• 동력기계공학회지
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• 제18권5호
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• pp.66-73
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• 2014

This study was considered to occur the local wall thinning at elbow which is flowing the steam and high-pressure water of high-temperature. The angle of elbow is ${\Theta}=45^{\circ}$ and $67.545^{\circ}$. The damage behaviors of inner or outer wall thinning elbow under internal pressure were calculated by FEA(finite element analysis). We compared the simulated results by FEA with experimental data. The FEA results are as follows: In the FEA results of three types of wall thinning ratio, the circumferential and longitudinal stresses show the similar values regardless of the angle of elbow, respectively. The circumferential strain was greater at elbow of small angle, but the longitudinal strain was nearly same. The FEM stress of outer wall thinning elbow was slightly higher than that of the inner wall thinning elbow, and strain was also slightly higher. In the experiments, the circumferential strain was increased with the increase in the internal pressure, and increased rapidly on about 0.2% of strain. The longitudinal strain was small. The strain at break was much smaller than 0.2%. In the relation between pressure and eroded ratio, the criteria that can be used safely under operating pressure and design pressure were obtained. The results of FEA were in relatively good agreement with those of the experiment.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.230-232
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• 2006

Failure behaviors of thin cylinder with corrosion are very important for the integrity of boiler and pressure vessel system. In this study, FEM with internal pressure are conducted on 1000 mm diameter (length 3000 mm and thickness, 5.9 mm) SS400 carbon steel. Failure behaviors of locally wall thinned cylinders were calculated by elasto-plastic analysis using finite element method. The elasto-plastic analysis was performed by FE code ANSYS. We simulated various types of local wall thinning that can be occurred at cylinder surface due to corrosion. Locally wall thinned shapes were machined to be different in size along the circumferential or axial direction of straight cylinder. In case of local wall thinned length 30 mm, internal pressure, when the crack initiation and the plastic collapse occur, didn't decrease dramatically even though local wall thinned depth was deep. In 400 mm, the more local wall thinned depth is deep, the more internal pressure decreased dramatically. In degraded materials, crack is easily initiation but plastic collapse was difficult.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.181-191
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• 2014

This research presents the nonlinear analysis model for reinforced concrete shear wall systems with special boundary elements as proposed by the Korean Building Code (KBC, 2009). In order to verify the analysis model, analytical results were compared with the experimental results obtained from previous studies. Established analytical model was used to perform nonlinear static and dynamic analyses. Analytical results showed that the semi-special shear wall improved significantly the performance in terms of ductility and energy dissipation as expected based on previous test results. Furthermore, nonlinear incremental dynamic analysis was performed using 20 ground motions. Based on computer analytical results, the ordinary shear wall, special shear wall and newly proposed semi-special shear wall systems were evaluated based on the methods in FEMA P965. The results based on the probabilistic approaches accounting for inherent uncertainties showed that the semi-special shear wall systems provide a high capacity/demand (ACMR) ratio owing to their details, which provide enough capacity to sustain large inelastic deformations.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.23-30
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• 2006

본 연구는 환경진동으로 유발되는 진동 대책 중 전파 경로상에 방진구나 방진벽 등과 같은 진동차단벽을 설치했을 경우 차단벽의 재료를 방진구, 콘크리트, EPS, 철로 변화시켜 유한요소해석을 수행하여 진동을 가장 효율적으로 저감시킬 수 있는 재료 및 차단벽의 규모(타설심도, 차단벽두께, 진원으로부터의 거리)에 대하여 연구하였다. 본 연구 결과 방진구의 경우는 차단벽의 두께의 영향보다는 차단벽의 타설심도에 영향이 크고, 콘크리트의 경우에는 다른 방진벽의 방진효과에 비해 방진효과가 떨어진다. 또한 EPS의 경우는 타설심도 보다는 차단벽두께의 영향이 진동차단에 더 효과적임을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권1호
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• pp.31-48
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• 2024

To stabilize the excavations in urban area, soil anchorage is among the very common methods in geotechnical engineering. A more efficient deformation analysis can potentially lead to cost-effective and safer designs. To this end, a total of 116 three-dimensional (3D) finite element (FE) models of a deep excavation supported by tie-back wall system were analyzed in this study. An initial validation was conducted through examination of the results against the Texas A&M excavation cases. After the validation step, an extensive parametric study was carried out to cover significant design parameters of tie-back wall system in deep excavations. The numerical results indicated that the maximum horizontal displacement values of the wall (δ_hm) and maximum surface settlement (δ_vm) increase by an increase in the value of ground anchors inclination relative to the horizon. Additionally, a change in the wall embedment depth was found to be contributing more to δ_vm than to δ_hm. Based on the 3D FE analysis results, two simple equations are proposed to estimate excavation deformations for different scenarios in which the geometric configuration parameters are taken into account. The model proposed in this study can help the engineers to have a better understanding of the behavior of such systems.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.109-118
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• 2005

철근콘크리트조 고층아파트의 경우 흔히 전단벽식 구조시스템을 채택하게 된다. 이때에는 작업자의 이동과 재료나 장비의 수평 운반 편의상 세대간의 내력벽에 직 4각형 형태의 개구부를 설치할 때가 많다. 이와 같은 개구부는 화재등의 재난시에 신속한 대피용 통로로 이용하도록 하는 경우도 있다. 전단벽의 개구부는 구조체의 안전이나 안정을 위협하는 중요한 요소로 될 수 있으므로 설계시나 안전검토에서 반드시 검토해야할 사항이다. 이번 연구는 개구부를 갖는 직 4각형 전단벽의 탄성안정에 관한 것이다. 연구에서는 유한 요소법을 이용하였고 수치해석의 중요 변수는 개구부의 위치와 크기이다. 또한 연직 하중에 의한 균등 압축응력은 물론 휨 모멘트에 의한 응력 및 수평 전단력이 판의 임계응력에 미치는 영향도 검토하였다. 끝으로 비재하면의 구속이 전단벽의 안정성에 미치는 영향도 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.7-19
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• 2002

본 논문에서는 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 기초지반의 강성이 블록식 보강토 옹벽의 거동에 미치는 근본적인 메카니즘을 고찰하기 위해 보강토 옹벽에 대한 축소모형실험을 수행하였으며 축소모형실험 결과의 타당성을 검토하고 모형실험에서 다룰 수 없었던 다양한 조건을 고려함과 아울러서 현장옹벽 응력수준의 거동을 고찰하기 위해 가상의 현장옹벽에 대해 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였다. 모형실험 및 유한요소해석 결과에 의하면 기초지반의 강성이 감소할수록 벽체의 변위는 현저히 증가하며, 이러한 벽체변위 증가 현상은 보강토체 내부변형보다는 보강토체의 강체 거동으로 인해 야기되는 메카니즘을 보이는 것으로 나타나 기초지반에 관련된 문제를 외적안정성의 개념에서 다루고 있는 현 설계기준은 타당한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 모형실험 및 유한요소해석 결과를 종합하여 실무적 측면에서의 중요성을 다각적으로 고찰하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.303-312
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• 2008

본 논문에서는 초고층 전단벽-골조 아웃리거 구조시스템의 지진하중에 대한 시간이력해석을 수행하였다. 전단벽과 골조를 전단변형과 휨변형이 모두 고려된 (티모센코) 보 이론을 기본으로 하여 개발되었으며, 개발된 해석모델은 일차원 유한요소로 정식화되어 다양한 수치해석 예제들의 거동 분석을 하였다. 해석모델은 아웃리거 트러스의 강성을 회전 스프링 강성으로 치환하여 적용한 것으로 아웃리거 트러스의 형태나 위치에 의한 구조물의 거동 효과를 쉽게 알 수 있다. 앞선 연구를 바탕으로 전단벽-골조 시스템과 전단벽-골조에 아웃리거 시스템을 결합한 건물의 지진해석모델을 개발하고자 하였다. 전단벽-골조 구조는 전단벽과 골조의 전단변형과 휨병형을 동시에 고려한 해석모델을 기반으로 하였으며, 아웃리거 트러스의 강성 해석 역시 전단변형과 휨변형을 모두 고려한 해석 모델을 기반으로 지진해석모델을 개발하였다. 개발되어진 해석 모델의 정확성을 입증하기 위해서 3차원 해석 프로그램인 MIDAS GEN을 이용하여 그 해석결과를 비교하였다. 그 결과 초고층건물의 초기설계단계에서 많은 시간이 소요되는 지진하중에 대한 시간이력해석을 효율적이며 또한 비교적 정확히 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.237-249
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• 2002

현재 국내에서는 벽과 슬래브으로만 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 사용되고 있다. 아파트 건물의 전단벽에는 기능적인 필요에 의하여 한 개 혹은 여러 개의 개구부가 존재할 수 있다. 이러한 개구부가 있는 전단벽의 해석에 대해서 기존에 많은 연구가 수행되어 왔으나, 적용하는데 많은 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하는 등 여러 가지 제한점 때문에 실제 해석 및 설계에는 별로 적용되지 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존 연구의 제한점들을 개선하여 개구부 크기, 위치 및 개수에 관계없이 적용할 수 있는 해석 방법을 제안하였다. 개구부가 있는 전단벽을 정확하게 해석하기 위해서는 전단벽을 평면응력요소로 세분화하여 모형화하는 것이 필요하다. 그러나 아파트 건물 전체를 평면응력요소로 세분하여 모형화하는 것은 상당한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 소요되므로 실무에 적용하기에는 어려운 점이 많다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 슈퍼요소와 행렬응축기법, 그리고 가상보를 사용한 해석기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 효용성을 검증하기 위하여 다양한 크기와 위치의 개구부가 있는 예제구조물을 선택하여 정적 및 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석기법은 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄이면서도 세분모델과 비슷한 정확성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.