• 제목/요약/키워드: design constructability

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Fuzzy Inference Based Design for Durability of Reinforced Concrete Structure in Chloride-Induced Corrosion Environment

  • Do Jeong-Yun;Song Hun;Soh Yang-Seob
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.157-166
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    • 2005
  • This article involves architecting prototype-fuzzy expert system for designing the nominal cover thickness by means of fuzzy inference for quantitatively representing the environment affecting factor to reinforced concrete in chloride-induced corrosion environment. In this work, nominal cover thickness to reinforcement in concrete was determined by the sum of minimum cover thickness and tolerance to that defined from skill level, constructability and the significance of member. Several variables defining the quality of concrete and environment affecting factor (EAF) including relative humidity, temperature, cyclic wet and dry, and the distance from coast were treated as fuzzy variables. To qualify EAF the environment conditions of cycle degree of wet-dry, relative humidity, distance from coast and temperature were used as input variables. To determine the nominal cover thickness a qualified EAF, concrete grade, and water-cement ratio were used. The membership functions of each fuzzy variable were generated from the engineering knowledge and intuition based on some references as well as some international codes of practice.

건축부재 형상정보 교환을 위한 개방형BIM 기반의 매핑 시스템 개발 (OpenBIM-based Mapping System Development for Geometry Information Exchange of Architectural Components)

  • 박승화;김인한;이지아
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.182-190
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    • 2014
  • Parametric modeling is one of BIM's characteristics and BIM have being utilized for constructability analysis, energy efficiency analysis, and so on in diverse construction field. However, parametric information's interoperation is not solved until now because different BIM tools have specific algorithm and methods to generate geometric information. To solve the problem, previous research suggested IFC-XML methodology. In this paper, authors studied connections between IFC-XML structure and script-based modeling commends to make libraries in commercial BIM tools such as ArchiCAD$^{TM}$ and Digital Project$^{TM}$. In addition, they made commends mapping tables to exchange geometry information of architectural components. Moreover, mapping system was developed to certify the mapping tables which is classified modeling commends. Finally, translated architectural component model was confirmed using exchanged geometry information in browser.

Mechanical performance of a new I-section weak-axis column bending connection

  • Lu, Linfeng;Xu, Yinglu;Lim, James B.P.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제26권1호
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    • pp.31-44
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    • 2018
  • This paper reports a novel steel beam-to-column connection suitable for use in the weak axis of I-section column. Monotonic and cyclic loading experimental investigations and numerical analysis of the proposed weak-axis connection were conducted, and the calculation procedure of the beam-column relative rotation angle and plastic rotation angle was developed and described in details. A comparative analysis of mechanical property and steel consumption were employed for the proposed I-section column weak-axis connection and box-section column bending connection. The result showed that no signs of fracturing were observed and the plastic hinge formed reliably in the beam section away from the skin plate under the beam end monotonic loading, and the plastic hinge formed much closer to the skin plate under the beam end cyclic loading. The fracture of welds between diaphragm and skin plate would cause an unstable hysteretic response under the column top horizontal cyclic loading. The proposed weak-axis connection system could not only simplify the design calculation progress when I-section column is adopted in frame structural design but also effectively satisfy the requirements of 'strong joint and weak member', as well as lower steel consumption.

Practical fatigue/cost assessment of steel overhead sign support structures subjected to wind load

  • van de Lindt, John W.;Ahlborn, Theresa M.
    • Wind and Structures
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    • 제8권5호
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    • pp.343-356
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    • 2005
  • Overhead sign support structures number in the tens of thousands throughout the trunk-line roadways in the United States. A recent two-phase study sponsored by the National Cooperative Highway Research Program resulted in the most significant changes to the AASHTO design specifications for sign support structures to date. The driving factor for these substantial changes was fatigue related cracks and some recent failures. This paper presents the method and results of a subsequent study sponsored by the Michigan Department of Transportation (MDOT) to develop a relative performance-based procedure to rank overhead sign support structures around the United States based on a linear combination of their expected fatigue life and an approximate measure of cost. This was accomplished by coupling a random vibrations approach with six degree-of-freedom linear dynamic models for fatigue life estimation. Approximate cost was modeled as the product of the steel weight and a constructability factor. An objective function was developed and used to rank selected steel sign support structures from around the country with the goal of maximizing the objective function. Although a purely relative approach, the ranking procedure was found to be efficient and provided the decision support necessary to MDOT.

유닛형 경량철골 천정시스템 개발에 관한 연구 (A Study of the Development of a Modular, Lightweight Steel Ceiling System)

  • 김혜연;배상환
    • 설비공학논문집
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    • 제29권5호
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    • pp.269-277
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    • 2017
  • This study consists of an analysis of pre-existing ceiling construction systems as well as the development of a replacement unitary, lightweight steel ceiling system and related legal standards. Based on the material conditions and progression of the study, appropriate components were chosen and details were modified by mock-up test. A final study model was evaluated for performance and adaptability based on four parameters (indoor environment, constructability, budget economy, and aesthetics) and compared to the pre-existing ceiling system. As a result of the initial study, a lightweight steel design was created consisting of a reinforced structure with modular bars and entry holes for components. This system was hung directly on the suspension structure. The new design increased lighting and acoustic performance adapted to an indoor environment. Moreover, the speed of construction was increased by approximately 30%, the cost was decreased by approximately 20%, and ceiling aesthetics were improved.

Half-Deck을 포함한 60 m 경간 PSC 거더의 단면 및 텐던 프로파일 최적화 연구 (A Study on the Optimum Cross-section and Tendon Profiles of 60 m span Half-Decked PSC Girder Bridge)

  • 김태민;김도학;김문겸;임윤묵
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6A호
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    • pp.417-424
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    • 2011
  • 본 연구에서는 60 m 급의 장경간 PSC 거더의 개발을 위하여 단면 개선부터 텐던 배치 형상까지 구조적인 성능뿐만 아니라 경제성과 시공성 등을 고려해가며 거더 개발에 관한 연구를 진행하였다. 단면 최적화를 통해 Bulb-T 형의 단면을 도출하였고 단면 평가를 통해 실제 설계 가능성을 평가하였다. 또한 텐던의 배치를 효율적으로 구성하여 사용하중에 대해 효과적으로 대처할 수 있도록 하였다. 실제 대상교량을 선정한 후 개발 거더를 적용해 유한요소해석을 수행한 결과, 모든 하중단계에서 설계 허용응력을 만족하였다. 또한 사용하중에 의해 발생하는 응력이 허용하중보다 작아 안전측 설계가 가능한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 실물 크기의 60 m 거더를 제작해 4점 실험을 실시한 결과 초기 균열이 사용하중의 2배 이상에서 발생하여, 실험 결과를 통해서도 충분한 구조적 성능을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 Half-Decked PSC 형식의 60 m 거더는 단면개선과 효율적인 텐던 배치로 경간대비 매우 낮은 형고를 갖게 되었고, 구조적인 이점은 물론 경제성이나 시공성 등에서도 큰 장점을 가질 것으로 판단된다.

슬러리월의 내진설계를 위한 강재각관과 확대머리 철근으로 구성된 기계적 이음의 시공성 평가 (Constructability Evaluation of Seismic Mechanical Splice for Slurry Wall Joint Consisting of Steel Tube and Headed Bars)

  • 박순전;김대영;임인식
    • 한국건축시공학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.295-303
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    • 2023
  • 최근 지진 발생의 빈도가 점진적으로 높아지고 있고 기초가 놓이는 지반의 특성 및 지층별 특성에 따른 지진 토압 연구결과가 활발해짐에 따라 지하구조물의 안전성 확보를 위한 내진설계가 의무화 되었다. 특히 초고층 건축물에서는 지상 구조물에 작용하는 횡력이 상대적으로 크므로 지하외벽의 역할이 기존의 토압에 대한 면외저항 외에도 지진하중, 지진토압, 정적토압에 의한 면내 방향의 전단벽 역할이 필수적이다. 슬러리월 공법은 벽체의 강성이 높아 다른 공법에 비해 안전하고 차수성이 우수하며 소음과 진동이 작기 때문에 도심지 대규모 초고층 현장 흙막이 공사에 자주 사용되고 있다. 하지만 슬러리월은 각기 패널로 분리되어 있어 면내 방향에 대해서는 벽체의 일체성이 확보되지 않는 구조형식이다. 그러한 기존의 슬러리월 공법을 이용하여 개개 패널로 전단력에 저항하면 슬러리월 단면이 지나치게 커지게 된다. 따라서 슬러리월 패널 간 일체성을 확보할 수 있는 전단보강 방법이 필요하며 이에 1차 패널과 2차 패널로 형성되는 슬러리월 시공절차를 고려하여 일부가 개방된 강재각관과 확대머리 철근으로 구성된 기계적 이음 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 이음방법의 각 부위가 설계한 내력을 효과적으로 발휘할 수 있는지 그 타당성 및 시공성을 검증하기 위하여 현장 목업 실험을 실시하고 기존 유사공법들이 가지고 있는 단점을 얼마나 보완하며, 어떤 강점을 가지고 있는지도 또한 기술하고자 한다. 또 현장 목업 실험을 통해 도출된 여러 문제점을 지적하고 향후 문제점을 수정하여 더 나은 이음방법으로 발전하고자 연구를 진행하였다.

발주방식에 따른 성능수준 평가에 관한 연구 (Evaluation on Performance Level of Design-Build and Design-Bid-Build (Focused on Bridge Construction Projects))

  • 조규만;김희욱;현창택;구교진
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.75-83
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    • 2007
  • 최근 국내의 설계시공일괄방식(이하, 일괄방식)은 설계시공분리방식(이하, 기타방식)에 비해 높은 초기투자비용으로 인하여, 효용성에 대한 의문이 지속되고 있다 한편 발주방식별 성능을 평가한 기존의 연구를 살펴보면, 일괄방식은 공기측면과 품질측면에서 기타방식에 비해 우수한 것으로 보고되고 있다. 비교적 정량적 평가가 가능한 공기측면의 성과와 달리, 품질 측면의 성능은 해당 시설물의 발주자와의 면담을 통하여 만족도 수준을 평가하는 정성적인 평가가 대부분이다. 따라서 이 연구에서는 기존의 연구와는 달리, 2000년 이후 일괄방식과 기타방식으로 발주된 교량계획에 대한 성능수준을 평가하기 위하여, 설계도서 중심으로 계획성, 시공성, 유지관리성 등의 측면에서 평가해 보고자 한다. 이를 통하여 실제로 발주방식별 품질 등의 성능 측면에서 발주방식별 성능수준의 차이를 도출하였다.

콘크리트 격납구조물 돔과 링빔의 개선된 설계기법 (An Advanced Design Procedure for Dome and Ring Beam of Concrete Containment Structures)

  • 전세진;김영진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.817-824
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    • 2010
  • 약 콘크리트 격납구조물은 구조적 안전성이 뛰어나고 경제적이므로 원자력발전소 격납건물, LNG 저장탱크 등에 널리 사용되고 있다. 격납구조물 중 지붕 돔의 형태는 구조적 안전성, 물량 및 시공 난이도에 큰 영향을 미치므로 최적의 두께와 곡률을 도출하고자 하는 노력이 필요하다. 한편 일반적으로 PSC 구조로 설계되는 링빔은 이러한 돔을 지지하여 벽체의 변형을 최소화시키는 역할을 하며, 단면 크기와 더불어 프리스트레스 수준을 적절히 결정하는 것이 설계의 핵심이 된다. 이 연구에서는 축대칭 회전쉘의 막이론을 적용하여 본설계 시의 유한요소해석에 앞서 돔과 링빔의 초기 형상이나 프리스트레스 수준을 효율적으로 결정할 수 있는 기법을 제안하였다. 이러한 기법을 국내에서 시공된 격납구조물의 돔과 링빔에 적용하여 분석하고 단면 형상이나 프리스트레싱 설계에 대한 개선 방안을 고찰하였다.

대구경 콘크리트 충전형 합성기둥의 전단성능에 관한 해석적 연구 (Analytical Study of Shear Capacity for Large-Diameter Concrete-Filled Steel Tubes (CFT))

  • 정은비;염희진;유정한
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.435-445
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    • 2015
  • 콘크리트 충전형 합성강관(Concrete Filled steel Tube, CFT)는 우수한 연성과 강도를 발휘하며 건축물의 기둥 및 해양구조물의 교각 등에 적용되고 있다. 현존하는 CFT 전단 설계식은 지나치게 보수적이며 이는 CFT의 경제성과 시공성에 영향을 미친다. 그러나 합리적인 전단 설계식 제안을 위한 실험 연구는 거의 존재하지 않는다. 이 연구는 원형 콘크리트 충전 강관의 개선된 전단 설계식을 제안하기 위한 해석적 연구이다. 선행 연구에서 제시한 원형 CFT 해석 모델을 참고하여 해석 연구를 수행하였으며 해석 모델은 기존 실험 연구 결과를 이용하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여 변수 연구를 수행하였으며 전단성능에 끝단길이, 콘크리트의 압축강도, 직경두께비가 미치는 영향을 평가하였다.