• Steel and Composite Structures
• /
• 제46권4호
• /
• pp.539-551
• /
• 2023

In order to study the fire resistance of castellated composite beams with ortho-hexagonal holes and different beam-end restraints, temperature rise tests with constant load were conducted on full-scale castellated composite beams with ortho-hexagonal holes and hinge or rigid joint constraints to investigate the temperature distribution, displacement changes and failure patterns of castellated composite beams with two different beam-end constraints during the whole course of fire. The results show that (1) During the fire, the axial pressure and horizontal expansion deformation generated in the rigid joint constrained composite beam were larger than those in the hinge joint constrained castellated composite beam, and their maximum horizontal expansion displacements were 30.2 mm and 17.8 mm, respectively. (2) After the fire, the cracks on the slab surface of the castellated composite beam with rigid joint constraint were more complicated than hinge restraint, and the failure more serious; the lower flange and web at the ends of the castellated steal beams with hinge and rigid joint constraint produced serious local buckling, and the angles of the ortho-hexagonal holes at the support cracked; the welds at both ends of the castellated composite beam with rigid joint constraint cracked. (3) Based on the simplified calculation method of solid-web composite beam, considering the effect of holes on the web, this paper calculated the axial force and displacement of the beam-end constrained castellated composite beams under fire. The calculation results agreed well with the test results.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.57-70
• /
• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.69-80
• /
• 1988

본(本) 논문(論文)에서는 미소(微小)한 초기(初期)처짐을 가진 실제적(實際的)인 판요소(板要素)를 대상(對象)으로 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)을 동시(同時)에 받는 경우의 탄성좌굴(彈性挫屈) 및 최종강도(最終强度)를 평가(評價)하기 위한 간이추정식(簡易推定式)을 이론적(理論的)으로 도출(導出)한다. 좌굴강도추정식(挫屈强度推定式)의 도출(導出)에 있어서는 최소 (最小)포텐샬에너지 원리(原理)를 적용(適用)하여 종횡비(縱橫比)와 수압(水壓)의 크기를 변화(變化)시킨 시리즈 계산(計算)을 수행(遂行)하고, 이 결과(結果)를 바탕으로 하중(荷重)과 종횡비(縱橫比)에 관한 연속함수(連續函數)로서 근사추정식(近似推定式)을 도출(導出)한다. 한편, 최종강도추정식(最終强度推定式)의 도출(導出)에 있어서는 막응력분포(膜應力分布)를 explicit form으로 나타내기 위하여 수압(水壓) 또는 압축력(壓縮力)을 단독으로 받는 판요소(板要素)에 대한 탄성대변형(彈性大變形) 해석(解析)에 의하여 각각(各各)의 응력분포(應力分布)를 구(求)하고, 이들의 선형합(船型合)에 의하여 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)이 동시에 작용(作用)하는 경우의 전체적(全體的)인 응력분포(應力分布)를 계산(計算)하며, Mises의 항복조건(降伏條件)을 적용(適用)하여 추정식(推定式)을 도출(導出)한다. 본(本) 제안식(提案式)에 의한 좌굴(挫屈) 및 최종강도추정치(最終强度推定値)는 비교적(比較的) 작은 수압작용하(水壓作用下)에서는 실험(實驗)이나 다른 해석결과(解析結果)와 잘 일치(一致)하고 있으나, 큰 수압작용하(水壓作用下)에서는 최종강도(最終强度)를 다소과대평가(多少過大評價)하는 경향(傾向)을 나타내고 있다. 이것은 수압(水壓)과 압축력(壓縮力)이 동시(同時)에 작용(作用)하는 경우의 응력분포(應力分布)를 각각(各各)의 선형합(船型合)에 의하여 구(求)하고, 상관관계(相關關係)를 고려(考慮)하지 않은데 주원인(主原因)이 있다. 그러나, 실제선박(實際船舶)의 판요소(板要素)에 작용(作用)하는 수압(水壓)의 크기는 슬래밍등에 의한 충격압(衝擊壓)을 제외(除外)하고는 비교적(比較的) 작으므로, 본제안식(本提案式)은 실용적(實用的)인 범위내(範圍內)에서는 충분(充分)한 정도(精度)의 결과(結果)를 준다고 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.87-94
• /
• 2002

최근 들어 국내에서는 경제적이고 효율적인 지하굴착공법으로 쏘일네일링 벽체와 지하구조물 외벽을 합벽처리하는 사례가 많아지고 있으며, 이같은 지하외벽 일체식 쏘일네일링 공법은 기존의 지보공법과 비교해 볼 때 굴착면적을 최소화하고 시공성을 개선할 수 있는 특징 이 있다. 또한 지하외벽 일체식 쏘일네일링 공법은 지하외벽의 단면 축소와 지하수에 의한 양압력의 영향에도 대처할 수 있는 장점이 있으나 아직까지는 이에 대한 연구가 미흡하여 보수적으로 설계되고 있는 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 실내모형실험을 통해 전면벽체의 강성에 따른 쏘일네일링 보강토체의 거동 및 네일의 두부에 작용하는 인발력을 분석하여 전면벽체의 강성에 따른 쏘일네일링 벽체의 파괴유형을 규명하고 사용상태 및 한계상태에서의 변위양상 및 네일 두부에서의 인장력 분포를 분석하였다. 또한 전면판의 강성이 쏘일네일링 벽테의 전체 안정성에 미치는 영향을 분석하였으며, 향후 전면벽체의 강성에 따른 지반-네일의 상호작용에 대한 모델개발에 필요한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.293-302
• /
• 2014

본 연구에서는 배추 재배에 적합한 규격과 생육 환경을 조성해 줄 수 있는 비가림하우스를 개발하고자 하였다. 전국 53개 배추 비가림재배 농가를 대상으로 비가림하우스 구조실태 및 구조개선 희망사항을 조사하여 비가림하우스 폭과 높이를 설정하였다. 비가림하우스 규격은 농기계 작업의 용이성, 농가의 의견 등을 고려하여 폭 6m, 처마높이 1.6m, 지붕높이 3.2m로 결정하였다. 서까래 규격별 구조안전성과 설치비를 분석한 후 설치비가 가장 적게 드는 Ø$25.4{\times}1.5t$ 파이프를 서까래로 하고 그 간격이 90cm인 모델을 기본 규격으로 결정하였다. 이 규격은 풍속 $27m{\cdot}s^{-1}$, 적설 17cm에 안전하기 때문에 이보다 기상하중이 큰 지역에는 적용하기가 곤란한데, 이를 해소하기 위해 피복재를 용마루까지 열어 골조 피해를 예방할 수 있는 구조로 설계하였다. 비가림하우스 양 측면에 있는 수동개폐기를 돌려 하우스밴드를 느슨하게 풀어주고 제어반에서 열림버튼을 누르면 개폐모터가 가이드 파이프를 따라 올라가면서 피복재가 용마루까지 개방된다. 피복재를 완전 개방할 경우 해충으로 인한 피해가 우려되므로 농가에서는 이를 막기 위해 방충망을 설치할 수 있다. 배추를 재배하는 기간에 태풍이 지나갈 수 있기 때문에 방충망이 구조안전에 미치는 영향을 분석하였다. $40m{\cdot}s^{-1}$의 바람이 방충망으로 덮여있는 비가림하우스 측면에 수직으로 작용하는 조건에 대해 유동-구조 연성해석 기법을 이용하여 구조안전성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피복재 부분은 바람의 영향을 그대로 받기 때문에 피복재 표면에 압력이 크게 작용하였다. 방충망 부분에도 풍하중이 작용하였으나 피복재 부분보다는 압력이 작게 작용하고 분포가 균일하였다. 유동해석에서 도출된 압력 데이터를 적용하여 구조해석한 결과, 최대응력은 파이프의 끝단 즉, 지면부분에서 나타났으며, 그 값은 54.6Mpa이었다. 구조안전 판단 기준인 파이프의 허용응력 215MPa 이내여서 구조적으로 안전한 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.153-164
• /
• 2015

전면기초의 설계 방법은 사용되는 가정에 따라 강성법과 연성법으로 구분된다. 강성법에서는 전면기초가 무한 강체이며 기초저면의 접지압 분포를 평면형으로 가정한다. 그러나 실제 기초는 강체가 아니므로 접지압이 평면형이 아닌 곡면형인 경우가 대부분으로, 강성법를 적용하는 것은 정밀한 해석이 될 수 없으며 발생되는 오차를 감수해야 한다. 한편, 연성법에서는 전면기초를 탄성지반 위에 놓인 판으로 생각하는데, 이 탄성판이론은 탄성지반 위에 무한 폭을 가진 평판에 집중하중이 작용하는 경우에 해당한다. 그런데 연성법에 의해 구하려는 모멘트, 전단력, 처짐 함수식은 매우 복잡하여 설계자가 이용하는데 많은 어려움이 있다. 또한 구조물 기초설계기준에서 복잡한 수식대신 설계를 위해 제공되는 그래프는 최대모멘트나 최대전단력을 나타내는 위험단면에서 그 함수값을 포함하고 있지 않아 이를 활용할 수 없다. 따라서, 본 연구에서는 연성법을 설계자가 보다 쉽게 이용하기 위해 회귀분석을 통하여 모멘트와 전단력, 처짐의 단순화된 함수식을 제안하였으며, 제안된 함수식들은 매우 단순화되어 활용하기 쉽고 매우 정확한 값을 제공하고 있다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제43권1호
• /
• pp.61-77
• /
• 2005

Statement of problem. The implant prosthesis has been utilized in various clinical cases thanks to its increase in scientific effective application. The relevant implant therapy should have the high success rate in osseointegration, and the implant prosthesis should last for a long period of time without failure. Resorption of the peri-implant alveolar bone is the most frequent and serious problem in implant prosthesis. Excessive concentration of stress from the occlusal force and biopressure around the implant has been known to be the main cause of the bone destruction. Therefore, to decide the location and angulation of the implant is one of the major considering factors for the stress around the implant fixture to be dispersed in the limit of bio-capacity of load support for the successful and long-lasting clinical result. Yet, the detailed mechanism of this phenomenon is not well understood. To some extent, this is related to the paucity of basic science research. Purpose. The purpose of this study is to perform the stress analysis of the implant prosthesis in the partially edentulous mandible according to the different nature locations and angulations using three dimensional finite element method. Material and methods, Three 3.75mm standard implants were placed in the area of first and second bicuspids, and first molar in the mandible Thereafter, implant prostheses were fabricated using UCLA abutments. Five experimental groups were designed as follows : 1) straight placement of three implants, 2) 5$^{\circ}$ buccal and lingual angulation of straightly aligned three implants, 3) 10$^{\circ}$ buccal and lingual angulation of straightly aligned three implants. 4) lingual offset placement of three implants, and 5) buccal offset placement of three implants. Average occlusal force with a variation of perpendicular and 30$^{\circ}$ angulation was applied on the buccal cusp of each implant prosthesis, followed by the measurement of alteration and amount of stress on each configurational implant part and peri-implant bio-structures. The results of this study are extracted from the comparison between the distribution of Von mises stress and the maximum Von mises stress using three dimensional finite element stress analysis for each experimental group. Conclusion. The conclusions were as follows : 1. Providing angulations of the fixture did not help in stress dispersion in the restoration of partially edentulous mandible. 2. It is beneficial to place the fixture in a straight vertical direction, since bio-pressure in the peri-implant bone increases when the fixture is implanted in an angle. 3. It is important to select an appropriate prosthodontic material that prevents fractures, since the bio-pressure is concentrated on the prosthodontic structures when the fixture is implanted in an angle. 4. Offset placement of the fixtures is effective in stress dispersion in the restoration of partially edentulous mandible.

• 지질공학
• /
• 제11권2호
• /
• pp.175-190
• /
• 2001

오염된 연약지반에 편재하중이 작용하는 경우에 있어서 지반의 소성화에 따른 측방유동에 대한 거동을 규명하기 위하여 기존의 이론적인 배경을 고찰하고, 모형실험을 통하여 실측한 결과를 상호 비교.분석하였다. 모형실험은 모형재하장치인 토조와 재하틀 및 재하판을 제작하여 토조 안에 함수비를 일정하게 유지한 상태에서 자연지반의 시료와 오염물질을 점진적으로 증가시킨 지반시료에 대하여 일정한 시간 간격으로 편재하중을 증가시키면서 침하량과 측방변위량 및 융기량 등을 관측하였다. 그 결과 한계하중은 실험값이 Tschebotarioff(q$_{cr}$=3.0$_{cu}$)의 제안값과 Meyerhof(q$_{cr}$=(B/2H+$\pi$/2)$_{cu}$)의 제안값에 근접하여 q$_{cr}$=2.78$_{cu}$값을 나타냈고, 극한하중은 Prandtl의 제안값에 근접하여 q$_{ult}$=4.84$_{cu}$값을 나타냈다. 측방유동압은 Matsui.Hong의 이론식에 의해서 산정함이 비교적 적절하며, 측방유동압의 최대값은 토층두께(H)의 0.3H 부근에서 발생하였으며, 복합형과 Poulos의 분포형태 및 오염되지 않는 연약점토(CL, CH)지반 보다 지표면측으로 상승하여 발생하였다. 안정관리방법은 지반의 측방유동에 의한 소성변위량을 많이 이용하고 있는 부영.교본, 자전.관구, 송미.천촌 등의 안정관리도에 적용한 결과 송미.천촌의{S$_{v}$-(Y$_{m}$/S$_{v}$)}관리도와 자전.관구의 {(q/Y$_{m}$)-q}관리도에서 얻어진 극한하중은 하중-침하량곡선 (q-S$_{v}$)에서 얻어진 극한하중 보다 적은 경향을 나타냈다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권5호
• /
• pp.287-296
• /
• 2019

본 논문에서는 지반경계조건의 설정이 프리캐스트 아치구조물의 폭발저항성능 평가에 미치는 영향을 수치해석적 기법을 사용하여 파악하고자 하였다. 지반경계조건은 고정조건과 PML(perfectly matcher layer)을 이용한 경계조건의 두 가지로 적용하였으며, 폭발하중은 대상 구조물의 설계하중보다 큰 하중을 사용하여 경계조건의 영향을 명확히 비교할 수 있도록 하였다. 폭발압력의 분포 및 경로, 구조물에 발생하는 변위, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근의 응력을 비교 분석하였으며, PML을 적용하였을 때 지반 경계면에서 발생하는 반사파를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이로 인해 구조물 기초부의 변위가 감소하는 것으로 나타났다. 하지만, 콘크리트의 파쇄여부, 콘크리트 및 철근에 발생하는 응력을 포함한 전반적인 구조물의 거동에는 뚜렷한 차이가 발생하지 않았다. 따라서 방호시설의 설계를 목적으로 폭발시뮬레이션을 수행하는 경우에는 지반경계조건에 고정조건을 적용하였을 때 안전측의 결과를 얻을 수 있으며, 해석시간이 단축되는 이점도 있으므로 이러한 면을 종합적으로 고려하여 지반경계조건을 고정조건으로 적용하는 것이 합리적이라고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.25-36
• /
• 2008

해저 지하구조물을 시공할 경우는 높은 수압 및 침투압 등의 영향이 무시될 수 없으므로 지하구조물의 정확한 거동평가를 위해서는 수리-역학적 연계해석이 수행되어야만 한다. 또한, 실무에서는 암반이완하중을 고려하여 터널의 콘크리트 라이닝을 설계하며, 이를 위해 이완하중고($H_{relaxed}$)를 터널 주변의 국부안전율 분포를 이용하여 수치해석에 의해 산정하는 방법이 제안된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 해저터널을 대상으로 수리-역학적 연계해석 시 국부안전율을 이용한 이완하중고 산정 기법의 타당성을 살펴보았다. 3 등급 암반을 대상으로 숏크리트 수리특성을 이용한 유도 배수방법과 집수정펌핑을 이용한 유도 배수 방법을 비교한 결과 집수정 펌핑을 이용한 유도 배수방법이 보다 신뢰할 수 있는 결과를 준다고 발표된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 집수정의 펌핑을 이용한 유도 배수방법을 이용하여 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 이완하중고를 산정하여 제안식들과 적용성을 비교하였다. 연구 결과 연계해석 시 해저 시설물의 이완하중고를 정확하게 산정하기 위해서는 기존에 제시된 이론식 보다는 집수정의 펌핑을 이용하여 유도 배수하는 모델링 방법이 보다 정확하고 일관성 있는 결과를 얻을 수 있었다.