• 제목/요약/키워드: Tension member

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강사장교 비선형거동과 하모니 서치 알고리즘에 기반한 사장교 구성 단면 결정 (Determination of Structural Member Section based on Nonlinear Behaviors of Steel Cable-Stayed Bridges and Harmony Search Algorithm )

  • 마상수;권태윤;이원홍;안진희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.1-12
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    • 2024
  • 본 연구에서는 강사장교의 비선형 거동과 하모니 서치 알고리즘에 기반한 사장교 부재 단면 결정 방법을 제시하였다. 하모니 서치 알고리즘은 초기값 설정, 하모니 메모리 초기화, 새로운 하모니 메모리 구성 및 하모니 메모리 업데이트의 과정을 반복하여 최적값을 탐색함으로써 사장교 부재 단면을 결정한다. 하모니 서치 알고리즘으로 선정된 주요 부재 단면으로 3차원 강사장교의 비선형 초기형상해석을 수행하였으며, 초기장력과 형상을 고려하여 복잡한 거동특성과 각 부재의 비선형성을 반영한 사장교 주요 부재인 주탑, 보강거더, 가로보 및 케이블의 최적 단면을 결정하였다. 사장교 주요 부재의 단면 결정을 위한 목적함수로는 전체 중량을 사용하였으며, 제약조건으로 한계상태설계법을 바탕으로 하중저항능력과 사용성에 대한 제약조건식 및 보강거더와 가로보 단면의 폭과 높이의 비율을 추가적인 제약조건으로 고려하고, 주탑, 보강거더 및 가로보의 기하 및 재료 비선형성과 케이블 부재의 비선형성에 따라 부재 단면을 결정할 수 있도록 하였다. 최적 단면 결정 결과, 제안한 해석 방법은 사장교의 다양한 설치조건에 따라 최적 단면을 결정할 수 있으며, 비선형성을 고려한 사장교 부재 단면제원을 하모니 서치 기법을 통하여 결정할 수 있음을 확인하였다.

현수교 PPWS 가설중 형상관리를 위한 PPWS 새그 및 장력민감도 산정법 개발 (Development of Sag and Tension Sensitivity Estimation Method for Configuration Control under PPWS Erection in a Suspension Bridge)

  • 정운;서주원;이원표
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권5A호
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    • pp.255-266
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    • 2012
  • 현수교 주케이블은 완성시 교량의 구조적 건전성을 나타내는 중요한 지표이다. 주케이블은 가설완료시 자유 매달림(free hanging) 상태의 형상이 되며 교량완성시 행어, 보강형 등의 고정하중을 지지하여 가설완료시 형상과는 차이가 발생한다. 따라서, 주케이블의 가설완료시 형상이 교량완성시 형상에 직접적인 영향을 미치므로 가설중 형상관리가 매우 중요하다. 주케이블의 가설중 형상관리는 중앙 및 측경간은 새그조정으로, 정착경간은 장력조정으로 수행된다. 새그조정은 새그조절량에 대한 스트랜드 길이 조절량을 나타내는 산정값인 새그민감도가 필요하며 장력조정은 온도변화에 대한 장력변화량을 나타내는 장력민감도가 필요하다. 이에 본 연구에서는 케이블 형상가정에 따라 유도된 기본식과 이로부터 도출된 미분 관계식으로부터 새그 및 장력민감도를 산정하는 방법을 제안하였다. 그리고, 다양한 새그변화 요인에 대해 현수선 기본식을 사용한 비선형 수치해석 새그민감도 계산 흐름도를 제안하여 미분관계식을 적용한 새그민감도 결과와 비교하였다. 또한, 각 새그변화 요인이 복합적으로 발생함으로 이를 고려하여 케이블의 최종 새그변화량을 산정하는 방법을 제안하였다. PPWS 공법으로 시공중인 실교량을 대상으로 PPWS의 길이변화 및 온도변화, 경간장변화 등의 다양한 시공여건의 변화에 따른 새그 및 장력민감도를 산정하였다. 본 연구내용이 주케이블 가설중 형상관리 방법에 대한 체계적인 지침이 되기를 바라며, 향후 실교 현장적용 및 실증에 의해 완성도를 높일 것이다.

비선형 부착 특성에 기반한 철근콘크리트 부재의 인장증강효과 모델 (Modeling of Tension Stiffening Effect Based on Nonlinear Bond Characteristics in Structural Concrete Members)

  • 이기열;하태관;김우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.745-754
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    • 2007
  • 이 논문은 철근콘크리트 구조 부재의 인장증강효과에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 이 모델의 정식화를 위해 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력과 미끌림 특성과 쪼갬균열의 영향을 고려하였다. 균열 안정화 단계에서의 철근 경계면 미끌림 분포를 선형으로 가정하고, 균열이 발생한 부재의 중앙 단면에서 콘크리트의 분담력이 일정하다는 조건을 CEB-FIP Model Code 1990 및 Eurocode 2에서 제시하고 있는 부착응력-미끌림 관계에 적용하였다. 이로부터 균열 안정화단계에서 부착응력에 의해 철근의 매입길이 방향으로 변화하는 철근의 변형률과 콘크리트 분담력을 계산할 수 있는 평형방정식을 유도하고, 변형적합조건을 고려하여 철근의 평균 변형률과 콘크리트 평균 분담력으로 동시에 표현이 가능한 인장강성 계수를 제안하였다. 이로부터 새롭게 정식화된 인장증강효과 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험 자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

초고강도 강섬유보강 철근콘크리트의 인장강화 모델 및 적용 (Tension-Stiffening Model and Application of Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete)

  • 곽효경;나채국;김성욱;강수태
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권4A호
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    • pp.267-279
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    • 2009
  • 이 논문에서는 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물의 단조증가 하중에서 비선형 해석모델을 소개하고 있다. 일반콘크리트에 비해 압축강도와 인장강도가 증가한 초고강도 강섬유보강 콘크리트는 그 거동이 일반콘크리트와 다른 특성을 가지고 있다. 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 해석을 하기에 앞서 실험결과를 이용하여 압축영역에서 응력-변형률, 관계를 회귀분석을 통하여 유추하였고, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 구조물 거동의 정확한 예측을 위하여 등가일축 응력-변형률 관계를 이용하였다. 또한 균열의 진전에 따른 균열각을 모사하기 위해 평면응력 요소를 이용하였고, 분산철근모델을 이용하여 해석에 적용하였다. 한편, 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트의 인장영역에서 응력-변형률 관계를 정의하기 위해 철근과 콘크리트의 부착응력-부착슬립 관계와 강섬유의 영향 등을 고려한 새로운 인장강화 모델을 제안하고 있다. 끝으로 제안된 알고리즘과 응력-변형률 관계 및 인장강화 모델을 한국건설기술연구원에서 실험한 초고강도 강섬유보강 철근콘크리트 부재에 대한 수치해석을 수행하여 실험결과와 비교, 평가하였다.

아치형 비닐하우스 구조의 안정성 연구 (A Study on Stability of Arch-Type Vinyl House Structures)

  • 정환목;윤석호
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.81-88
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    • 2014
  • Construction of vinyl house structures is increasing because they do not have a large cross section as non-permanent structures. Vinyl house structures are apt to collapse by snow load because they have a small size member as a temporary building. Therefore, it is very important to ensure not only the stiffness of the individual member, but also the overall stability of three-dimensional arch-type vinyl house structures. The purpose of this study is to estimate the stability of arch-type vinyl house structures that have a various curvature under the vertical load such as snow load. As a result of the study, the buckling load of V27 model is the largest, and the values of buckling load have a tendency to increase with increasing H(height of arch) in the case of $H{\leq}2.75m$, but to decrease with increasing H in the case of $H{\geq}2.75m$.

각형강관 트러스의 K형 접합부에 관한 연구 ( I ) (A Study on the K-joints Using Square Hollow Steel Sections in Truss)

  • 김홍준;박금성;배규웅;문태섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권4호통권29호
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    • pp.3-17
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    • 1996
  • The purpose of this paper is to investigate experimentally and theoretically the strength and deformation of K-joints in welded Warren-type square hollow structural section truss. There are 2 types in K-joints in K-joints having one compression bracing member and one tension bracing member. One type is KP-series that brae members are rotated to $45^{\circ}$, another type is KS-series that are not rotated. Principal parameters are the ratio of the chord width to thickness (D/T=33.3, 25, 16.7), the ratio of brace width to chord width(d/D=0.4, 0.5, 0.67, 0.83, 1.0) and the ratio of eccenticity to chord height (e/D=0.25, 0.125, 0, -0.125, -0.25, -0.375, -0.5). The important results obtained from the experiments are as follow ; The strength of K-joints increase proportionally as the D/T ratio decreases, and the d/D ratio increases. But the e/D ratio has no correlation with the strength of K-joints. Generally the strength and ductility ratio of KP-series increase more than a current type(KS-series) in full ${\beta}$range.

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인장을 받는 고강도철근콘크리트 부재의 정착성능 평가 (Development Properties of Rebar in Tension with High Strength Concrete)

  • 박수희;이범식;김상연;박성식;배기선;김성덕
    • 토지주택연구
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    • 제2권1호
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    • pp.53-60
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    • 2011
  • 인장을 받는 고강도콘크리트 부재의 정착특성을 평가하고 KCI 2007 정착길이 산정기준의 적용가능성을 평가하기 위하여 콘크리트강도와 정착길이, 섬유혼입률을 변수로 한 정착실험을 수행하였다. 정착실험 수행 결과, 인장을 받는 80MPa의 고강도콘크리트 부재에서 KCI 2007의 최소정착길이의 적용이 가능할 것으로 기대된다. 고강도콘크리트의 내화성능을 확보하기 위하여 혼입되는 섬유(NY+PP)는 0.1%까지 혼입하여도 고강도콘크리트의 정착특성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

Spectroscopic observation of the massive high-z (z=1.48) galaxy cluster SPT-CL J2040-4451 using Gemini Multi-Object Spectrographs

  • Kim, Jinhyub;Jee, Myungkook J.;Kim, Seojin F.;Ko, Jongwan
    • 천문학회보
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    • 제44권1호
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    • pp.74.2-74.2
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    • 2019
  • Mass measurement of high-redshift galaxy clusters with high accuracy is important in constraining cosmological parameters. Extremely massive clusters at high redshift may impose a serious tension with the current ΛCDM paradigm. SPT-CL J2040-4451 at z=1.48 is considered one such case given its redshift and mass estimate inferred from the SZ data. The system has also been confirmed to be indeed massive from a recent weak-lensing (WL) analysis. Comparison of the WL mass with the spectroscopic result may provide invaluable information on the dynamical stage of the system. However, the existing spectroscopic coverage of the cluster is extremely poor; only 6 blue star-forming galaxies have been found within the virial radius, which results in highly inflated and biased velocity dispersion. In this work, we present a spectroscopic analysis of the member candidates using Gemini Multi-Object Spectrographs (GMOS) observation in Gemini South. The observation was designed to find early-type member galaxies within the virial radius and to obtain reliable velocity dispersion. We explain our selection scheme and preliminary results of the spectra. We also compare the dynamical mass estimate inferred from the velocity dispersion with the WL mass.

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$45^{\circ}$/$-45^{\circ}$/$-45^{\circ}$/$90^{\circ}$/$45^{\circ}$/$45^{\circ}$/$-45^{\circ}$r 복합재료 적층판으로 구성된 사각단면 절판구조물의 구조해석 (Analysis of Folded Plate Structures Composed of [$45^{\circ}$/$-45^{\circ}$/$-45^{\circ}$/$90^{\circ}$/$45^{\circ}$/$45^{\circ}$/$-45^{\circ}$]r Type Laminated Composites Plates)

  • 김덕현;이정호;홍창우;이남주
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.93-96
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    • 2000
  • The theory of non-prismatic folded plate structures was reported by the senior author in 1965 and 1966. Fiber reinforced composite materials are strong in tension. The structural element for such tension force is very thin and weak against bending because of small bending stiffnesses. Naturally, the box type section is considered as the optimum structural configuration because of its high bending stiffnesses. Such structures can be effectively analyzed by the folded plate theory with relative ease. The "hollow" bending member with uniform cross-section can be treated as prismatic folded plates which is a special case of the non-prismatic folded plates. Tn this paper, the result of analysis of a folded plates with one box type uniform cross-section is presented. Each plate is made of composite laminates with fiber orientation of [ABBCAAB]$_r$, with A=-B=$45^{\circ}$, and C=$90^{\circ}$. The influence of the span to depth ratio is also studied. When this ratio is 5, the difference between the results of folded plate theory and beam theory is 1.66%. is 1.66%.

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Experimental and theoretical behaviour analysis of steel suspension members subjected to tension and bending

  • Kmet, Stanislav;Tomko, Michal;Bin, Molinne
    • Steel and Composite Structures
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    • 제13권4호
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    • pp.343-365
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    • 2012
  • Steel suspension members subjected to tension and bending offer an economical and efficient alternative for many structural problems. This paper is concerned with the elastic and elastic-plastic behaviour of suspension members with bending stiffness subjected to vertical point and uniformly distributed loads. An experimental study is described which focuses on the response of three suspension members with various T-shaped steel hot rolled sections and geometric configurations. The tests enable direct assessment of the influence of a key parameter such as the sag-to-span ratio on the response of suspension members. Detailed nonlinear finite-element models are generated to provide a tool for theoretical analyses and to facilitate further understanding of the behaviour. Results demonstrate that experimentally obtained responses can generally be closely predicted numerically because there are relatively good agreements between finite element and tests results. The results and observations of subsequent numerical parametric studies offer an insight into the key factors that govern the behaviour of suspension members with bending stiffness in the elastic-plastic range.