• 제목/요약/키워드: displacement capacity

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Experimental and numerical investigation on flexural response of reinforced rubberized concrete beams using waste tire rubber

  • Memduh Karalar;Hakan Ozturk;Yasin Onuralp Ozkilic
    • Steel and Composite Structures
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    • 제48권1호
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    • pp.43-57
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    • 2023
  • The impacts of waste tire rubber (WTR) on the bending conduct of reinforced concrete beams (RCBs) are investigated in visualization of experimental tests and 3D finite element model (FEM) using both ANSYS and SAP2000. Several WTR rates are used in total 4 various full scale RCBs to observe the impact of WTR rate on the rupture and bending conduct of RCBs. For this purpose, the volumetric ratios (Vf) of WTR were chosen to change to 0%, 2.5%, 5% and 7.5% in the whole concrete. In relation to experimental test consequences, bending and rupture behaviors of the RCBs are observed. The best performance among the beams was observed in the beams with 2.5% WTR. Furthermore, as stated by test consequences, it is noticed that while WTR rate in the RCBs is improved, max. bending in the RCBs rises. For test consequences, it is clearly recognized as WTR rate in the RCB mixture is improved from 0% to 2.5%, deformation value in the RCB remarkably rises from 3.89 cm to 7.69 cm. This consequence is markedly recognized that WTR rates have a favorable result on deformation values in the RCBs. Furthermore, experimental tests are compared to 3D FEM consequences via using ANSYS software. In the ANSYS, special element types are formed and nonlinear multilinear misses plasticity material model and bilinear misses plasticity material model are chosen for concrete and compression and tension elements. As a consequence, it is noticed that each WTR rates in the RCBs mixture have dissimilar bending and rupture impacts on the RCBs. Then, to observe the impacts of WTR rate on the constructions under near-fault ground motions, a reinforced-concrete building was modelled via using SAP2000 software using 3-D model of the construction to complete nonlinear static analysis. Beam, column, steel haunch elements are modeled as nonlinear frame elements. Consequently, the seismic impacts of WTR rate on the lateral motions of each floor are obviously investigated particularly. Considering reduction in weight of structure and capacity of the members with using waste tire rubber, 2.5% of WTR resulted in the best performance while the construction is subjected to near fault earthquakes. Moreover, it is noticeably recognized that WTR rate has opposing influences on the seismic displacement behavior of the RC constructions.

UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템 (A Fusion Sensor System for Efficient Road Surface Monitorinq on UGV)

  • 유성환;김서연;신지우;김태식;정진만
    • 스마트미디어저널
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    • 제13권3호
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    • pp.18-26
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    • 2024
  • 노면 모니터링은 노면의 함몰 정도 및 크랙 감지와 같은 위험 요소 관리를 통해 도로 환경의 안전성을 유지하는 필수적인 과정이다. 고성능 2D 레이저 센서를 탑재한 자율주행 기반 UGV를 활용한 정밀 측정이 가능하지만, 고성능 센서의 에너지 소모량 증가로 인해 배터리 용량에 대한 한계가 있다. 본 논문에서는 UGV에서 효율적인 노면 모니터링을 위한 퓨전 센서 시스템을 제안한다. 제안된 퓨전 센서 시스템은 카메라를 통한 칼라 정보와 선레이저 센서를 통한 깊이 정보를 결합하여 노면 모니터링의 정밀한 변위 탐지를 가능하게 한다. 또한 카메라 센서를 이용해 모니터링 대상의 탐지 여부에 따라 선레이저 센서 스캔 주파수를 동적으로 제어하는 동적 샘플링 알고리즘을 적용함으로써 불필요한 에너지 소모를 절감한다. 제안된 퓨전 센서 시스템에서의 평균 소비전력 모델을 제시하고 다양한 미션 환경의 크랙 분포 및 센서 특성을 고려하여 에너지 효율성을 분석한다. 성능 분석 결과, 선레이저 센서의 Active 상태 소비 전력이 Saving 상태의 2배이고, λ=10, µ=10인 환경에서 고정 샘플링 기법에 비해 전력 소비 효율이 13.3% 향상됨을 확인하였다.

중국군의 해양작전능력과 한국군의 과제 (PRC Maritime Operational Capability and the Task for the ROK Military)

  • 김민석
    • Strategy21
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    • 통권33호
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    • pp.65-112
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    • 2014
  • Recent trends show that the PRC has stepped aside its "army-centered approach" and placed greater emphasis on its Navy and Air Force for a wider range of operations, thereby reducing its ground force and harnessing its economic power and military technology into naval development. A quantitative growth of the PLA Navy itself is no surprise as this is not a recent phenomenon. Now is the time to pay closer attention to the level of PRC naval force's performance and the extent of its warfighting capacity in the maritime domain. It is also worth asking what China can do with its widening naval power foundation. In short, it is time to delve into several possible scenarios I which the PRC poses a real threat. With this in mind, in Section Two the paper seeks to observe the construction progress of PRC's naval power and its future prospects up to the year 2020, and categorize time frame according to its major force improvement trends. By analyzing qualitative improvements made over time, such as the scale of investment and the number of ships compared to increase in displacement (tonnage), this paper attempts to identify salient features in the construction of naval power. Chapter Three sets out performance evaluation on each type of PRC naval ships as well as capabilities of the Navy, Air Force, the Second Artillery (i.e., strategic missile forces) and satellites that could support maritime warfare. Finall, the concluding chapter estimates the PRC's maritime warfighting capability as anticipated in respective conflict scenarios, and considers its impact on the Korean Peninsula and proposes the directions ROK should steer in response. First of all, since the 1980s the PRC navy has undergone transitions as the focus of its military strategic outlook shifted from ground warfare to maritime warfare, and within 30 years of its effort to construct naval power while greatly reducing the size of its ground forces, the PRC has succeeded in building its naval power next to the U.S.'s in the world in terms of number, with acquisition of an aircraft carrier, Chinese-version of the Aegis, submarines and so on. The PRC also enjoys great potentials to qualitatively develop its forces such as indigenous aircraft carriers, next-generation strategic submarines, next-generation destroyers and so forth, which is possible because the PRC has accumulated its independent production capabilities in the process of its 30-year-long efforts. Secondly, one could argue that ROK still has its chances of coping with the PRC in naval power since, despite its continuous efforts, many estimate that the PRC naval force is roughly ten or more years behind that of superpowers such as the U.S., on areas including radar detection capability, EW capability, C4I and data-link systems, doctrines on force employment as well as tactics, and such gap cannot be easily overcome. The most probable scenarios involving the PRC in sea areas surrounding the Korean Peninsula are: first, upon the outbreak of war in the peninsula, the PRC may pursue military intervention through sea, thereby undermining efforts of the ROK-U.S. combined operations; second, ROK-PRC or PRC-Japan conflicts over maritime jurisdiction or ownership over the Senkaku/Diaoyu islands could inflict damage to ROK territorial sovereignty or economic gains. The PRC would likely attempt to resolve the conflict employing blitzkrieg tactics before U.S. forces arrive on the scene, while at the same time delaying and denying access of the incoming U.S. forces. If this proves unattainable, the PRC could take a course of action adopting "long-term attrition warfare," thus weakening its enemy's sustainability. All in all, thiss paper makes three proposals on how the ROK should respond. First, modern warfare as well as the emergent future warfare demonstrates that the center stage of battle is no longer the domestic territory, but rather further away into the sea and space. In this respect, the ROKN should take advantage of the distinct feature of battle space on the peninsula, which is surrounded by the seas, and obtain capabilities to intercept more than 50 percent of the enemy's ballistic missiles, including those of North Korea. In tandem with this capacity, employment of a large scale of UAV/F Carrier for Kill Chain operations should enhance effectiveness. This is because conditions are more favorable to defend from sea, on matters concerning accuracy rates against enemy targets, minimized threat of friendly damage, and cost effectiveness. Second, to maintain readiness for a North Korean crisis where timely deployment of US forces is not possible, the ROKN ought to obtain capabilities to hold the enemy attack at bay while deterring PRC naval intervention. It is also argued that ROKN should strengthen its power so as to protect national interests in the seas surrounding the peninsula without support from the USN, should ROK-PRC or ROK-Japan conflict arise concerning maritime jurisprudence. Third, the ROK should fortify infrastructures for independent construction of naval power and expand its R&D efforts, and for this purpose, the ROK should make the most of the advantages stemming from the ROK-U.S. alliance inducing active support from the United States. The rationale behind this argument is that while it is strategically effective to rely on alliance or jump on the bandwagon, the ultimate goal is always to acquire an independent response capability as much as possible.

성견 구개부 골내고정원 장치에 가해진 즉시 교정력이 주위조직에 미치는 영향 (An effect of immediate orthodontic force on palatal endosseous appliance$(C-Palatal\;Plate^{TM})$ in beagle Dog)

  • 김수정;이영준;정규림
    • 대한치과교정학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.91-102
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    • 2003
  • 이 연구는 구개부 골내고정원 장치 C-Palatal $Plate^{TM}$에 가해진 즉시 교정력이 장치 주위 골조직 및 연조직의 치유 반응에 미치는 영향을 조직학적으로 관찰하고자 시행되었다. 4마리의 비글 성견을 대상으로 정중 구개부에 장치를 식립한 후, 교정력을 전혀 가하지 않고 8주 경과된 한 마리를 대조군으로 하고, 식립 직후부터 8주간 지속적인 교정력을 받은 한 마리, 18주간 지속적인 교정력을 받은 한 마리, 그리고 18주간 지속적인 교정력을 받은 후 장치가 제거되고 이후 4주간의 치유기간을 거친 한 마리, 총 세마리를 실험군으로 하여 동요도 검사, 방사선 사진 관찰, 그리고 조직학적 관찰을 시행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 희생 후 조직괴의 측면 방사선 사진상에서, 대조군에 비하여 즉시 교정력을 받은 군에서는 플레이트의 수직적 변위가 발생하였으나 경미하였고, 동요도 검사시 모든 군에서 초기 안정성이 확인되었으며 실험기간 중 동요도의 증가는 없었다. 2. 상부 연조직의 치유상태는 실험군과 대조군 모두 병리적 변화가 관찰되지 않았다. 3. 골유착은 교정력을 가한 8주군과 18주군 모두에서 관찰되었고 18주 경과시 골유착의 분포가 더욱 증가되었다. 그러나 압박측과 긴장측간에 골유착 분포의 차이는 관찰되지 않았으며, 대조군이 실험군에 비하여 골유착에 불리한 것으로 나타났다. 4. 스크류 경부의 변연골은 대조군에서는 뚜렷한 변화가 없었던 반면, 8주군과 18주군에서는 압박측, 긴장측과 무관하게 부분적으로 변연골 침착 및 흡수가 일어났으나 경미하였다. 5. 비강으로 관통된 스크류에서, 8주군과 18주군에서는 스크류 표면을 따라 비강측으로 신생골 침착이 관찰되었으나, 대조군에서는 관찰되지 않았다. 6. 장치 제거 4주 후, 상피층은 긴밀하게 재생되었으나 결합조직은 성글고 불규칙한 배열을 보였으며, 장치를 둘러쌌던 결합조직피막이 잔존하였다. 스크류가 식립되었던 골부위에서는 왕성한 골개조가 진행되고 있었다. 즉시 교정력에 대하여 C-Palatal $Plate^{TM}$는 임상적으로 뿐만 아니라 조직학적으로도 충분한 고정원 가치를 지니는 것으로 확인되었다.

NRC 보-기둥 접합부의 구조적 거동 평가 (Structural Behavior Evaluation of NRC Beam-Column Connections)

  • 전지환;이상윤;김승훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.73-80
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    • 2022
  • 본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.

중간 지대치가 존재하는 고정성 국소의치에서 보철물 설계 및 치조골 상태가 응력분포에 미치는 영향 (Effect of prosthetic designs and alveolar bone conditions on stress distribution in fixed partial dentures with pier abutments)

  • 조욱;김창섭;전영찬;정창모
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.328-334
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    • 2009
  • 연구목적: 하악 제 1 소구치 및 제 1 대구치가 결손 되어 중간 지대치를 갖는 5 본 고정성 국소의치에서 비고정형 어태치먼트의 설계 유무 및 지대치의 지지골 상태에 따른 변위 및 응력분포의 차이를2 차원 유한요소분석을 통해 비교하여 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 5 본 고정성 국소의치는 일체형과 분할형으로 구분하였으며, 분할형에는 제 2 소구치와 제 1 대구치 사이에 비고정형 어태치먼트를 설계하였다. 지지골은 모두 정상인 경우와 세 개 지대치중 한 개의 지대치에서 임상적 치관 대 치근 비율이 6 : 4 정도까지 골 흡수가 일어난 세 가지 경우를 가정하여 총 네 가지의 지지골 상태를 설정하였다. 제 1 소구치와 제 1 대구치 가공치 중앙에 각각 150 N의 수직 분산하중과, 제 1 대구치 가공치 중앙에 300 N의 수직 집중하중을 가하였다. 결과: 일체형과 분할형 고정성 국소의치 모두에서 하중 시 하방 변위를 보였다. 분할형 고정성 국소의치에서 일체형보다 전방 지대치 지지골에서의 응력은 감소하였으나 중간 및 후방 지대치 지지골에서의 응력은 증가하였다. 지대치의 치조골 흡수가 있는 경우 해당 지대치의 지지골에 국소적인 응력 증가가 나타났다. 결론: 중간 지대치를 갖는 고정성 국소의치를 설계할 경우 유지 장치의 유지 능력과 지대치의 지주 상태 그리고 어태치먼트의 사용에 대한 주의 깊은 고찰이 필요하겠다.

폭발하중을 받는 콘크리트 구조물의 실험적 거동분석 : (II) 초고강도 콘크리트 및 RPC 슬래브의 실험결과 (Behavior Analysis of Concrete Structure under Blast Loading : (II) Blast Loading Response of Ultra High Strength Concrete and Reactive Powder Concrete Slabs)

  • 이나현;김성배;김장호;조윤구
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권5A호
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    • pp.565-575
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    • 2009
  • 최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료이지만, 일반강도 콘크리트는 충격 및 폭발하중에 대하여 충분한 저항성능을 가지지 않는다. 그러므로 방호설계에서는 고에너지 흡수력과 높은 파괴저항성을 지니는 새로운 재료의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 최근 활발하게 연구 중인 초고강도 콘크리트(UHSC)와 Reactive Powder Concrete(RPC)에 대한 방폭성능을 평가하고자 한다. UHSC와 RPC는 강도 및 성능향상, 부재의 치수 및 중량 감소, 내진저항성 향상과 같은 장점들로 인해 초고층건물 및 초장대교량에서 사용되어지고 있다. 또한 UHSC와 RPC는 9.11테러와 같은 테러 및 충격하중에 의한 사회주요시설물의 방호설계에 적용할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 폭발하중에 대한 UHSC 및 RPC 구조물의 거동을 파악하기 위하여 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 슬래브 구조물 시편을 제작하여 폭발실험을 수행하였으며, 폭발파의 특성 뿐만 아니라 최대 및 잔류 변위와 철근과 콘크리트 표면에서 변형률을 측정하여 구조물의 거동을 분석하였다. 또한 손상 및 파괴모드를 각 시편별로 측정하였다. 본 실험을 통해 UHSC 및 RPC가 일반강도콘크리트에 비해 폭발저항성이 높은 것으로 분석되었다.