안의 타당성을 평가하였다.