본 연구에서는 지진하중을 받는 파일기초의 횡방향 동적 거동해석이 수행되었다. 해석모델은 간편하면서도 비교적 정확한 Beam-on-twinkler Foundation 모델을 사용하였다. 동적 P-y 관계는 지반의 비선형 효과를 고려할 수 있는 Kagawa와 Kraft가 제안한 방법을 사용하였으며. 이 관계는 해석결과에 가장 큰 영향을 미친다. 또한, 파일의 군 효과도 근사적으로 고려하였다. 해석결과로는 파일이 지지하는 상부구조물이 없을 경우에는 파일의 거동은 지반의 거동과 일치하였다. 그러나 상부구조물이 있을 경우에는 파일과 지반사이에 상대변위가 발생하였다. 또한 파일의 내진설계시에는 지반의 거동으로 인하여 파일에 거리는 휭모멘트를 견딜 수 있게 설계하여야 한다.
A direct output feedback control scheme was recently proposed by the authors for single-story building structures resting on flexible soil body. In this paper, the control scheme is extended to mitigate the seismic responses of multi-story buildings. Soil-structure interaction is taken into account in two parts: input at the soil-structure interface/foundation and control algorithm. The former reflects the effect on ground motions and is monitored in real time with accelerometers at foundation. The latter includes the effect on the dynamic characteristics of structures, which is formulated by modifying the classical linear quadratic regulator based on the fundamental mode shape of the soil-structure system. Numerical result on the study of a $\frac{1}{4}$-scale three-story structure, supported by a viscoelastic half-space of soil mass, have demonstrated that the proposed algorithm is robust and very effective in suppressing the earthquake-induced vibration in building structures even supported on a flexible soil mass. Parametric studies are performed to understand how soil damping and flexibility affect the effectiveness of active tendon control. The selection of weighting matrix and effect of soil property uncertainty are investigated in detail for practical applications.
The field plate test has a good potential for determining since it measures both plate pressure and settlement. The deformation modulus of rock mass is differently measured for status of structures. The values of deformation modulus are obtained from laboratory test (uniaxial and triaxial test) and field test (pressuremeter test). Plate load test should be conducted by different loading plate sizes for geological structure of rock mass and scale of structures. In this paper, large plate load tests were performed to predict of structure's behavior and evaluate the ultimate bearing capacity of the foundation on soft rock. Simultaneously, deformation modulus of rock mass was estimated by back analysis of stresses measured in field test under rock mass. Finally, we verified the validation of deformation modulus of rock mass through result of large plate load test and numerical simulation.
Rahman, Mohammad Sabbir;Chang, Seongkyu;Kim, Dookie
Structural Engineering and Mechanics
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제63권4호
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pp.537-549
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2017
One of the main concerns of civil engineering researchers is developing or modifying an energy dissipation system that can effectively control structural vibrations, and keep the structural response within tolerable limits during unpredictable events like earthquakes, wind and any kind of thrust load. This article proposes a new type of mass damper system for controlling wideband earthquake vibrations, called Multiple Wall Dampers (MWD). The basic principle of the Tuned Mass Damper (TMD) was used to design the proposed wall damper system. This passive energy dissipation system does not require additional mass for the damping system because the boundary wall mass of the building was used as a damper mass. The multi-mode approach was applied to determine the location and design parameters of the dampers. The dampers were installed based on the maximum amplitude of modes. To optimize the damper parameters, the multi-objective optimization Response Surface Methodology was used, with frequency response and maximum displacement as the objective functions. The obtained structural responses under different earthquake forces demonstrated that the MWD is one of the most capable tools for reducing the responses of multi-storied buildings, and this system can be practically used for new and existing building structures.
In this research, the nonlinear free vibration analysis of boron-nitride micro ribbon (BNMR) on the Pasternak elastic foundation under electrical, mechanical and thermal loadings using modified strain gradient theory (MSGT) is studied. Employing the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ nonlinear geometry theory, the nonlinear equations of motion for the graphene micro ribbon (GMR) using Euler-Bernoulli beam model with considering attached mass and size effects based on Hamilton's principle is obtained. These equations are converted into the nonlinear ordinary differential equations by elimination of the time variable using Kantorovich time-averaging method. To determine nonlinear frequency of GMR under various boundary conditions, and considering mass effect, differential quadrature element method (DQEM) is used. Based on modified strain MSGT, the results of the current model are compared with the obtained results by classical and modified couple stress theories (CT and MCST). Furthermore, the effect of various parameters such as material length scale parameter, attached mass, temperature change, piezoelectric coefficient, two parameters of elastic foundations on the natural frequencies of BNMR is investigated. The results show that for all boundary conditions, by increasing the mass intensity in a fixed position, the linear and nonlinear natural frequency of the GMR reduces. In addition, with increasing of material length scale parameter, the frequency ratio decreases. This results can be used to design and control nano/micro devices and nano electronics to avoid resonance phenomenon.
Plant growth promoting (PGP) hormones, which are produced in a small quantity by bacteria, affect in plant growth and development. PGPs play an important role on the crop productivity in agricultural field. In this study, a photosynthetic bacterial strain producing the PGP was isolated from paddy soil. Bacterial isolate was gram negative, rod-shaped and motility positive. From the 16s rRNA gene sequence analysis, the isolate was identified as Rhodobacter capsulatus PS-2. The mass cultivation of R. capsulatus PS-2 was optimized by considering of the carbon, nitrogen and inorganic salt sources. Optimal medium composition was determined as Na-succinate 4.5 g, yeast extract 5 g, $K_2HPO_4$ 1 g, $MgSO_4$ 5 g, per liter. From the result of 500 L fermentation for 2 days using the optimal medium, the viable cells were $8.7{\times}10^9cfu/mL$. R. capsulatus PS-2 strain produced the carotenoid and indole-3-acetic acid (IAA). The carotenoid extraction and quantitative analysis were performed by HCl-assisting method. Total carotenoid contents from R. capsulatus PS-2 culture broth were measured as $7.02{\pm}0.04$ and $6.93{\pm}0.05mg/L$ under photoheterotrophic and chemoheterotrophic conditions, respectively. To measure the productivity of IAA, colorimetric method was employed using Salkowski reagent at optical density 535 nm. The results showed that the highest content of IAA was $197.44{\pm}5.92mg/L$ in the optimal medium supplemented with 0.3% tryptophan.
해중철도는 파도와 바람의 영향을 크게 받지 않는 해중을 통과하는 터널내에 고속열차가 운행하는 철도시스템으로 수심에 관계없이 설치할 수 있고, 모듈별 육상 제작후 해상 대조립으로 건설이 가능하기 때문에 건설비용이 획기적으로 절감될 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 해중철도의 개념설계안을 소개하고 안전성 확보를 위해 해중에서 잠수함과 충돌하는 경우를 대상으로 해중철도의 구조적 거동을 해석할 수 있는 기법을 제시하고자 한다. 탄성지지된 보이론을 활용하여 해중철도 함체의 등가 질량을 계산하고 잠수함과 완전탄성 충돌시 속도를 계산하고 에너지 보존의 원리에 따라 함체의 변형량과 최대굽힘모멘트를 계산하였다. 결과의 검증을 위해 보요소를 사용하여 충돌 유한요소해석을 실시하였고, 비교를 통해 타당성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 충돌 이론 해법은 간편하게 함체의 변형량과 최대굽힘모멘트를 계산할 수 있어 초기 설계시에 효과적으로 활용될 수 있다.
최근 증가 추세에 있는 화력발전소 건설에 있어서, 터빈 기초 구조물은 규모가 매우 큰 매스콘크리트이다. 매스콘크리트의 수화열은 구조물의 품질과 공기 등에 중대한 영향을 미치는 요인 중 하나이므로, 수화열 제어를 위한 적절한 방안은 필수적이다. 이 연구에서는 국내 복합화력발전소 터빈 기초 시공에 앞서 수화열 해석을 통하여 수화열 균열 발생 가능성을 예측하고, 수화열 제어 방안으로서 콘크리트 배합 및 양생방법 변경을 제안하였다. 콘크리트 배합은 기존 1종 보통시멘트 콘크리트 배합에서 슬래그시멘트 콘크리트 배합으로 변경을 제안하였고, 기존 양생포 및 살수양생방법을 개선하기 위하여 매스콘크리트 중심부와 표면부의 온도를 모니터링하여 온도차를 일정수준 이하로 일정하게 유지시켜주는 양생자동화시스템을 적용한 양생방법을 제안하였다. 실제 시공시에는 슬래그콘크리트 배합을 사용하고, 2기의 동일한 터빈 기초 구조물에 대하여 각각 보온양생공법과 양생자동화시스템을 적용하여 양생방법에 따른 온도균열 제어효과를 비교하였으며, 2기의 매스콘크리트에서 온도, 변형률 모니터링 및 균열 조사를 통하여 수화열 제어 효과를 평가하였다.
현재 국내의 건설공사현장에서는 도심부에 대형 건설사를 중심으로 초고층 건축물의 시공이 진행 중에 있다. 그런데 이러한 초고층 건축물의 기초는 상부의 큰 하중을 지지하기 위해 매우 두꺼운 매트 콘크리트가 필수적이다. 그러나 이와 같은 매스 콘크리트는 현장여건상 다량의 콘크리트를 동시에 타설할 수 없기 때문에 일체성에 의문이 제기되는 것은 물론이고 수화발열시간의 서로 다름에 따른 내응력에 의한 균열발생 가능성이 증가한다. 따라서 본 연구에서는 상기의 문제점을 해소시키고자 국내 모처에 건설되고 있는 초고층 건축물을 대상으로 초지연제의 응결시간차를 활용한 수평분할타설 건축 매스 콘크리트의 수화열 조정공법을 실제 건축현장에 적용하고자 Mock-up test를 통하여 그 효율성을 확인하였다. 실험결과 초지연제 투입 전 후슬럼프 플로우는 목표 지연시간이 길어질수록 다소 증가하였고, 공기량은 큰 차이는 없는 것으로 나타났으며, 응결시간은 목표 지연시간이 길어질수록 지연되었다. 목표 지연시간이 길어질수록 초기재령에서는 압축강도가 작게 나타났으나, 재령이 경과할수록 강도증진 폭이 크게 되어 재령 28일에서는 보통 콘크리트보다 동등 혹은 그 이상을 나타내었다. 또한 2단 및 4단으로 초지연제에 의한 응결시간차공법을 활용한 경우 하부와 상부간 콘크리트의 일체화 및 온도차를 낮추고, 수화열 피크시점이 후기로 늦어짐에 따라 균열발생가능성을 저하시키는 효과를 확인할 수 있었는데, 특히 4단 타설에서 가장 양호한 효과가 나타남을 확인할 수 있었다.
In this paper, field application of mass concreting using super retarding agent(SRA) are discussed based on setting. time difference with SRA in big discount market in Chongju. Mechanical and physical properties of .concrete are investigated. Temperature history of concrete is also measured. Slump and air content meet the requirement of target value. Compressive strength of concrete exceeded the nominal strength with 24MPa. Compressive strength of SRA concrete is higher than that of plain concrete by about $3\~4\%$. For temperature history, peak temperature of concrete at middle section at top concrete layer reached $49.6^{\circ}C$ within 24hours, and at bottom concrete layer, $54.6^{\circ}C$ within 42hours. Based on the naked eye's observation, no crack was found at mass concrete.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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