• 제목/요약/키워드: plastic architecture

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RBS 약축 용접모멘트접합부의 내진성능 평가 (Cyclic Seismic Performance of RBS Weak-Axis Welded Moment Connections)

  • 이철호;정종현;김성용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.513-523
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    • 2015
  • H형강 철골 모멘트 골조에서는 기둥의 강축 방향 용접 모멘트접합부를 활용하는 것이 구조적으로 가장 이상적이다. 하지만, 모멘트 골조가 직교하는 경우, 기둥의 약축 방향으로도 용접 모멘트접합부를 사용해야 한다. 국내에서는 특히 강축 및 약축 방향 모두를 용접 모멘트접합부를 자주 사용하는 관행이 있다. 대표적인 연성내진상세인 RBS(reduced beam section, 보단면감소)접합부의 경우 국내외적으로 강축접합 위주로 실험연구가 진행되어 약축 RBS 용접모멘트접합부에 대한 실험자료가 매우 희소하다. 본 연구에서는 RBS를 도입한 약축 용접 모멘트접합부의 내진성능을 실험적으로 고찰하였다. Gilton-Uang (2002)의 선행연구를 참고하여 보 플랜지는 연속판과 맞댐용접하고 웨브는 전단이음판과 C-형 필릿용접부로 설계하여 실험을 수행하였다. 보에 사용된 강재가 내진용 강재가 아닌 일반 SS400 강재임에도 불구하고 3% 이상의 소성회전각을 발휘하였다. 제한된 결과이긴 하지만, 전단이음판과 보 웨브 사이의 C-형 필릿용접부 설계에서 보 웨브에 작용하는 휨모멘트와 전단력의 편심의 영향을 구체적으로 고찰할 필요가 있는 것으로 판단된다. 본 실험결과를 토대로 전단이음판 부근의 보 웨브 파단을 방지할 수 있는 C-형 필릿용접 형상 및 설계방안을 제안하였다. 보 플랜지와 연속판의 완전용입 용접부는 맞댄이음(butt joint) 형식이 되어 국부좌굴에 취약하고 이로 인해 피로파괴가 발생하는 경향이 있으므로 용접작업에 지장이 없는 범위에서 용접접근공(스켈럽)의 크기를 최소화할 필요가 있다. RBS형상, 스틱아웃, 트림, 연속판 두께 증가 등과 같이 이미 검증된 약축 모멘트 용접접합부의 내진상세들은 따르는 것이 바람직하다.

콘크리트 채움 U형 메가 합성보의 내진성능 평가 (Seismic Performance Evaluation of Concrete-filled U-shaped Mega Composite Beams)

  • 이철호;안재권;김대경;박지훈;이승환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.111-122
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    • 2017
  • 본 연구에서는 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보의 합성보통모멘트골조에 대한 적용성을 검토하였다. 대형 합성보의 실물대 내진성능실험에 대한 현실적 제약으로 인하여 작은 규모의 실험체에 대해 수행된 기존 실험결과의 분석과 수치해석연구의 보완을 통해 연구를 수행하였다. 이러한 형태의 합성보는 부모멘트 작용시의 웨브국부좌굴이 가장 중요하므로 선행 실물대 실험결과로부터 웨브의 판폭두께비와 층간변형능력 사이의 관계를 분석하였다. 그 결과, 25mm 두께의 U형 강재단면을 지닌 1900mm급의 대형 합성보라 하더라도 층간변위각 2% 이후 웨브국부좌굴을 경험하고 3% 이후 최대변형에 도달하는 것으로 확인되었다. 이는 합성보통모멘트골조의 요구조건을 상회하는 것으로 AISC 기준에 따른 웨브 판폭두께비 제한이 본 연구의 U형 단면에는 보수적임을 시사하기도 한다. 유한요소해석을 통해서는 합성보의 휨성능 및 웨브국부좌굴에 대한 수평스티프너의 영향을 분석하였다. 대형 합성보는 스티프너 보강과 관련없이 부모멘트 방향으로 공칭소성모멘트 이상의 휨성능을 발휘하였으며, 스티프너를 보강할 경우에는 웨브국부좌굴이 상당히 지연되는 긍정적인 효과가 있었다. 이상의 실험결과 분석 및 해석연구에 의하면 1900mm급의 춤이 깊은 콘크리트 채움 U형 메가 합성보는 합성보통모멘트골조에 보수적으로 적용가능한 것으로 판단된다.

도시하천 제방사면에 식재한 몇몇 벼과식물의 활착 및 군락유지 특성 (Characteristics of Rooting and Community Maintenance of Some Gramineae planted on Urban Stream Bank Slope)

  • 양홍모
    • 한국조경학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.42-59
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    • 2017
  • 도시하천 제방사면의 벼과식물 활착과 군락형성 연구를 위해 2010년 10월 중순 물억새, 억새, 띠, 새를 줄떼식재하였다. 플라스틱 묘상(길이 60cm ${\times}$ 너비 30cm ${\times}$ 깊이 5cm)에 원예용상토를 4cm 깊이로 채우고 실험초종의 씨앗을 2010년 4월 하순 파종한 후 2010년 10월 초까지 형성된 뗏장을 너비 6cm ${\times}$ 길이 15cm ${\times}$ 두께 4cm로 잘라서 제방사면에 수평 폭 약 10~15cm 간격으로 심었다. 줄떼식재 후 군락형성을 유도하기 위해 2011년~2013년까지 3년간 매년 2회 잡초를 제거하였다. 실험초종 모두 2012년에 줄떼 간격의 빈 공간을 줄기가 상당부분 채워 초기군락이 형성되었으며, 2013년에는 줄떼 간격의 빈 공간을 거의 채워 군락이 형성되었다. 군락형성 후 2014년과 2015년은 잡초제거 없이 군락유지가 가능한지 관찰하였다. 2013년과 2014년의 줄기수간, 초장간 t-검정과, 2014년과 2015년의 줄기수간, 초장간 t-검정을 수행하였다. t-검정에는 5월, 7월, 9월에 조사한 줄기수와 초장을 활용하였다. 실험초종 모두 2014년의 줄기수와 초장이 2013년보다 줄어들어(p<0.001) 잡초의 피해를 입었다. 물억새, 억새, 띠는 2014년과 2015년의 줄기수와 초장에 차이가 없어(p>0.05) 군락형성 후 잡초제거 없이 군락이 유지되었으나, 새는 2015년의 줄기수와 초장이 2014년보다 현저히 줄어들어(p<0.001) 잡초의 피해가 커 군락유지가 어려웠다. 하천제방사면의 초본류 군락 형성과 유지의 관점에서 줄떼식재의 경우 물억새, 억새, 띠가 적합한 초종으로 나타났다. 실험기간 5년 매년 9월에 조사한 물억새, 억새, 띠, 새의 줄떼식재와 포트식재 간 줄기수와 초장의 t-검정에서, 줄기수는 줄떼식재가 포트식재보다 많았고(p<0.001), 초장은 포트식재가 줄떼식재보다 길었다(p<0.05). 줄기수가 상대적으로 많은 줄떼식재가 제방사면 유실보호 관점에서 포트식재보다 유리한 것으로 드러났다.

고강도 강재보의 비탄성 횡-비틀림좌굴 제어를 위한 횡지지 거리 (Laterally Unbraced Length for Preventing Inelastic Lateral-Torsional Buckling of High-Strength Steel Beams)

  • 박창희;이철호;한규홍;김진호;이승은;하태휴;김진원
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.115-130
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    • 2013
  • 본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa를 지니는 고강도 강재로 조립된 H형강보의 횡지지거리에 따른 횡비틀림 좌굴강도를 현행 강구조설계기준(KBC 2009, AISC-LRFD 2010)을 바탕으로 평가하였다. 현행 기준은 고강도 강재와 응력도-변형도 특성이 확연히 다른 항복강도 350MPa 이하의 일반강을 전제로 정립된 것으로서, 고강도 강재에 대한 현행 기준의 적합성 여부가 우선 검토되어야 한다. 본 연구의 실험체는 모두 컴팩트 단면으로서 춤-폭비(H/B) 1.7을 갖는 실험군 A(상대적 뒤틀림 강성을 통한 모멘트전달이 작은 경우)와 2.7을 갖는 실험군 B(상대적으로 모멘트전달에 뒤틀림 강성 크게 기여하는 경우)로 구성하였다. 항복 이후의 응력도-변형도 특성의 영향을 받는 비탄성 횡좌굴 거동이 유발되도록 횡지지거리를 제어하면서 횡지지 구간 내에 균등모멘트가 작용하도록 가력하였다. 두 실험군 모두 현행 기준에 요구하는 강도를 충분히 상회하였고, 특히 뒤틀림 거동을 통한 모멘트전달이 크지 않은 실험군 A의 일부실험체는 소성설계에서 요구하는 수준의 회전능력까지 발휘하였다. 이들 실험결과는 현행 기준을 고강도 강재에 보수적으로 확대하여 적용할 수 있음을 보여준다. 실험결과를 좀더 심층적으로 분석하기 위해 일반강 및 고강도강의 응력도-변형도 특성을 고려한 H형강보의 횡지지거리에 따른 비탄성 횡좌굴강도 산정식을 유효접선계수를 반영하여 해석적으로 유도하였다. 이를 통해 소재의 항복강도와 탄성계수만을 고려하여 산정되는 현행 기준의 소성횡지지거리($L_p$) 제한식은, 항복참(yield plateau)없이 즉시 변형경화하는 고강도 강재에 적용하는 경우 보수적인 결과로 귀결됨을 입증하였다. 비탄성 횡좌굴 제어를 위한 횡지지거리는 소재의 항복강도 뿐만 아니라 항복 이후의 변형경화특성까지 반영하여 정의되는 타당하므로 이에 대한 개선의 필요성이 있다.

압축력을 병용한 하악골 신장술 (MANDIBULAR DISTRACTION OSTEOGENESIS WITH COMPRESSION FORCE - BONE DENSITY, HISTOLOGICAL FINDINGS AND TMJ RESPONSE)

  • 황영섭;허준;김욱규;박성진;황대석;김용덕;정인교;김규천
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제28권6호
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    • pp.531-548
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    • 2006
  • The purpose of this study was to investigate the biomechanical, histologic findings of distracted regenerate and TMJ response in modified distraction osteogenesis (DO) technique combined with compression force as biomechanical stimulation method which has been suggested in 2002, and developed thereafter by authors. This study was performed with two experiments. First experiment was designed to explore the optimal ratio of compression force versus distraction force for the new DO technique. Second experiment was planned to evaluate the reaction of TMJ tissue, especially condyle, disc after application of the DO technique with compression force. Total 52 New Zealand adult male-rabbits with 3.0kg body weight were used for the study. For the first study, 30 adult male-rabbits underwent osteotomy at one side of mandibular body and a external distraction device was applied on each rabbit with same manner. In the control group of 10 rabbits, final 8 mm of distraction with 1 mm rate per day was done with conventional DO technique after 5 latency days. For the experimental group of 20 rabbits, a compression force with 1 mm rate per day was added to the distracted mandible on 3-latency day after over-distraction (over-lengthening). As the amount of the rate of compression versus distraction, experimental subgroup I (10 rabbits) was set up as 2 mm compression versus 10 mm distraction (1/5) and experimental subgroup II (10 rabbits) was set up as 3 mm compression versus 11 mm distraction (about 1/3). All 30 rabbits were set up to obtain final 8 mm distraction and sacrificed on postoperative 55 day to analysis on biomechanical, and histologic findings of the bone regenerates. For second study, 22 adult male-rabbits were used to evaluate TMJ response after the DO method application with compression force. In the control group, 10 rabbits was used to be performed with conventional DO method, on the other hand, in a experimental group of 10 rabbits, 10 mm distraction with 2 mm compression (1/5 ratio) was done. The remaining 2 rabbits served as the normal control group. Histomorphologic examinations on both condyle, histological studies on condyle, disc were done at 1, 2, 3, 4, 7 weeks after distraction force application. The results were as follows: 1. On the bone density findings, the experimental group II (force ratio - 1/3) showed higher bone density than the other experimental group (force ratio - 1/5) and control group (control group - $0,2906\;g/cm^2$, experimental group I - $0.2961\;g/cm^2$, experimental group II - $0.3328\;g/cm^2$). 2. In the histologic findings, more rapid bone maturation like as wide lamellar bone site, more trabeculae formation was observed in two experimental groups compared to the conventional DO control group. 3. In morphologic findings of condyle, there were no differences of size and architecture in the condyle in the control and experimental groups. 4. In histologic findings of condyles, there were thicker fiberous and proliferative layers in experimental group than those of control group until 2 weeks after distraction with compression force. But, no differences were seen between two groups on 3, 4, 7 weeks after compression. 5. In histologic findings of disc, more collagen contents in extracellular matrix, more regular fiber bundles, and less elastin fibers were seen in experimental group than control group until 2 weeks after distraction with compression. But, no differences were seen between two groups on 3, 4, 7 weeks after distraction with compression. From this study, we could identify that the new distraction osteogenesis technique with compression stimulation might improve the quality of bone regeneration. The no remarkable differences on TMJ response between control and experimental groups were seen and TMJ tissues were recovered similarly to normal TMJ condition after 3 weeks.

PET 섬유의 보강효과에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Reinforcement Effects of PET Sheet)

  • 하상수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.163-169
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    • 2017
  • 비닐용기 등에 주로 사용되는 PET 섬유는 강도는 아주 작은 반면, 변형성능에는 아주 우수하기 때문에 지진 발생시 구조물의 대변형에 효과적으로 저항할 수 있는 보강재료로 사용가능하며, 일본에서는 이미 PET 섬유를 이용한 연구를 진행하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 PET(polyethylene terephthalate) 섬유의 횡구속 효과를 파악하고, PET 섬유의 보강효과와 기존에 사용해왔던 탄소섬유시트 및 유리섬유시트의 보강효과를 비교함으로써 PET 섬유의 현장적용성 여부를 파악하기 위한 것이다. 이를 위해 무근 콘크리트 공시체에 탄소섬유시트와 유리섬유시트 및 PET 섬유 등으로 구분하고 각각에 대해 콘크리트 강도와 보강겹수를 달리하여 실험체 별로 각각 2개씩 동일하게 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 탄소섬유시트 및 유리섬유시트로 보강된 실험체는 기존연구결과들과 마찬가지로 시트가 파단된 후 급격한 내력저하로 최종파괴 되었다. 그러나 PET로 보강한 실험체들은 PET 섬유가 파단되지 않고 최대 강도 이후 급격한 내력저하 없이 서서히 감소되면서 최종파괴 되었다. 또한, 탄소섬유시트 및 유리섬유시트로 보강한 실험체에 비해 강도증진 효과는 크지 않았으나, 연성측면에서는 매우 우수하게 나타나 향후 보강재료로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

비선형 동적 해석을 이용한 비내진 상세 RC 골조의 지진거동 특성 분석 (A Study on the Seismic Response of a Non-earthquake Resistant RC Frame Using Inelastic Dynamic Analyses)

  • 정성훈;이광호;이수권
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.381-388
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    • 2010
  • 이 논문에서는 내진상세가 적용되지 않은 RC골조의 지진 거동 특성을 파악하였다. 해석 대상 건물은 내진 규준의 적용을 받지 않고 중력하중만을 고려하여 설계되었다. 원형철근이 주철근으로 사용되었으며, 부재는 낮은 수준의 전단력을 견딜 수 있는 최소한의 스터럽이 사용되어 코어 부분의 구속효과는 거의 없다. 평면비정형성을 가진 건물의 경우, 푸쉬오버 해석을 통해서는 비틀림으로 인한 평면상에서 연단부의 손상집중을 파악할 수 없으므로 비선형 동적해석을 사용하는 것이 바람직하다. 섬유요소를 이용한 비선형 동적해석은 양방향 지진하중과 비틀림 거동의 영향을 받는 RC골조의 거동을 성공적으로 예측할 수 있었다. 하지만, 보다 진보된 응답 예측을 위해서는 부착 미끄러짐과 같은 보-기둥 접합부의 국부거동을 정밀하게 나타내는 모델링 요소의 개발이 필요하다.

콘크리트 강도평가를 위한 인발장치와 후매입 인발볼트의 개발 (Development of Post-installable Pullout Bolts and a Loading Device for Evaluating Concrete Strength)

  • 고훈범;이강;원종성
    • 한국건축시공학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.229-237
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    • 2011
  • 인발법은 콘크리트 강도를 비파괴적으로 측정하는 방법으로 매우 신뢰할 만한 실험결과를 보여주고 구미에서는 규격화되고 표준화가 이루어져 있다. 하지만 시험방법이 복잡하고 시험기기가 고가이어서 국내에서는 사용이 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 인발법이 현장에서 사용하기 쉽도록 시험방법을 간단히 하고 저렴하게 할 수 있도록 후매입 파단형 인발볼트를 이용한 인발시험법을 제안하였으며, 시험법에 필요한 후매입 파단형 인발볼트와 매입인발너트 고정방법, 인발시험기를 개발하였다. 특히 매입인발너트 고정방법으로는 임시고정용 볼트를 이용한 방법, 플라스틱 고정판을 이용한 방법, 고정막대를 이용한 고정방법을 제안하였다. 인발시험기는 유압실린더와 로드셀 등이 필요 없도록 기어를 이용하여 손잡이를 통한 회전력으로 인발시험이 가능하도록 고안하였다. 이 개발된 각각의 항목들은 직접 제작하고 현장에서 그 편리성과 정확성을 검토해 보았으며 검증실험도 실시하였다. 결과적으로 개발된 항목들은 추가적인 수정만 거치면 현장에서 유용하게 사용할 수 있으리라 판단된다.

원형 내부 구속 중공 RC 기둥의 심부 구속 횡방향 철근 연구 (Transverse Reinforcement for Circular Internally Confined Hollow RC column)

  • 원덕희;한택희;박우선;박종섭;강영종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.927-935
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    • 2013
  • 최근 지진의 발생빈도가 과거에 비해서 증가하면서 교량 구조물에도 내진성능에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중 교량 하부 구조물의 경우에는 횡방향 하중에 저항하기 위하여 소성힌지 부분에 심부 구속 횡철근을 배근하여 횡방향 구속 효과를 증대시키고 있다. 이것은 심부 구속 횡철근 배근을 통하여 교각에 필요한 강성 및 연성을 확보하여 내진성능을 향상시키고자 하는 것이다. 현재 심부구속 횡방향 철근량 산정에 대한 설계 기준은 국내의 도로교 설계 기준과 국외의 대다수 설계 기준이 동일한 설계 기준을 사용하고 있고, 이는 중실 철근 콘크리트 기둥을 대상으로 제안되어 있다. 이 식을 내부 구속 중공 RC 기둥에 그대로 적용하기에는 그 구성 요소가 상이하고 거동 특성이 다르기 때문에 무리가 따른다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 기둥에 현행 기준을 적용하였을 때의 해석적 방법에 의한 변위 연성도 분석을 통하여 특성을 분석하고 경제성 있고 합리적인 설계가 될 수 있도록 수정식을 제안하였다.

폐 FRP 선박에서 분리하여 얻은 F섬유의 염기성 용액에서의 강도저하 (Strength toss of F-Fiber Obtained from Recycling FRP Ship in a Basic Solution)

  • 이승희;김용섭;윤구영
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.42-45
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    • 2008
  • FRP 선박에서 발생하는 폐FRP를 처리하는 방법으로 분쇄하지 않고 판상으로 박리(剝離)하는 것을 제시한 바 있다. 폐 FRP에서 분리한 층상의 로빙층으로부터 얻은 F섬유는 FRP제조시 사용하였던 수지를 포함하여 원 유리섬유에 비해 그 인장강도가 우수하다(90% 이상). F섬유의 SEM 이미지로 많은 수지의 존재를 확인하였다. F섬유의 활용성을 건축자재에서의 대체물로 가정하고 염기성 용액(NaOH+KOH)에서의 강도를 측정하였다. 이 때 일어날 수 있는 반응 메카니즘은 유리섬유의 Si-O-Si결합 조직을 수산기 이온($OH^-$)이 공격하는 것으로 보았다. 측정된 인장강도 변화에 대해 $r^2$=96%로 맞추어 얻은 시뮬레이션 그래프로 반응 메카니즘을 추정할 수 있었다. 반응 초기에는 속도적인 반응에 의해 급격한 강도저하를 보이나 30일 이후에는 수산기 이온의 확산에 의존하는 패턴으로 강도가 저하되었다. 이는 앞서 보고된 AR유리에 대한 강도저하와 유사한 결과이며, 그래프를 외연하여 F섬유의 수명을 예측할 수 있다.

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