• 제목/요약/키워드: collapse design

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N2 Method를 이용한 RC 중간모멘트 연성골조의 반응수정계수 및 내진성능 평가 (Estimation of R-factor and Seismic Performance for RC IMRFs using N2 Method)

  • 윤정배;이철호;최정욱;송진규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권6호
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    • pp.33-39
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    • 2002
  • 반응수정계수는 구조물의 비탄성 거동을 설계에 반영하고 설계지진력 산정시 설계강도를 탄성범위 이내로 저감시키기 위한 목적으로 사용하고 있다. 그러나 설계코드에서 채택하고 있는 반응수정계수는 과거의 지진피해로부터 관찰된 보편적 구조성능에 기인한 경험치이므로, 주기에 따른 동적성능과 구조 시스템의 구성에 따른 내진성능을 정확히 대변하지 못하고 있다. 본 연구에서는 중간모멘트 연성골조를 대상으로 N2 Method를 이용하여 반응수정계수와 내진성능을 평가하였으며, 그 결과를 미국의 IBC 2000 코드와 비교하여 이론적 타당성을 검증하였다. 해석결과 코드에 제시된 반응수정계수와 잘 부합되는 것으로 나타났으나, 동일한 구조시스템의 경우에도 주기에 따라 비교적 큰 차이를 보였다. 성능목표에 따른 사용성 기준을 설정하여 IDI를 평가한 결과, 설계지진에 대한 성능목표가 건물에 대한 내진성능을 대변하기는 어려우며 PBD(Performance Based Design)에 의거한 합리적인 접근이 필요한 것으로 판단된다.

A Review and Analysis of the Thermal Exposure in Large Compartment Fire Experiments

  • Gupta, Vinny;Hidalgo, Juan P.;Lange, David;Cowlard, Adam;Abecassis-Empis, Cecilia;Torero, Jose L.
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.345-364
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    • 2021
  • Developments in the understanding of fire behaviour for large open-plan spaces typical of tall buildings have been greatly outpaced by the rate at which these buildings are being constructed and their characteristics changed. Numerous high-profile fire-induced failures have highlighted the inadequacy of existing tools and standards for fire engineering when applied to highly-optimised modern tall buildings. With the continued increase in height and complexity of tall buildings, the risk to the occupants from fire-induced structural collapse increases, thus understanding the performance of complex structural systems under fire exposure is imperative. Therefore, an accurate representation of the design fire for open-plan compartments is required for the purposes of design. This will allow for knowledge-driven, quantifiable factors of safety to be used in the design of highly optimised modern tall buildings. In this paper, we review the state-of-the-art experimental research on large open-plan compartment fires from the past three decades. We have assimilated results collected from 37 large-scale compartment fire experiments of the open-plan type conducted from 1993 to 2019, covering a range of compartment and fuel characteristics. Spatial and temporal distributions of the heat fluxes imposed on compartment ceilings are estimated from the data. The complexity of the compartment fire dynamics is highlighted by the large differences in the data collected, which currently complicates the development of engineering tools based on physical models. Despite the large variability, this analysis shows that the orders of magnitude of the thermal exposure are defined by the ratio of flame spread and burnout front velocities (VS / VBO), which enables the grouping of open-plan compartment fires into three distinct modes of fire spread. Each mode is found to exhibit a characteristic order of magnitude and temporal distribution of thermal exposure. The results show that the magnitude of the thermal exposure for each mode are not consistent with existing performance-based design models, nevertheless, our analysis offers a new pathway for defining thermal exposure from realistic fire scenarios in large open-plan compartments.

아파트 리모델링을 위한 부분해체에서 슬래브의 구조적 거동 (Structural Behavior of Slab in the Partial Demolition for the Apartment Remodeling)

  • 최훈;주형중;김효진;윤순종
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.19-30
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    • 2012
  • 사회적 생활 환경이 향상되고 도시개발이 안정화됨에 따라 신규 주택건설공사에 대한 요구는 점진적으로 감소하고 있다. 이에, 신축 보다는 정비를 통해 구조물의 사용수명을 연장시키는 리모델링의 중요성이 강조되고 있으며, 이와 관련된 많은 연구들이 진행중에 있다. 그러나 국내의 경우 리모델링 해체공사를 위한 구조해석 관련 기준이 미흡한 실정이다. 국내 보고된 리모델링 해체 공사도중에 발생한 사고중 슬래브 붕괴사고는 다수를 차지하고 있으며, 대형사고로 발전할 수 있는 위험성을 내포하고 있어 리모델링 해체공사에 적용할 수 있는 구조해석 관련 기준의 개발은 중요하면서도 시급하다. 슬래브의 경우 하중을 직접적으로 저항하기 때문에 균열에 취약해 질수 있고 균열이 발생할 경우 리모델링의 근본취지에 어긋남과 동시에 붕괴사고의 원인이 될 수 있으므로, 초기균열을 억제함은 상당히 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 이 연구는 슬래브 구조물의 초기균열을 억제하기 위한 기준을 마련하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 슬래브 구조물의 구조적 거동과 관련된 주요 요소로는 구조물의 형상과 구조물에 작용하는 하중이 있다. 슬래브 구조물의 형상과 작용하중과의 상호관계를 파악하기 위해 국내 아파트 평면도를 분석하였으며, 해체잔해물의 단위중량, 콘크리트 강도 등과 관련된 자료를 분석하였다. 분석결과를 활용하여 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과 주요 하중요소인 해체잔해물의 적재제한높이 및 적재방법에 대해 검토할 수 있었다. 또한, 소형해체장비의 이동에 따른 슬래브의 구조적 거동을 파악하기 위해 동적, 정적 재하실험을 실시하였으며, 실험결과 이동하중에 따른 충격의 영향을 반영할 수 있는 충격계수를 결정할 수 있었다.

현대 패션디자인에 나타난 디지털문화현상 (A Study on Digital Culture Phenomenon Shown in the Modernly Fashion Design)

  • 김지희
    • 한국의류산업학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.143-152
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    • 2005
  • A concept of 'digital' is changing a living pattern of moderners, with having influence on the whole life of modern society. The purpose of this study is arrange the frame of conformity to the 'fashion as culture' by considering the social and cultural phenomena being shown in relation to digital, which is a concept being watched most for the 21st century and by trying to analyze a tendency of digital culture being shown in the modernly fashion design based on this. The digital culture, which is a concept of generalizing the phenomena of interactional changes in the sub-structure being derived by digital technology, is being shown as a tendency of fusionization and globalization, and due to this, the culture of digital nomads is being formed. On the other hand, a tendency of amenity caused by the reaction against the coldly digital technology, is forming one axis of digital culture. As the culture, which experiences the process of a change by digital technology, is reflected even on the fashion, the fusion of technology and the human body, brought about the appearance and the development of the artificial body, by allowing the wearable computer to be introduced to fashion and by being connected directly to the body. This means the expansion of range for fashion. The destruction of a border between space and space, is making an opportunity of forming another ego inside the cyber space, with bringing about the mixed loading between the cyber space and the real space. As the border between the cyber space and the real space is being collapsed, the space of newly self-realization is being created. The collapse of gender is being shown as the pursuit of gender, which is a nomadic concept of not giving priority to anywhere of male gender and female gender. The tendency of sensitive design introduced the sports look as the largely fashion trend. Fascinated with Zen thoughts is leading to a response to the swiftly and coldly social conditions caused by machine. The digital culture by digital technology and the fashion tendency being shown by its influence, meet the needs of self-realization and self-expansion for a human being, and satisfy the needs for the expression of self-identity for a human being, and enable the search for introspection about inner existence inside the self.

지붕하중 증가에 따른 공장건물 안정성확보를 위한 지붕외장재의 구조성능정보의 필요성 (The Necessity of Structural Performance Informations of Sandwich Panels for The Stability of Industry Building using Sandwich Panel as Roof Assemblies.)

  • 강경수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.725-730
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    • 2017
  • 구조해석기법의 발전과 경제성을 중시하는 현실에 의해 건축물 주골조의 모멘트 강도비($M_u/{\Phi}M_n$)는 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지붕재로 샌드위치패널을 사용하는 건축물의 안전성검토를 위하여, 지붕하중의 증가에 따른 구조해석을 실시하여 주구조부재의 $M_u/M_y$$M_u/M_p$의 변화를 검토하였다. 해석모델은 PEB구조 건물과 일반 H형강구조 건물을 대상으로 지붕하중을 증가시켜 구조해석을 실시하였다. 해석결과 해석모델의 지붕 설계하중의 약11% 증가할 경우, 주구조부재의 $M_u/M_y$가 1을 초과하였고, 약 36% 증가할 경우 작용모멘트가 소성모멘트보다 커져 부재의 파괴가 예상되었다. 중도리간격에 따른 지붕외장재가 지지할 수 있는 최대하중, KS기준에서 제시한 최대하중, 외장재생산업체의 시험값으로 산정한 최대하중을 비교하였다. 3가지 방법으로구한 패널이 지지할 수 있는 최대하중값은 주구조부재의 파괴가 예측되는 하중보다 큰 값을 나타내었다. 따라서 예상치 못한 지붕하중 증가로 인해 외장재의 파괴이전에 주구조부재의 파괴로 인한 구조물 전체 붕괴가 발생할 수 있으므로 안전성 확보를 위해서는 지붕외장재의 구조성능에 대한 정확한 정보의 필요성과 외장재 역시 구조설계대상임을 알 수 있었다.

만곡 및 세굴 영향에 의한 유속변화를 고려한 호안설계방법 적용성 검토 (Study on Applicability of River Revetment Design for consideration of Velocity Variation due to Meandering and Scour Effect)

  • 김수영;윤광석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.17-25
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    • 2016
  • 호안은 하천제방의 비탈면이 침식되지 않도록 보호하는 기능을 갖는다. 호안의 설계가 적정하지 않을 경우 강한 유속과 소류력에 의해 제방이 세굴되어 붕괴에 이를 수도 있다. 따라서 호안의 설계시 필요한 대표유속을 산정하는 것은 매우 중요하나 대부분 1차원 부등류해석에서 얻어진 수위와 평균유속자료를 적용한다. 이 경우 만곡 수로에서 발생하는 자유소용돌이와 강제소용돌이에 의한 유속증가는 반영되지 않으므로 만곡부 호안의 안정성을 확보하기 위해서는 대표유속에 대한 보정이 필요하다. 본 연구에서는 수치모의를 통해 단면의 최대유속과 평균유속을 산정하여 만곡 및 세굴영향을 고려한 대표유속 산정방법의 적용성에 대해 검토하였다. 그 결과 단면평균유속에 만곡의 영향과 세굴의 영향을 고려하여 적용한 대표유속과 수치모의결과에 추출된 최대유속을 비교한 결과가 거의 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 호안재로로써 돌망태를 사용하는 경우에 대해서 만곡하도와 직선하도 일때의 사석크기를 기존 설계식에 적용하여 비교하였다. 향후, 우리나라의 특성에 맞는 호안설계방법을 제시하기 위하여 하천특성이 다른 대표적인 하천에 대한 추가적인 수치모의 및 분석이 필요하며, 이때 본 연구결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

인공리프 개구폭 변화에 따른 흐름특성 고찰 (Hydraulic Characteristics Investigation due to the Change of GapWidth between Artificial Reefs)

  • 김규한;심규태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.408-415
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    • 2016
  • 비교적 수심이 낮은 해안에 설치되는 소형어항 및 해안구조물 등은 연안흐름을 방해하여 표사이동의 평형상태를 붕괴시킬 수 있으며 구조물에 의한 회절파의 영향으로 파랑이 집중되어 국소적인 해안침식을 유발시킬 가능성이 크다. 이와 같은 해안침식을 제어하기 위한 대책으로는 다양한 저감공법이 제안되어 이용되고 있으나 이안제, 돌제 및 헤드랜드 등의 공법은 침식제어에 대한 직접적인 효과는 우수할 수도 있으나 해수면위로 구조물이 드러나기 때문에 경관이 우수한 해수욕장에서는 경관을 해치게 되어 적용하기 어려운 측면이 있다. 해안관광을 우선시하는 지역에서는 바다조망권을 훼손시키지 않고 2차적인 환경영향을 최소화 시키고자 하는 목적으로 광폭의 잠제인 인공리프를 채택하는 사례가 증가하고 있다. 한편 인공리프를 설치하고자 할 경우에는 인공리프의 길이와 인공리프 사이의 개구폭 및 해안선으로부터의 이안거리를 어떻게 결정하는지가 중요하다. 그러나 이러한 인공리프의 중요설계요소들에 대한 명확한 설계기준은 확립되어 있지 않다. 본 연구에서는 다양한 종류의 수리모형실험을 수행하고 인공리프 주변에서 발생되는 파랑 및 흐름장의 변화를 PIV기법 등을 이용한 정밀측정 및 해석을 수행하여 인공리프 길이와 이안거리 및 개구폭에 대한 기준을 제시하고자 하였다.

협조적 분산시스템 환경에서 무임승차 방지를 위한 인센티브 디자인 고려사항 도출에 관한 연구 (Incentive Design Considerations for Free-riding Prevention in Cooperative Distributed Systems)

  • 신규용;유진철;이종덕;박병철
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.137-148
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    • 2011
  • 전통적인 클라이언트-서버 방식과는 달리 협조적 분산시스템 환경에서는 시스템에 참여하는 구성원들이 공통의 목표를 달성하기 위해 자신들의 자원을 자발적으로 제공하므로 참여자의 수에 관계없이 양질의 서비스 제공이 가능하다. 하지만 이기적인 참여자들의 경우 시스템으로부터 서비스를 제공받으면서도 자신들의 자원은 공유하지 않는 경우가 발생하는데 이를 무임승차라 한다. 협조적 분산시스템 환경에서 무임승차자의 수가 늘어나면 서비스 제공을 위한 시스템의 수용력은 줄어들게 되고, 종국에는 공유지의 비극, 즉 시스템으로부터 아무도 서비스를 제공받을 수 없는 현상이 발생한다. 따라서 성공적인 협조적 분산시스템을 구현하기 위해서는 무임승차 방지를 위한 효과적인 인센티브 메커니즘 개발이 필수적이다. 협조적 분산시스템환경에서 인센티브 메커니즘이 갖는 중요성 때문에 지금까지 수많은 종류의 인센티브 메커니즘들이 개발되어 왔지만 인센티브 메커니즘의 성능을 판단하기 위한 기준이 불분명하였다. 따라서 본 논문은 광범위한 관련 연구를 통해 협조적 분산시스템 환경을 위한 일반적인 인센티브 디자인고려사항들을 도출한다. 본 논문에서 도출된 고려사항들은 관련 연구자들에게 협조적 분산시스템 환경에서 무임승차방지를 위한 효과적인 인센티브 메커니즘 디자인을 위한 가이드라인 및 성능 척도를 제공할 것이다.

모델축소법을 이용한 교각-차량 충돌변위 예측 및 직접충돌해석법과의 비교연구 (A Comparison Study of Model Reduction Method with Direct Impact Analysis of Truck-column Collision)

  • 이재하;김경진;정유석;김우석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.675-682
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    • 2015
  • 미국 AASHTO LRFD(AASHTO, 2012)나 국내의 도로교설계기준(2012)의 차랑충돌에 대한 교각설계기준을 참조하면 교각 설계 시 차량충돌에 대해 정적인 하중을 고려하도록 제시하고 있다. 한편 2003년 미국 네브래스카 주에 트럭이 교각에 충돌하여 교각 및 교량 상부구조가 붕괴되는 사고가 발생하는 등 차량충돌에 의한 교량붕괴사고는 홍수에 의한 교량붕괴사고에 이은 두 번째 요인으로 분류되기도 한다. 화물차량의 대형화와 도로시스템의 개선으로 인하여 이러한 사고가 발생할 가능성이 중가하고 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 교각 설계시 차량충돌에 대한 동적 해석을 수행하게 되면 많은 비용과 시간이 소요되어 실용적인 측면에서 연구결과가 쉽게 반영되지 못하고 있으므로 충돌해석 비용과 시간을 저감할 수 있는 모델축소법(model reduction)을 이용한 해석방법을 개발하였으며 그 효용성을 최종변위에 대해 직접충돌해석결과와 비교함으로써 평가하였다.

차량 충돌하중을 받는 RC 압축부재의 성능기반형 저항성능 평가방법 개발 (Development of Performance Based Resistance Capacity Evaluation Method for RC Compression Member under Vehicle Impact Load)

  • 김장호;이나현;판덕헝;김성배;이강원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.535-546
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    • 2010
  • 최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.