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마찰거동을 고려한 이중질량시스템의 지진응답해석 (Seismic Response Analysis of a Two-Mass Rack System Considering Frictional Behavior)

  • 박관순;옥승용;이지호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.347-352
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    • 2018
  • 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.

강합성 하로 철도교의 동적거동에 대한 해석적 연구 (Analytical Research on Dynamic Behavior of Steel Composite Lower Railway Bridge)

  • 정영도;고효인;강윤석;엄기하;이성태
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.27-35
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    • 2019
  • 기존의 중-장경간 철도교량에는 주로 강박스 거더교가 적용되어 왔다. 하지만 강박스 거더교는 교량 아래의 공간확보가 불리하고, 주거더가 얇은 박판의 박스형상으로 이루어져 진동에 의한 울림소음이 발생하여 소음에 대한 많은 민원이 제기 되고 있다. 이와 같은 이유로 강박스 거더교를 대체할 수 있는 장지간 철도교량의 개발에 대한 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 이러한 이유로 최근에 개발된 강합성 하로 철도교에 대한 특징을 소개하고, 이 철도교의 주요 적용 지간인 40m와 50m 교량을 대상으로 실제 운행열차인 KTX 하중의 운행속도를 반영하여 상용유한요소프로그램인 MIDAS Civil을 이용하여 시간이력해석을 수행하였다. 또한 해석결과를 분석하여 대상교량의 동적거동 특성을 확인하고 철도설계기준에서 제시하고 있는 동적성능 기준을 만족하는지에 대해 검토하였다. 그 결과, 검토 대상 교량 모두 동적안전성 기준을 만족하였으나 지간 40m의 경우 연직가속도 값이 상당히 크게 나와 이에 대한 개선 방안을 제시하고, 단면을 수정하여 연직가속도의 감소를 확인하였다.

RC 슬래브교의 바닥판 균열 열화모델에 따른 이종손상 확산 분석 (Damage-Spread Analysis of Heterogeneous Damage with Crack Degradation Model of Deck in RC Slab Bridges)

  • 정현진;안효준;김재환;박기태;이종한
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.93-101
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    • 2022
  • 국내 RC 슬래브교의 경우 공용연수가 20년 이상인 교량이 전체의 70% 이상을 차지하며, 노후화된 구조물의 수가 증가함에 따라 구조물의 안전 진단 및 유지관리의 중요성이 증가하는 실정이다. 고속도로 교량의 경우 바닥판 균열은 열화현상의 우선적인 원인이 되며, 교량 내구성 및 사용수명 저하에 밀접한 관계가 있다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 부재 손상으로 인한 손상 발생 비율이 약 73%로 주부재보다 높다. 따라서 본 연구에서 교량 부재 손상과 바닥판 열화가 결합된 손상 시나리오를 정의하였다. 설계하중으로는 일교차를 고려한 온도 증감과 차랑햐중을 고려하여 개별 단일 손상 및 이종손상 시나리오 발생 시 바닥판 응력 분포와 최대 응력 발생 지점을 비교 분석하였다. 또한 바닥판 열화의 주요한 원인이 되는 균열의 점검 및 진단이력데이터 기반으로 공용연수 별 손상 시나리오에 대한 손상확산 분석 및 상태등급 예측을 수행하였다. 교량부재 손상이 동반되어 발생하는 이종손상의 경우 단일손상 대비 균열 면적율과 손상확산율이 증가되며, 상태등급 C에 도달하는 시기도 매우 빠를 것으로 예측된다. 따라서 교량부재 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 바닥판의 손상 발생과 손상 확산으로 인한 2차 피해를 유발하는 원인이 될 수 있다. 따라서 바닥판 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다.

산업용 연돌 발파해체에서 붕괴거동에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis of Collapse Behavior in Industrial Stack Explosive Demolition)

  • 전푸른;민경조;;박훈;석철기;송태협;장경필;조상호
    • 화약ㆍ발파
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    • 제41권3호
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    • pp.62-72
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    • 2023
  • 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.

지진 시 수직형 수소 저장용기의 거동 특성 분석 및 안전성에 관한 해석적 연구 (An Analytical Study on the Seismic Behavior and Safety of Vertical Hydrogen Storage Vessels Under the Earthquakes)

  • 이상문;배영준;정우영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.152-161
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    • 2023
  • 일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

구충증(鉤蟲症)에 관(關)한 연구(硏究) 제1편(第1篇) 구충(鉤蟲)의 감염(感染) 및 구충성빈혈(鉤蟲性貧血)에 관(關)한 고찰(考奈) (Studies on Ancylostomiasis I. An Experimental Study on Hookworm Infection and Anemia)

  • 이문호;김동집;이장규;서병설;이순형
    • 대한핵의학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.55-66
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    • 1967
  • In view of its prevalence in the Far East area, a more detailed knowledge on the hookworm infection is one of the very important medical problems. The present study was aimed to; determine the infectivity of the artificially hatched ancylostoma duodenale larvae in man after its oral administration, evaluate the clinical symptomatology of such infection, determine the date of first appearance of the ova in the stool, calculate the blood loss per worm per day, assess the relation-ships between the ova count, infectivity(worm load), blood loss and severity of anemia. An erythrokinetic study was also done to analyse the characteristics of hookworm anemia by means of $^{59}Fe\;and\;^{51}Cr$. Materials and Methods Ten healthy male volunteers(doctors, medical students and laboratory technicians) with the ages ranging from 21 to 40 years were selected as the experimental materials. They had no history of hookworm infection for preceding several years, and care was taken not to be exposed to reinfection. A baseline study including a through physical examinations and laboratory investigations such as complete blood counts, stool examination and estimation of the serum iron levels was done, and a vermifuge, bephenium hydroxynaphoate, was given 10 days prior to the main experiment. The ancylostoma duodenale filariform larvae were obtained in the following manner; The pure ancylostoma duodenale ova were obtained from the hookworm anemia patients and a modified filter paper method was adopted to harvest larger number of infective larvae, which were washed several times with saline. The actively moving mature larvae were put into the gelatine capsules, 150 in each, and were given to the volunteers in the fasting state with 300ml. of water. The volunteers were previously treated with intramuscular injection of 15mg. of chlorpromazine in order to prevent the eventual nausea and vomiting after the larvae intake. The clinical symptoms and signs mainly of the respiratory and gastrointestinal tracts, appearance of the ova and occult blood in the stool etc. were checked every day for the first 20 days and then twice weekly until the end of the experiment, which usually lasted for about 3 months. Roentgenological survey of the lungs was also done. The hematological changes such as the red blood cell, white blood cell and eosinophil cell counts, hemoglobin content and serum iron levels were studied. The appearance of the ova in the stool was examined by the formalin ether method and the ova were counted in triplicate on two successive days using the Stoll's dilution method. The ferrokinetic data were calculated by the modified Huff's method and the apparent half survival time of the red blood cells by the modified Gray's method. The isotopes were simultaneously tagged and injected intravenously, and then the stool and blood samples were collected as was described by Roche et al., namely, three separate 4-day stool samples with the blood sample drawing before each 4-day stool collection. The radio-activities of the stools ashfied and the blood were separately measured by the pulse-height analyser. The daily blood loss was calculated with the following formula; daily blood loss in $ml.=\frac{cpm/g\;stool{\times}weight\;in\;g\;of\;4-day\;stool}{cpm/ml\;blood{\times}4}$ The average of these three 4-day periods was given as the daily blood loss in each patient. The blood loss per day per worm was calculated by simply dividing the daily blood loss by the number of the hookworm recovered after the vermifuge given twice a week at the termination of the experiment. The iron loss in mg. through the gastrointestinal tract was estimated with the daily iron loss in $mg=\frac{g\;Hgb/100ml{\times}ml\;daily\;blood\;loss{\times}3.40}{100}$ 3.40=mg of iron per g Hgb following formula; Results 1. The respiratory symptoms such as cough and sputum were noted in almost all cases within a week after the infection, which lasted about 2 weeks. The roentgenological findings of the chest were essentially normal. A moderate degree of febril reaction appeared within 2 weeks with a duration of 3 or 4 days. 2. The gastrointestinal symptoms such as nausea, epigastric fullness, abdominal pain and loose bowel appeared in all cases immediately after the larvae intake. 3. The reduction of the red blood cell count was not remarkable, however, the hemoglobin content and especially the serum iron level showed the steady decreases until the end of the experiment. 4. The white blood cells and eosinophil cells, on the contrary, showed increases in parallel and reached peaks in 20 to 30 days after the infection. A small secondary rise was noted in 2 months. 5. The ova first appeared in the stool in 40. 1 days after the infection, ranging from 29 to 51 days, during which the occult blood reaction of the stool became also positive in almost cases. 6. The number of ova recovered per day was 164, 320 on the average, ranging from 89,500 to 253,800. The number of the worm evacuated by vermifuge was in rough correlation with the number of ova recovered. 7. The infectivity of ancylostoma duodenale was 14% on the average, ranging from 7.3 to 20.0%, which is relatively lower than those reported by other workers. 8. The mean fecal blood loss was 5.78ml. per day, with a range of from 2.6 to 11.7ml., and the mean blood loss per worm per day was 0.30ml., with a range of from 0.13 to 0.73ml., which is in rough coincidence with those reported by other authors. There appeared to exist, however, no correlation between the blood loss and the number of ova recovered. 9. The mean fecal iron loss was 2.02mg. per day, with a range of from 1.20 to 3.89mg., which is less than those appeared in the literature. 10. The mean plasma iron disappearance rate was 0.80hr., with a range of from 0.62 to 0.95hr., namely, a slight accerelation. 11. The hookworm anemia appeared to be iron deficiency in origin caused by continuous intestinal blood loss.

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