• 제목/요약/키워드: displacement of structure

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Enhancing the Seismic Performance of Multi-storey Buildings with a Modular Tied Braced Frame System with Added Energy Dissipating Devices

  • Tremblay, R.;Chen, L.;Tirca, L.
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.21-33
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    • 2014
  • The tied braced frame (TBF) system was developed to achieve uniform seismic inelastic demand along the height of multi-storey eccentrically braced steel frames. A modular tied braced frame (M-TBF) configuration has been recently proposed to reach the same objective while reducing the large axial force demand imposed on the vertical tie members connecting the link beams together in TBFs. M-TBFs may however experience variations in storey drifts at levels where the ties have been removed to form the modules. In this paper, the possibility of reducing the discontinuity in displacement response of a 16-storey M-TBF structure by introducing energy dissipating (ED) devices between the modules is examined. Two M-TBF configurations are investigated: an M-TBF with two 8-storey modules and an M-TBF with four 4-storey modules. Three types of ED devices are studied: friction dampers (FD), buckling restrained bracing (BRB) members and self-centering energy dissipative (SCED) members. The ED devices were sized such that no additional force demand was imposed on the discontinuous tie members. Nonlinear response history analysis showed that all three ED systems can be used to reduce discontinuities in storey drifts of M-TBFs. The BRB members experienced the smallest peak deformations whereas minimum residual deformations were obtained with the SCED devices.

개선된 저차 전단 변형 이론을 이용한 전기, 기계 하중을 받는 스마트 복합재 구조물의 연성 해석 (A Coupled Analysis of Smart Plate Under Electro-Mechanical Loading Using Enhanced Lower-Order Shear Deformation Theory)

  • 오진호;조맹효;김준식
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권1호
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    • pp.121-128
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    • 2007
  • Enhanced lower order shear deformation theory is developed in this study. Generally, lower order theories are not adequate to predict accurate deformation and stress distribution through the thickness of laminated plate. For the accurate prediction of detailed stress and deformation distributions through the thickness, higher order zigzag theories have been proposed. However, in most cases, simplified zigzag higher order theory requires $C_1$, shape functions in finite element implementation. In commercial FE softwares, $C_1$, shape functions are not so common in plate and shell analysis. Thus zigzag theories are useful for the highly accurate prediction of thick composite behaviors but they are not practical in the sense that they cannot be used conveniently in the commercial package. In practice, iso-parametric $C_0$ plate model is the standard model for the analysis and design of composite laminated plates and shells. Thus in the present study, an enhanced lower order shear deformation theory is developed. The proposed theory requires only $C_0$ shape function in FE implementation. The least-squared energy error between the lower order theory and higher order theory is minimized. An enhanced lower order shear deformation theory(ELSDT) in this paper is proposed for smart structure under complex loadings. The ELSDT is constructed by the strain energy transformation and fully coupled mechanical, electric loading cases are studied. In order to obtain accurate prediction, zigzag in-plane displacement and transverse normal deformation are considered in the deformation Held. In the electric behavior, open-circuit condition as well as closed-circuit condition is considered. Through the numerous examples, the accuracy and robustness of present theory are demonstrated.

슬래브궤도에 대한 유한요소와 횡방향 동특성에 관한 연구 (A Study on the Laterally Dynamic Characteristics and the Finite Elements of Concrete Slab Track)

  • 조병완;권병윤;태기호;마성운
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.500-507
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    • 2001
  • 본 연구에서는 콘크리트도상궤도의 일본식 프리캐스트식 슬래브 궤도와 수정된 단면궤도에 대하여 유한요소 해석을 위한 새로운 강성행렬의 조합을 통하여 각 요소들간의 상호 작용에 대하여 파악하였으며, 상용 프로그램의 이용하여 열차의 횡방향 및 종방향 하중에 대한 정적 해석 및 열차하중을 일련의 주기함수로 가정한 동적 해석을 실시하여, 이미 제안된 바 있는 개선된 단면과 기존의 구조 형식과의 거동의 차이를 파악하였다. 종방향 정적 해석의 결과, 개선된 단면의 응력이 기존의 슬래브궤도의 돌기부에서의 응력 보다 작은 값이 나타났으며, 횡하중에 대한 정ㆍ동적 해석을 수행한 결과 새로운 슬래브 궤도에서 미소하나 변위량의 감소가 발생하였다. 그러나 동적 해석의 결과, 새로운 궤도 시스템이 기존의 일본식 슬래브궤도 시스템에 비하여 가속도 값이 약 30% 이상의 상당한 감소가 있었다.

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Sputtering을 이용한 CdS 증착에 관한 연구 (A Study on CdS Deposition using Sputtering)

  • 이달호;박정철
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.293-297
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    • 2020
  • 본 논문은 multiplex deposition sputter system을 이용하여 ITO 유리에 CdS 박막을 증착하여 태양전지에 적용될 수 있는 가장 좋은 조건을 찾고자 하였다. RF power를 50W, 100W, 150W로 변화주었고 스퍼터링시간은 10분으로 하였다. 투과율을 측정한 결과, 400~800 nm 영역에서 평균 투과율은 60%에서 80% 까지 측정되었으며 150W일 때 84%로 가장 좋은 특성이 측정되었다. 또한 밴드갭은 50W일 때 3.762eV, 100W일 때 4.037eV, 150W일 때 4.052eV로 측정되었다. XRD 분석에서는 RF power가 증가하여도 CdS의 구조인 Wurtzite(hexagonal)로 관찰되었다. 그리고 RF power가 증가할수록 입자가 크고 균일하게 증착 되었나, 100W 일 때 입자들이 조밀하게 구성되었고 밀도가 크다는 것을 알 수 있었다. 그리고 두께 측정 결과 RF power 가 증가할수록 균일성 있게 증가되었다.

국내 비내진 설계 철근콘크리트 아파트에 대한 지진피해 예측 연구 (A Study on Earthquke Damage Estimation of Non Precede Designed Reinforced Concrete Apartment in Korea)

  • 권기혁;고용범
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.95-105
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    • 2005
  • 우리나라는 비교적 안정된 판 내부에 존재한다. 하지만, 1976년 안전지대로 평가된 중국 탕산지역의 대규모 지진이 발생한 것처럼 우리나라도 지진에 대해 안전한 지역이라고 단언할 수는 없다. 게다가, 지진학자들도 국내에서 중규모 이상의 지진발생 가능성이 높다고 지적하고 있다. 이러한, 지진은 자체를 예방할 수 없기 때문에 내진설계에 대한 연구와 지진재해 관리체계에 대한 연구가 전반적으로 이루어지고 있다. 그러나, 지진발생 시 초기 대응이나 수습과정에 대한 연구는 미비한 상태이며, 지진피해 평가시스템 구축을 위한 극소수의 연구가 진행되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구는 국내실정을 고려한 지진피해 평가시스템 구축을 위한 기초자료를 제시함을 목적으로 한다. 이를 위하여 강남구 비내진 철근콘크리트 아파트를 표준형 건축물로 선정하여 지진피해를 예측하고, 취약도 함수의 도출과 층간변위에 따른 피해평가를 행하여 HAZUS 프로그램 취약도 함수 적용결과와 비교 분석한다.

진동대 실험을 이용한 게비온-식생토낭 옹벽 시스템의 동적주동토압 산정 (Dynamic Active Earth Pressure of Gabion-Geotextile Bag Retaining Wall System Using Large Scale Shaking Table Test)

  • 김다빈;신은철;박정준
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제20권12호
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    • pp.15-26
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    • 2019
  • 본 연구에서는 게비온-식생토낭 옹벽에 대한 동적 특성을 평가하기 위해서 실대형 진동대 실험 시 토조 내부에 포설되는 흙과 식생토낭, 연결재, 게비온 등의 전단특성을 규명하고, 이 결과를 이용하여 실대형 진동대 실험을 수행하였다. 또한, 식생토낭벽체의 기울기, 지반가속도 등의 실험조건으로 실대형 진동대 실험을 실시하여 가속도, 변위, 토압에 대한 게비온-식생토낭 옹벽시스템의 동적 특성을 분석하였다. 결과, 1:0.3 기울기에서는 지진가속도가 $(0.154-0.44)g_n$일 때, 동적주동토압의 작용점은 저면으로 부터 (0.376-0.377)H인 것으로 나타났다. 1:1 기울기에서는 (0.389-0.393)H으로 나타나 기울기가 완만할수록 동적주동토압의 작용점은 높은 것으로 나타났다.

굽힘 하중을 받는 평직물 CFRP 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석 (Progressive Damage Analysis of Plain Weave Fabric CFRP Orthogonal Grid Shell Under Bending Load)

  • 임성준;백상민;김민성;박민영;박찬익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.256-265
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    • 2019
  • 본 논문에서는 평직물 CFRP로 제작한 직교 격자 쉘의 굽힘 하중에 의한 점진적 손상 연구를 수행하였다. 직교 격자는 복합재 바닥면과 함께 경화하여 제작하였다. 굽힘을 받는 직교 격자 쉘의 점진적 손상 해석은 Hashin-Rotem 파손 기준과 Matzenmiller-Lubliner-Taylor (MLT) 모델으로 비선형 유한요소법을 이용하여 수행하였다. 또한, 직교 격자 쉘에 대한 3점 굽힘 시험을 수행하였으며, 시험 결과와 해석 결과를 비교하였다. 변형률과 변위에 대한 시험과 해석 결과는 유사하게 나타났다. 손상 영역은 점진적 손상 해석으로 예측하였으며, 육안 검사와 초음파 비파괴 검사를 통해 측정한 결과와 비교하였다.

Bending characteristics of Prestressed High Strength Concrete (PHC) spun pile measured using distributed optical fibre strain sensor

  • Mohamad, Hisham;Tee, Bun Pin;Chong, Mun Fai;Lee, Siew Cheng;Chaiyasarn, Krisada
    • Smart Structures and Systems
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    • 제29권2호
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    • pp.267-278
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    • 2022
  • Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EIcr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).

열-수리-역학 거동 해석을 위한 경계면 요소의 수식화 (Numerical Formulation of Thermo-Hydro-Mechanical Interface Element)

  • 신호성;윤석
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권9호
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    • pp.45-52
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    • 2022
  • 암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

내진 구조용 압축재로 활용을 위한 폴리케톤의 특성 평가 (Properties Evaluation of Polyketone for Use as Earthquake-Resistant Structural Compression Material)

  • 이헌우;노진원;김영찬;허종완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제44권2호
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    • pp.133-139
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    • 2024
  • 본 연구는 현재 내진 구조 분야에서 압축부재로 사용되고 있는 폴리우레탄의 한계를 극복하기 위해 폴리케톤이라는 신소재 제안을 목적으로 한다. 기존 폴리우레탄은 우수한 탄성 특성을 지녔음에도 불구하고 구조물에 발생하는 변위를 회복하기에는 부족한 경향이 있다. 반면, 폴리케톤은 뛰어난 강도 성능을 보유함과 동시에 친환경 소재로 주목받고 있다. 이러한 장점을 가진 폴리케톤의 압축특성 평가를 위하여 기존에 사용되고 있던 폴리우레탄과의 비교실험을 진행하고자 한다. 단순압축실험과 반복 하중 조건에서의 실험 속도 변화를 통해 폴리케톤의 속도 의존성을 파악하고, 추가적으로 선행압축을 적용하여 압축거동 특성을 확인하였다. 폴리케톤은 폴리우레탄에 비하여 약 10배가량 높은 압축강도를 나타내었으며 비교적 작은 변위에서는 14배가량 높은 변형 회복능력으로 폴리케톤의 우수한 회복특성을 입증하였다.