• Steel and Composite Structures
• /
• 제48권4호
• /
• pp.475-483
• /
• 2023

In this paper, a new energy-efficient semi-active hybrid bulk damper is developed that is cost-effective for use in structural applications. In this work, the possibility of active and semi-active component configurations combined with suitable control algorithms, especially vibration control methods, is explored. The equations of motion for a container bridge equipped with an MDOF Mass Tuned Damper (M-TMD) system are established, and the combination of excitation, adhesion, and control effects are performed by a proprietary package and commercial custom submodel software. Systematic methods for the synthesis of structural components and active systems have been used in many applications because of the main interest in designing efficient devices and high-performance structural systems. A rational strategy can be established by properly controlling the master injection frequency parameter. Simulation results show that the multiscale model approach is achieved and meets accuracy with high computational efficiency. The M-TMD system can significantly improve the overall response of constrained structures by modestly reducing the critical stress amplitude of the frame. This design can be believed to build affordable, safe, environmentally friendly, resilient, sustainable infrastructure and transportation.

• 국제초고층학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.115-124
• /
• 2022

Welding is a significant part of the construction industry. Since most high-rise building construction structures rely on a robust metal frame welded together, welding defect can damage welded structures and is critical to safety and quality. Despite its importance and heavy usage in construction, the labor shortage of welders has been a continuous challenge to the construction industry. To deal with the labor shortage, the ultimate goal of this study is to design and develop an automated robotic welding system composed of a welding machine, unmanned ground vehicle (UGV), robotic arm, and visual sensors. This paper proposes and focuses on automated weaving using the robotic arm. For automated welding operation, a microcontroller is used to control the switch and is added to a welding torch by physically modifying the hardware. Varying weave patterns are mathematically programmed. The automated weaving is tested using a brush pen and a ballpoint pen to clearly see the patterns and detect any changes in vertical forces by the arm during weaving. The results show that the weave patterns have sufficiently high consistency and precision to be used in the actual welding. Lastly, actual welding was performed, and the results are presented.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제24권6호
• /
• pp.393-404
• /
• 2023

This paper presents the application of hybrid-simulation-based adapter elements for the non-linear two-scale analysis of reinforced concrete frames with masonry infills under seismic-like demands. The approach provides communication and distribution of the computations carried out by two or more remote or locally distributed numerical models connected through the OpenFresco Framework. The modeling consists of a global analysis formed by macro-elements to represent frames and walls, and to reduce global degrees of freedom, portions of the structure that require advanced analysis are substituted by experimental elements and dimensional couplings acting as interfaces with their respective sub-assemblies. The local sub-assemblies are modeled by solid finite elements where the non-linear behavior of concrete matrix and masonry infill adopt a continuum damage representation and the reinforcement steel a discrete one, the conditions at interfaces between concrete and masonry are considered through a contact model. The methodology is illustrated through the analysis of a frame-wall system subjected to lateral loads comparing the results of using macro-elements, finite element model and experimental observations. Finally, to further assess and validate the methodology proposed, the paper presents the pushover analysis of two more complex structures applying both modeling scales to obtain their corresponding capacity curves.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제32권4호
• /
• pp.453-462
• /
• 2023

Designing pile foundations subjected to the uplift forces such as buildings, oil platforms, and anchors is becoming increasingly concerned. In this paper, the conceptual design of a new type of driven piles called expanding pile is presented and assessed. Some grooves have been created in the shaft of the novel pile, and some moveable arms have been designed at the pile tip. At first, static analyses using the finite element method were performed to evaluate the effectiveness of the innovative pile on the axial bearing capacity. Then its effect on seismic behavior of moment frame is considered. Results show that the expanding arms were provided an ideal anchorage system because of the soil's noticeable locking-up effect increasing uplift bearing capacity. For example at the end of the static tensile loading procedure, displacement decrement up to 55 percent is observed. In addition, comparing the uplift bearing capacity of the usual and new pile with different lengths in sand and clay layers shows noticeable effect and sharp increase up to about two times especially in longer piles. Besides, a sensible reduction in the seismic response and the stresses in the beam-column connection between 23-36 percent are achieved that ensures better seismic behavior of the structures.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제87권3호
• /
• pp.273-282
• /
• 2023

Concrete construction, one of the oldest building practices, is commonly used in all parts of the world. Concrete is the primary building material for both residential and commercial constructions. The challenge of protecting the buildings, hence nation, against the attack of terrorism has raised the importance to explore the understanding of building materials against the explosion. In this research, a security check-post (reinforced concrete frame filled with plain cement concrete) has been chosen to study the behavior of structural elements under blast loading. Eight nitroglycerines-based dynamite blasts with varying amounts of explosive charge, up to 17 kg weight has been carried out at various scale distances. Pressure and acceleration time history records are measured using blast measuring instruments. Security check post after being exposed by explosive loading are photographed to view cracking/failure patterns on the structural elements. It is noted that with the increase of quantity of explosive, the dimensions of spalling and crack patterns increase on the front panels. Simple empirical analyses are conducted using ConWep and other design manuals such as UFC 3-340-02 (2008) and AASTP-1 (2010) for the purpose of comparison of blast parameters with the experimental records. The results of experimental workings are also compared with earlier researchers to check the compatibility of developed equations. It is believed that the current study presents the simple and preliminary procedure for calculating the air blast and ground shock parameters on the structures exposed to blast explosion.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.91-101
• /
• 2009

철골구조의 확산과 보편화에 따른 건설산업의 대형화, 복합화 추세에 따라 건설 프로젝트의 수행 과정 중 수반되는 작업지연과 같은 불확실성 리스크 요소는 프로젝트의 공기증가, 비용상승, 품질저하로 이어지며 프로젝트의 성패에 영향을 미치는 중요한 관리요소로 간주되고 있다. 이에 전체 프로젝트의 완성도에 영향을 미치는 불확실성 요소에 관한 체계적인 관리방안이 요구되고 있으며, 건설 프로젝트 수행시 발생가능한 작업지연요인을 분석하고 이를 관리하는 것은 건설사업의 확실성을 높일 뿐만 아니라 경쟁력을 높이는 방법이라 할 수 있다. 이러한 측면에서 작업지연요인의 효율적인 관리를 위해서는 각 항목간 정량적 분석방법에 의한 우선순위를 산정하여 해당 공정별로 중점 관리하는 노력이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철골공사를 대상으로 공정별 작업지연요인을 파악하고, FMEA를 활용한 작업지연요인별 중요도의 정량적 수치화를 통하여 작업지연요인을 효과적으로 제거하고 관리할 수 있도록 공정별 코드화한 중점관리항목을 제시함으로써 효과적 관리 및 작업 지연 예방을 위한 기초적 자료를 제공하고자 하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.120-130
• /
• 2021

최근 정부는 건설재해 예방을 위하여 건설공사 안전관리를 강화하고 있으며, 예방적 차원의 작업자 안전관리 방안이 중요한 실정이다. 한편 모듈러 건축은 중고층 건축물 등으로 점차 확대 적용될 예정이나, 작업환경이 열악하고 안전관리가 미흡한 중소규모 건설현장이 많아 재해예방을 위한 안전관리가 미흡한 실정이다. 또한 국내 모듈러 건축의 안전관리 방안은 작업자의 안전사고에 영향을 미치나 시공오차, 하자 등 구조안전과 관련한 요소를 관리하는 품질관리에 집중되어 있어, 작업자의 안전보건을 관리하여 재해를 예방하는 작업자 안전관리는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내 연구 개발된 사례들을 분석하고 전문가 자문을 통하여 도출된 모듈러 건축의 작업자 안전관리를 위한 체크리스트의 분류체계를 제안하였다. 분류체계는 공장제작, 운송, 현장시공을 대분류로 구성하였으며, 하위체계는 현장시공의 6가지의 중분류 중 모듈러 골조설치 공사의 세부작업인 양중작업과 조립작업을 중심으로, 12가지의 단위작업을 구분하였다. 그리고 안전관리를 위한 관리요소에 따른 단위작업별 작업내용을 정의하고 분류체계에 최종적으로 반영하였다. 본 연구의 결과가 모듈러 건축의 건설현장에서 효율적인 안전관리를 수행하는데 기여할 수 있기를 기대한다.

• 스마트미디어저널
• /
• 제9권4호
• /
• pp.97-101
• /
• 2020

본 연구에서는 센서상의 전하량 변화를 통하여 전위차를 측정할 수 있는 수동형 전기장센서를 이용하여 사람의 손동작에 의해 유발되는 신호를 측정 장치의 전원이나 주변 전력선에 의해 센서에 유입되는 잡음(PLN: Power Line Noise)의 고조파 성분을 분석하여 동작신호를 검출하고 추출하는 연구를 수행 한다. 전기장 센서에 유입되는 전력선잡음으로 센서가 사람의 존재, 접근, 동작에 의해 영향 받는 사실을 이용해 PLN의 주성분인 60Hz 고조파 성분의 스펙트럼분석을 수행하여 PLN 신호의 증가 또는 감소를 식별할 수 있고 상대적으로 동작에 민감한 120Hz 성분을 이용한다. FFT를 사용하여 120Hz의 신호성분이 특정 임계값을 통과할 때 신호를 검출하는 방법이다. 동작이 탐지되는 경우 임계값을 기준으로 프레임을 결정한다. 본 연구의 방법을 이용하여 얻은 동작 감지 성공률은 약 90% 수준을 달성하였다. 이렇게 감지된 동작신호로 추출한 프레임의 정확도는 약 85%이다. 수동형 전기장 센서를 이용하여 동작신호를 PLN을 이용하여 동작검출에 이용한 연구사례는 국내외적으로 드문 사례이며, 본 논문에서는 PLN이 상존하는 실내 적용환경에서 유망하게 활용될 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권6호통권73호
• /
• pp.737-745
• /
• 2004

최근 구조물의 정확한 해석을 위하여 접합부의 강성에 반강접 개념이 도입되고 있다. 우리나라의 경우 반강접 접합부의 실험과 이론해석에 대한 연구가 산발적으로 진행되고 있으며, 체계적인 강구조설계를 진행할 정도의 연구성과를 내지는 못 한 상태이다. 그래서 스플릿-티(Split-Tee)를 이용한 접합부의 설계는 국내의 강종과 하중특성을 고려되지 못한 선진국의 연구자료에 의존하고 있는 실정이다. 본 논문은 F10T 고력볼트를 사용한 스플릿-티 접합부의 반강접 특성을 파악하고자, 기둥-보 접합부에 대한 반강접 연구 이전 단계로서 스플릿-티 인장접합부의 구조성능과 변형특성에 대해 실험을 통하여 규명하고자 한다. 플랜지 두께, 도장, 초기도입축력 및 하중가력패턴을 실험변수로 하였으며, 총 20개의 실험체를 제작하여 300ton UTM으로 인장실험을 수행하였다. 각 변수에 따른 스플릿-티 인장 접합부의 구조성능과 거동을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.440-447
• /
• 2020

조적구조는 소규모 건축물에서는 내력벽으로 사용되나 일반적으로 비내력벽으로 간주되어 건축물 골조구조의 내부공간을 구분하는 칸막이벽으로 활용되어진다. 또한 조적공사에서 블록이나 벽돌간의 접착제로 모르타르를 사용하는 습식공법은 양생시간이 필요하여 기후조건에 영향을 받으며, 특히 지진과 같은 횡력에 대해 모르타르의 균열로 벽체의 전도붕괴 등이 발생할 수 있어 매우 취약한 구조이다. 본 연구에서는 이러한 조적구조의 약축방향 전단강성을 보완하고 습식공법의 단점을 개선하는 건식 콘크리트블록 공법을 제안하고 그 구조거동을 규명하고자 한다. 이에 본 연구에서는 콘크리트블록의 재료물성을 살펴보고 수평반복하중에 대한 구조거동실험을 통해 제안된 건식조립 콘크리트블록 벽체의 내진성능을 검증하고자 한다. 본 연구결과에 의하면 첫째로, 콘크리트블록은 KS규준에 C종 블록의 재료성능 이상을 확보하고 있어 습식공법을 대신하는 건식공법에 적용할 수 있을 것이다. 둘째로, 수평반복하중에 대한 벽체의 구조성능은 벽체의 수평길이가 길어짐에 따라 사용된 표준형블록의 증가로 다수의 대각선방향 균열대를 형성하면서 조립블록벽체의 내력이 커짐을 알 수 있다. 끝으로 제안된 건식조립 콘크리트블록 벽체구조는 높이와 길이에 의한 벽체의 형상비가 수평 하중을 받는 구조거동에 주요 영향변수로 판단되어 이를 고려한 내진성능평가가 필요하다.