Prestressed concrete (PC) bridges using corrugated steel webbing have emerged as one of the most promising forms of steel-concrete composite bridge. However, their long-term behavior is not well understood, especially in the case of large-span bridges. In order to study the time-dependent performance, a large three-span PC bridge with corrugated steel webbing was compared to a similar conventional PC bridge to examine their respective time-dependent characteristics. In addition, a three-dimensional finite element method with step-by-step time integration that takes into account cantilever construction procedures was used to predict long-term behaviors such as deflection, stress distribution and prestressing loss. These predictions were based upon four well-established empirical creep prediction models. PC bridges with a corrugated steel web were observed to have a better long-term performance relative to conventional PC bridges. In particular, it is noted that the pre-cambering for PC bridges with a corrugated steel web could be smaller than that of conventional PC bridges. The ratio of side-to-mid span has great influence on the long-term deformation of PC bridges with a corrugated steel web, and it is suggested that the design value should be between 0.4 and 0.6. However, the different creep prediction models still showed a weak homogeneity, thus, the further experimental research and the development of health monitoring systems are required to further progress our understanding of the long-term behavior of PC bridges with corrugated steel webbing.
지진 발생과 집중호우에 의해 땅밀림형 산사태 유형으로 분류되는 땅밀림 현상이 전국적으로 광범위하게 나타나고 있다. 산림청은 땅밀림으로 인한 인명 및 재산 피해를 예방하기 위해 땅밀림 우려지 현장조사 판정표를 통해 땅밀림 발생 위험지를 사전에 파악하고 있다. 한편 최근에는 컴퓨터 기술의 발달로 인공지능의 한 분야인 기계학습 분류기법을 이용하여 산지재해 취약성을 평가하거나 자연재해를 예측하고 있다. 따라서 이 연구에서는 기계학습 분류기법인 k-Nearest Neighbor(k-NN), Naive Bayes(NB), Random Forest(RF), 그리고 Support Vector Machine(SVM) 분류모델을 이용하여 땅밀림 발생 위험등급을 분류하였다. 한국치산기술협회의 2018~2020년 조사 자료 4,618개 중에서 땅밀림 현상의 발생 여부를 고려하여 발생지 총 146개소, 그리고 미발생지 146개소를 임의추출하여 292개 자료를 선정하였으며, 이 중 70%에 해당하는 204개소 자료를 훈련자료로 하여 모델을 구축하였다. 전체 자료의 30%에 해당하는 88개 검증자료에 대해 모델을 평가한 결과, k-NN은 0.727, NB는 0.750, RF는 0.807, 그리고 SVM은 0.750의 분류정확도를 보였다. 또한, Kappa 상관계수는 각각 0.534, 0.580, 0.673 및 0.585, 그리고 AUC는 각각 0.872, 0.912, 0.943 및 0.834로 계산되었다. 따라서 땅밀림 위험지역 판정을 위한 기계학습 분류모델은 RF, NB, SVM, 그리고 k-NN 순으로 높은 성능을 보였다. 기계학습 분류모델은 향후 산지토사재해의 예방 및 대응을 위한 기초자료로 활용 가능하며, 땅밀림 재해 관리 및 피해 경감에 위한 정책 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다.
Dynamic behaviors of the Korean High-speed Train(KHST) have been analyzed to investigate the performance on the stability, the safety and the ride comfort. Multi-body dynamics analysis program using Recursive method, called RecurDyn, have been employed in the numerical simulation. To model the wheel-rail contact, the RecurDyn uses its built-in module which uses the square root creep law. The accuracy of the rail module in RecurDyn. however, decreases in the analysis of flange contact because it linearizes the shape of the wheel and rail. To solve this problem, a nonlinear contact theory have been developed that considers the profiles of the wheel and rail. The results show that the KHST still needs more stability. The problem should be solved by the examinations of module and modeling.
Chloride ingress implies a complex interaction between physical and chemical process, in which heat, moisture and chloride ions transport through concrete cover. Meanwhile, reinforced concrete structure itself undergoes evolution due to variation in temperature, relative humidity and creep effects, which can potentially change the deformation and trigger some micro-cracks in concrete. In addition, all of these process show time-dependent performance with complex interaction between structures and environments. In the present work, a time-dependent behavior of chloride transport in reinforced concrete beam subjected to flexural load is proposed based on the well-known section fiber model. The strain state varies because of stress redistribution caused by the interaction between environment and structure, mainly dominated by thermal stresses and shrinkage stress and creep. Finally, in order to clear the influence of strain state on the chloride diffusivity, experiment test were carried out and a power function used to describe this influence is proposed.
This paper presents a master-slave constraint method, which may substitute the conventional transformed-section method, to account for the changes in cross-sectional properties of composite members during construction and to investigate the time-dependent performance of steel-concrete composite bridges. The time-dependent effects caused by creep and shrinkage of concrete are considered by combining the age-adjusted effective modulus method and finite element analysis. An efficient computational tool which runs in AutoCAD environment is developed to simulate the construction process of steel-concrete composite bridges. The major highlight of the developed tool consists in a very convenient and user-friendly interface integrated in AutoCAD environment. The accuracy of the proposed method is verified by comparing its results with those provided by using the transformed-section method. Furthermore, the computational efficiency of the developed tool is demonstrated by applying it to a steel-concrete composite bridge.
부직포와 결합한 보강용폴리에스터 직포 지오텍스타일을 제조한 다음 크리프 시험결과로 부터 허용인장강도를 구하였다. 설계 및 시공을 고려한 안전율로 부터 장기설계인장강도를 구하였고 보강기능을 조사하기 위하여 지오그리드와 복합 직포 지오텍스타일의 장기거동을 비교하였다. 실험결과로 부터 보강용 직포 지오텍스타일이 지오그리드와 같은 충분한 보강성능이 있음을 확인할 수 있었고, 향후 추가실험을 통하여 복합 직포 지오텍스타일의 우수한 보강성능이 지속적으로 검증되어야 할 것으로 생각된다.
본 연구에서는 성능기반설계를 위한 기둥의 주철근비에 대하여 연구하였다. 일률적인 현행 설계기준과 달리, 다양한 기둥의 설계변수를 고려하여 기둥의 주철근을 정의하였다. 기둥의 최소철근비는 다음의 2 가지 사항을 고려하여 평가하였다; 1) 사용상태에서 콘크리트의 장기변형에 의한 철근의 조기항복 방지; 2) 내진설계시 기둥의 연성능력을 확보하기 위해 균열모멘트 이상의 극한휨강도 확보. 배근상태와 하중조건에 따른 기둥의 유효강성도 강도설계시 추가적으로 고려하였으며, 3 가지 사항을 고려한 주철근비 결정방법을 제안하였다. 제안된 방법은 설계예제에 적용되었다.
천연가스 자동차에 탑재되어 있는 연료압력 레귤레이터는 연료분사시스템의 압력을 일정하게 유지하는 역할을 한다. 연료압력의 정확한 제어는 천연가스 자동차가 가지고 있는 높은 효율성과 청정성을 십분 활용하기 위해서 반드시 필요한 사항이다. 본 연구에서는 천연가스 레귤레이터의 성능을 정확하게 평가할 수 있는 고압실험장치를 구축하였으며, 이 장치를 이용하여 두 가지 방식의 천연가스 레귤레이터를 평가하고 상호 비교를 하였다. 레귤레이터 밸브시스템의 설계에 따라 여러 가지 레귤레이터 성능 특성 중 동적응답과 Creep특성이 영향을 많이 받는 것으로 나타났으며, 레귤레이터 입구 압력이 높을 경우 출구 가스의 온도가 급격히 감소하는 것으로 나타남으로써 아이싱문제를 효과적으로 방지할 수 있는 방안이 마련되어야 함을 확인할 수 있었다.
Huang, Dunwen;Wei, Jun;Liu, Xiaochun;Zhang, Shizhuo;Chen, Tao
Steel and Composite Structures
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제28권1호
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pp.39-49
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2018
The concrete bridge decks are usually precast and in-situ assembled with steel girders with post-pouring joint in the construction practice of super-wide steel-concrete composite beam. But the difference of concrete age between the precast slabs and the post-pouring joint has been not yet considered for the long-term performance analysis of this kind composite beam. A simply supported precast-assembled T-shaped beam was taken as an example to analyze the long-term performance of steel-concrete composite beam with post-pouring joint. Based on the deformation coordination conditions of the old-new concrete deck and steel girder, a theoretical model for the long-term behavior of precast-assembled composite beam is proposed in this paper according to age-adjusted effective modulus method. Then, the feasibility of the proposed model is verified by the available test data from the Gilbert's composite beams. Parametric studies were preformed to evaluate the influences of the cross-sectional area ratio of the post-pouring joint to the whole bridge deck, as well as the difference of concrete age between the precast slabs and the post-pouring joint, on the long-term performance of the composite beam. The results indicate that the traditional method without considering the age difference would seriously underestimate the effect of creep and shrinkage of concrete bridge decks. The concrete age difference between the precast slabs and the post-pouring joint should be demonstrated for the life cycle design and long-term performance analysis of precast-assembled steel-concrete composite beams.
본 연구에서 초기재령 콘크리트의 크리프 특성을 고려한 단면 내 온도 및 수축응력을 구하는 3차원 유한요소 해석 프로그램을 개발하기 위한 수치해석 절차에 관하여 정립하였다. 최근 들어 구조물의 노후화에 따른 콘크리트의 내구성에 대한 관심이 고조되고 있고, 초기재령에서 발생하는 균열은 구조물의 내구성 및 사용성과 같은 장기적인 성능에 큰 영향을 미친다. 많은 토목 기술자들이 초기재령 콘크리트의 체적변화에 의한 응력 및 균열 문제를 심도 깊게 다루지 않는 데는 장기적인 내구성과 사용성에 대한 인식이 부족하고, 경화가 진행되는 콘크리트의 체적변화는 매우 복잡한 영향인자를 고려해야 되기 때문이다. 또한 초기재령 콘크리트의 체적변화로 인한 응력을 예측하는 기존 프로그램들은 주로 수화열에 의한 온도 및 열응력 해석에 국한되거나, 수화과정과 연계되지 않은 습도분포에 의한 수축 응력해석을 대상으로 한다. 따라서 본 연구에서는 초기재령 콘크리트의 체적 변화에 의한 모든 응력 요소를 하나의 통합적인 해석 시스템으로 구성하여, 초기재령 콘크리트의 균열 제어 수단으로 활용하고자 한다. 본 연구는 초기재령 콘크리트의 온도 및 수분에 관련된 재료 물성 뿐 만 아니라 역학적 특성 등 모든 재료 물성을 수화도에 기초하여 모델링하였다. 또한 콘크리트가 강성을 가지는 시점부터의 초기재령 크리프 실험을 수행하고, 그 결과로부터 수화도에 따른 크리프 거동을 모델링하여 해석 프로그램에 반영하였다. 개발된 해석프로그램을 이용하여 수치해석 결과와 실험결과를 비교하여 그 타당성을 검증하고, 해석 예제를 통하여 각 변형률 성분에 의한 잔류 응력의 변화 양상을 비교, 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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