대공간구조에서 접합부의 신뢰도는 매우 중요하다. 접합부에 사용되는 고력볼트의 나사부 유효단면적은 축부단면적보다 작고 볼트 축부에 락핀용 구멍이 있기 때문에 볼트 나사부 또는 락핀용 구멍에 응력집중 현상이 발생하여 취성 파단이 발생할 우려가 높다. 특히 접합부는 직렬형 구조로 이루어져 있다. 따라서 접합부에서의 극한상황시 파괴유형은 필히 취성파괴를 피해야 하며 연성파손으로 유도해야 한다. 따라서 본 연구에서는 볼 조인트 접합부의 소성변형능력을 향상시키고 현장에서 발생할 수 있는 시공오차의 흡수가 가능하도록, 볼트의 나사부나 핀부의 취성파단 없이 소성변형능력 향상을 목표로 하였다. 에너지흡수형 볼트를 사용함으로써 소성변형능력이 향상된 스페이스 프레임의 접합상세를 제안하였다.
During the last two decades, CFRP have been extensively used for repair and rehabilitation of existing structures as well as in new construction applications. For rehabilitation purposes CFRP are currently used to increase the load and the energy absorption capacities and also the shear strength of concrete columns. Thus, the effect of CFRP confinement on the strength and deformation capacity of concrete columns has been extensively studied. However, the majority of such studies consider empirical relationships based on correlation analysis due to the fact that until today there is no general law describing such a hugely complex phenomenon. Moreover, these studies have been focused on the performance of circular cross section columns and the data available for square or rectangular cross sections are still scarce. Therefore, the existing relationships may not be sufficiently accurate to provide satisfactory results. That is why intelligent models with the ability to learn from examples can and must be tested, trying to evaluate their accuracy for composite compressive strength prediction. In this study the forecasting of wrapped CFRP confined concrete strength was carried out using different Data Mining techniques to predict CFRP confined concrete compressive strength taking into account the specimens' cross section: circular or rectangular. Based on the results obtained, CFRP confined concrete compressive strength can be accurately predicted for circular cross sections using SVM with five and six input parameters without spending too much time. The results for rectangular sections were not as good as those obtained for circular sections. It seems that the prediction can only be obtained with reasonable accuracy for certain values of the lateral confinement coefficient due to less efficiency of lateral confinement for rectangular cross sections.
Deifalla, Ahmed F.;Fattouh, Fattouh M.;Fawzy, Mona M.;Hussein, Ibrahim S.
Steel and Composite Structures
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제33권6호
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pp.793-803
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2019
Concrete-filled steel tubular (CFST) beam-columns are widely used owing to their good performance. They have high strength, ductility, large energy absorption capacity and low costs. Externally stiffened CFST beam-columns are not used widely due to insufficient design equations that consider all parameters affecting their behavior. Therefore, effect of various parameters (global, local slenderness ratio and adding hoop stiffeners) on the behavior of CFST columns is studied. An experimental study that includes twenty seven specimens is conducted to determine the effect of those parameters. Load capacities, vertical deflections, vertical strains and horizontal strains are all recorded for every specimen. Ratio between outer diameter (D) of pipes and thickness (t) is chosen to avoid local buckling according to different limits set by codes for the maximum D/t ratio. The study includes two loading methods on composite sections: steel only and steel with concrete. The case of loading on steel only, occurs in the connection zone, while the other load case occurs in steel beam connecting externally with the steel column wall. Two failure mechanisms of CFST columns are observed: yielding and global buckling. At early loading stages, steel wall in composite specimens dilated more than concrete so no full bond was achieved which weakened strength and stiffness of specimens. Adding stiffeners to the specimens increases the ultimate load by up to 25% due to redistribution of stresses between stiffener and steel column wall. Finally, design equations previously prepared are verified and found to be only applicable for medium and long columns.
Problems in regard of ecological stability of urban ecosystem ensue from climate change and urbanization. Particularly, urban ecological conditions are deteriorating both quantitatively and qualitatively to a great extent. The present study aims to assess the current condition of selected sites (i. e. urban green zones and parks) in terms of preset assessment components; to find out problems and relevant solutions to improve the quality and quantity of parks and green zones; and ultimately to suggest some measures applicable to coping with climate change as well as to securing the ecological attributes of urban green zones and parks. According to the findings of this study, from quantitative perspectives, ecological attributes and responsiveness to climate change are high on account of the large natural-soil area(80%). By contrast, from qualitative perspectives including the planting structure (1 layer: 47%), the percentage of bush area(17%), the connectivity with surrounding green zones (independent types: 44%), the wind paths considered (5.6%), the tree species with high carbon absorption rates (20%), water cycles (17%), energy (8%) and carbon storage capacities(61%), ecological attributes and responsiveness to climate change were found very low. These findings suggest that the ecological values of urban parks and green zones should be improved in the future by conserving their original forms, securing natural-soil grounds and employing multi-layered planting structures and water bodies, and that responsiveness to climate change should be enhanced by planting tree species with high carbon storage capacities and obtaining detention ponds. In sum, robust efforts should be exerted in the initial planning stages, and sustained, to apply the methodology of green-zone development along with securing ecological attributes and responsiveness to climate change.
실내의 습도제어를 위하여 가습기가 필요하다. 이 중 기화식 가습기는 구조가 간단하고 에너지 소모가 적은 장점이 있다. 하지만 가습기의 핵심 부품인 소자는 일본 제품이 사용되고 있다. 본 연구에서는 일본 제품을 대체할 셀룰로오스와 PET 복합체로 만들어진 가습소자를 개발하고 일본 제품의 성능과 비교하였다. 시험은 소자를 항온항습실 내에 설치된 흡입식 풍동 입구에 설치하고 가습량과 압력손실을 측정하였다. 개발품의 가습 효율이 일본 제품에 비하여 2%~4% 우수하고 압력 손실도 일본 제품에 비하여 23%~32% 적게 나타났다. 또한 동일 압력손실에서 가습 성능을 의미하는 $j_m/f$의 값도 개발품에서 5%에서 28% 크게 나타났다. 한편 개발품의 물 흡수도는 일본 제품에 비하여 작게 나타났는데 향후 이 부분에 대한 보완이 필요할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 이상화구조요소법(理想化構造要素法)을 적용하여 좌초시(坐礁時) 이중저구조(二重底構造)의 손상(損傷) 및 강도(强度)를 효율적으로 해석할 수 있는 방법을 개발하였다. 또한 좌초사고(坐礁事故) 발생시에 이중저구조(二重底構造)의 내저판(內底板)이 손상을 받지 않기 위해 필요한 최소한도의 이중저높이, 즉 유효이중저(有效二重底) 높이의 결정법도 제안하였다. 이중저구조모델에 대한 기존의 실험(實驗) 및 탄소성대변형(彈塑性大變形) 유한요소해석(有限要素解析) 결과와 본해석법에 의한 해석결과를 비교하여 본해석법의 정도(精度)와 효율성(效率性)을 확인하였다. 다음으로, 본 해석법을 이중선각(二重船殼) 구조설계개념(構造設計槪念)을 바탕으로 설계된 4만톤급 정유운반성(精油運搬船)의 좌초문제(坐礁問題)에 적용하여 이중저구조의 수직부재(垂直部材) 간격 및 판두께와 이중저높이 등이 좌초시(坐礁時) 손상(損傷)에너지 흡수능력에 미치는 영향을 고찰하였으며, 또한 이들결과를 바탕으로 각 설계인자의 변화에 따른 최소이중저(最小二重底) 높이를 계산하였다.
종래 브레이스시스템은 횡력저항 및 층변위제어에 효율적이며 골조물량 감소에 따른 경제성이 향상되어 일반적인 강구조 횡력저항시스템으로 적용되고 있다. 그러나 압축측에서 항복응력에 도달하기 전 가새의 좌굴이 발생하여 충분한 내력을 발휘하지 못하고, 내력열화형의 이력거동으로 불안정상태가 된다. 좌굴에 의한 내력저하 개선시스템으로 중심재를 구속하여 좌굴방지가 가능한 비좌굴가새는 심재의 항복 이후에도 안정적인 이력특성을 나타내어 종래 브레이스에 비하여 에너지흡수능력이 우수하다. 최근 10년간 미국, 일본 및 대만에서 매우 다양한 형상의 비좌굴가새가 제안되었으나, 기존의 실험연구에서는 그 형상이 매우 제한적인 경향을 보이고 있다. 본 연구에서는 조립형 Precast RC 보강재를 가지는 비좌굴가새를 제작하고 이력특성을 평가하기 위한 부재실험을 수행하였다. 또한 실험결과를 AISC(2005)의 요구조항과 비교하였다.
In this work, direct contact 4-stage fluidized bed heat exchanger is experimentally studied to develop a new type of heat exchanger which recovers the energy contained in the high temperature waste gas exhausted from the industrial furnaces. A sand is used as a heat transfer medium in this experiment. To determine the optimum operating condition, 11 different perforated plates which have a different free area ratio with different hole diameter are used in the experiment. From the room temperature experiment, the pressure drop which is caused by fluidized bed formation is observed. The high temperature experiment is carried out to seek the optimum operating condition of high heat efficiency at low heat exchanger operation cost. The results of experiment are as following. The pressure drop in the high temperature condition can be predicted from the results of the room temperature experiment. And Nusselt number becomes smaller due to the increased interference between sand particles as Reynolds number increases when the dilute phase fluidized beds are formed in nigh temperature condition. But heat transfer amount through the total sand surface area become larger due to the large resident amount of sand. Considering the heat transfer amount and the heat exchanger operation cost, perforated plates which have either a 30% or 35% of free area ratio with 15mm of hole diameter are best fitted for our goal of this work. The values of .phi. which is a dimensionless number representing the absorption heat amount per unit sand rate are in the range from 0.4 to 0.5, when Reynolds number of waste gas ranges from 25-30 with these perforated plates.
본 연구의 목적은 국내 강구조 성능기반설계를 위한 접합부의 내진성능평가치를 제안하는 것에 있다. 최근 성능설계에 대한 기초연구가 국내, 외에서 증가하고 있으며, 본 연구에서는 외국의 성능설계기법을 조사, 분석하여 강구조 건축물의 성능한계분류를 제안하였다. 제안된 성능한계분류에 따라 강구조에 적합한 공학량으로서 내진성능규정치를 제시할 필요가 있다. 그 첫 번째 단계로 강구조 실대형 실험을 통한 접합부의 실험결과를 중심으로 기초자료를 조사하여 작성하였다. 모멘트 골조 접합부의 실험 데이터에서 얻은 모멘트-회전각 관계를 이용하여 항복하중 이하에 존재할 것으로 판단되는 기능한계와 손상한계는 층간변형각으로 구분하였다. 또한 항복하중과 최대하중 사이에 존재할 것으로 판단되는 복구한계와 안전한계는 소성율과 누적소성변형배율을 조사하여 구분하였다.
본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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