본 논문에서는 이중질량을 갖는 랙시스템의 마찰거동을 고려한 지진응답해석 기법에 관하여 연구하였다. 마찰 거동을 모사할 수 있는 비선형 동적 시간이력해석 알고리즘을 개발하였다. 이중질량체 간의 미끄러짐과 일체화거동은 비선형 마찰모델로서 고려하였으며, 이를 적절히 모사하기 위한 수치해석기법을 개발하였다. 개발된 알고리즘을 이용하여 랙시스템의 지진 응답에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 랙시스템의 피해에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 주요 인자로 랙구조체 질량에 대한 적재질량체의 질량비와 두 질량체 사이의 마찰 계수를 선정하고, 질량비와 마찰계수를 변화시켜 가면서 최대 변위응답의 경향성을 분석하였다. 수치 모사 결과로 부터, 이중질량으로 모델링된 랙시스템의 변위응답은 구조물의 고유진동수가 커질수록 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통하여 제시하는 방법은 랙시스템의 마찰거동을 미끄러지는 거동을 적절히 모사할 수 있으며, 이로부터 내진 성능평가를 위한 효율적 수치해석 기법으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
Inelastic static pushover analysis has been used in the academic-research widely for seismic analysis of structures. Nowadays, the variety pushover analysis methods have been developed, including Modal pushover, Adaptive pushover, and Cyclic pushover, in which some weaknesses of the conventional pushover method have been rectified. In the conventional pushover analysis method, the effects of cumulative growth of cracks are not considered on the reduction of strength and stiffness of RC members that occur during earthquake or cyclic loading. Therefore, the Cyclic Pushover Analysis Method (CPA) has been proposed. This method is a powerful technique for seismic evaluation of regular reinforced concrete buildings in which the first mode of them is dominant. Since the bridges have different structures than buildings, their results cannot necessarily be attributed to bridges, and more research is needed. In this study, a cyclic pushover analysis with four loading protocols (suggested by valid references) by the Opensees software was conducted for seismic evaluation of two regular reinforce concrete bridges. The modeling method was validated with the comparison of the analytical and experimental results under both cyclic and dynamic loading. The failure mode of the piers was considered in two-mode of flexural failure and also a flexural-shear failure. Along with the cyclic analysis, conventional analysis has been studied. Also, the nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) method has been used to examine and compare the results of pushover analyses. The time history of 20 far-field earthquake records was used to conduct IDA. After analysis, the base shear vs. displacement in the middle of the deck was drawn. The obtained results show that the cyclic pushover analysis method is able to evaluate an accurate seismic behavior of the reinforced concrete piers of the bridges. Based on the results, the cyclic pushover has proper convergence with IDA. Its accuracy was much higher than the conventional pushover, in which the bridge piers failed in flexural-shear mode. But, in the flexural failure mode, the results of each two pushover methods were close approximately. Besides, the cyclic pushover method with ACI loading protocol, and ATC-24 loading protocol, can provided more accurate results for evaluating the seismic investigation of the bridges, specially if the bridge piers are failed in flexural-shear failure mode.
1970년대 산업화에 따른 플랜트 구조물이 노후화됨에 따라 구조적 기능을 상실해 발파 해체 공법을 활용한 해체 철거 수요가 증가하고 있다. 발파 해체공법은 기계식 해체공법에 비해 해체 공기가 짧아 환경공해 발생 노출 시간을 최소화할 수 있지만 잘못된 발파 설계 및 시공 계획에 따른 붕괴거동의 실패는 안전성에 매우 큰 위험을 유발한다. 따라서 붕괴거동 모사를 통해 최적의 발파 해체 조건과 이에 따른 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 Finite element method (FEM)와 Discrete element method (DEM)의 장점을 활용해 구축된 3-D Combined finite discrete element method (FDEM) 코드 기반 3-D DFPA 를 적용해 (구)서천화력발전소의 연돌 구조물에 대한 해체 모사를 수행하였으며 실제 구조물의 연돌 구조물 발파해체의 붕괴거동과 비교 분석하였다. 수치 모사 결과, 실제 구조물과 붕괴 거동 및 붕괴 완료 시간이 동일하게 나타났다. 또한, 발파구간 개구부 상부에 위치한 후드부의 크기가 연돌의 붕괴거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 후드부의 면적을 조정하여 해체 모사를 수행하고 균열 발생 양상 및 z-방향 변위 곡선을 통해 비교 분석하였다. 분석 결과, 후드부의 면적이 증가함에 따라 하중을 지지하는 면적이 줄어들고 그에 따른 균열 발생 증가 및 전도 시간 감소를 확인하였다.
본 연구는 측두하악장애의 연구 진단 기준(Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorder; RDC/TMD)을 이용하여 구분된 측두하악장애(Temporomandibular Disorder; TMD) 환자를 대상으로 안면의 골격적 양상과 TMD 사이의 연관성을 규명하고 교정 환자의 진단과 치료에 있어 RDC/TMD의 활용 가능성을 제시하고자 하였다. 서울대학교 치과병원 구강내과에 측두하악장애의 진단과 치료를 위해 내원한 여성 환자들의 의무 기록 및 방사선사진을 검토하였으며 환자의 연령이 18세 미만이거나 전신 질환, 골격적 기형 또는 측두하악관절 부위의 외상 병력이 있는 경우는 제외되었다. 총 96명의 여성 환자로부터 얻은 RDC/TMD Axis I 을 포함한 임상 검사 결과와 측방 두부규격방사선사진 (lateral cephalogram), 파노라마 방사선사진(panoramic radiograph) 및 횡두개 방사선사진(transcranial radiograph)을 이용한 방사선적 검사 결과를 분석하였다. RDC/TMD를 이용하여 집단을 분류한 후 측방 두부규격방사선사진의 각도 및 길이 요소들을 계측하여 안면의 골격 관계, 상하악 관계 및 치열 관계를 분석하였다. 통계적 분석법으로는 독립표본 t-검정(independent t-test), 일원분산분석(one-way Analysis of Variance; one-way ANOVA) 및 카이제곱 검정(chi-square test)을 이용하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 근육 문제를 진단하는 RDC/TMD Axis I 의 제 1 군 측두 두부방사선적 특징에서 통계적 유의성이 인정되지 않았다. 2. 관절원판 변위를 임상적으로 진단하는 제 2 군에서는 개구 장애를 동반하지 않는 비정복성 관절원판 변위가 있는 경우 관절원판 변위가 없는 정상 집단에 비하여 articular angle이 큰 것으로 나타났다. 3. 관절통, 관절염 및 관절증을 진단하는 제 3 군에서는 articular angle, FMA, Bjork sum, posterior facial height 및 facial height ratio에서 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 4. TMD 진단군과 골격적 양상 사이의 관계를 단순화하기 위하여 RDC/TMD Axis I 각 군을 양분법적으로 분류한 뒤 동일 한 방식으로 분석을 시행하였다. 그 결과 제 1 군에서는 overjet, 제 2 군에서는 articular angle, facial height ratio 및 IMPA, 마지막으로 제 3 군에서는 articular angle, gonial angle, facial convexity, FMA, Bjork sum, posterior facial height, facial height ratio 및 ANB angle에서 유의한 차이를 보였다. 이상의 RDC/TMD Axis I 을 이용하여 진단된 측두하악장애 환자를 대상으로 안면의 골격적 양상과 TMD 사이의 연관성 을 분석한 결과로부터 RDC/TMD Axis I 임상 진단에 따라 진단한 측두하악장애 환자 중 제 2 군과 제 3 군의 환자들에서 측두하악장애와 관련된 것으로 알려진 하악골의 후하방 회전으로 인한 골격적 차이가 존재함을 확인하였다. RDC/TMD Axis I은 교정 전 혹은 교정 치료 진행 중에 임상 검사 및 일반 방사선사진으로부터의 제한된 정보를 바탕으로 교정 치료 중 고려하여야 할 TMD 환자를 감별하는데 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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