For the evaluation of the capability of a tubular member of an offshore structure to absorb the collision energy, a simple method can be employed for the collision analysis without performing the detailed analysis. The most common simple method is the rigid-plastic method. However, in this method any characteristics for horizontal movement and rotation at the ends of the corresponding tubular member are not included. In a real structural system of an offshore structure, tubular members sustain a certain degree of elastic support from the adjacent structure. End fixity has influences in the behaviors of a tubular member. Three-dimensional FEM analysis can include the effect of end fixity fully, however in viewpoints of the inherent computational complexities of the 3-D approach, this is not the recommendable analysis at the initial design stage. In this paper, influence of end fixity on the behaviors of a tubular member is investigated, through a new approach and other approaches. A new analysis approach that includes the flexibility of the boundary points of the member is developed here. The flexibility at the ends of a tubular element is extracted using the rational reduction of the modeling characteristics. The property reduction is based on the static condensation of the related global stiffness matrix of a model to end nodal points of the tubular element. The load-displacement relation at the collision point of the tubular member with and without the end flexibility is obtained and compared. The new method lies between the rigid-plastic method and the 3-demensional analysis. It is self-evident that the rigid-plastic method gives high strengthening membrane effect of the member during global deformation, resulting in a steeper slope than the present method. On the while, full 3-D analysis gives less strengthening membrane effect on the member, resulting in a slow going load-displacement curve. Comparison of the load-displacement curves by the new approach with those by conventional methods gives the figures of the influence of end fixity on post-yielding behaviors of the relevant tubular member. One of the main contributions of this investigation is the development of an analytical rational procedure to figure out the post-yielding behaviors of a tubular member in offshore structures.
It is the common practice to over design the reinforcement for the secondary tunnel lining due to the lack of rational insight into the ground loosening loads. and due to the conservative application of the empirical design methods. The main loads of the secondary lining are the ground Loosening loads and the ground water pressure, and the ground load is critical in the reinforcement design of the secondary lining in the case of drained tunnel. If the external load is absent around a tunnel, the reasons of the load far secondary tunnel lining are the deterioration of the primary supports such as shotcrete, steel rib, and rockbolts. Accordingly, the analysis method considering the ground-primary supports-secondary lining interaction should be required tar the rational design of the secondary tunnel lining. In this paper, the interaction was conceptually described by the simple mass-spring model and the load transfer from the ground and primary supports to the secondary lining is showed by the ground-primary supports-secondary lining reaction curves fur the theoretical solution of a circular tunnel. And also, the application of this proposed model to numerical analysis is verified in order to check the potential far the tunnel with the complex analysis conditions.
A simplistic approach towards evaluation of complete load deflection response of Reinforced Concrete (RC) flexural members under post fire (residual) scenario is presented in this paper. The cross-section of the RC flexural member is divided into a number of sectors. Thermal analysis is performed to determine the temperature distribution across the section, for given fire duration. Temperature-dependent stress-strain curves for concrete and steel are then utilized to perform a moment-curvature analysis. The moment-curvature relationships are obtained for beams exposed to different fire durations. These are then utilized to obtain the load-deflection plots following pushover analysis. Moreover one of the important issues of modeling the initial stiffness giving due consideration to stiffness degradation due to material degradation and thermal cracking has also been addressed in a rational manner. The approach is straightforward and can be easily programmed in spreadsheets. The presented approach has been validated against the experiments, available in literature, on RC beam subjected to different fire durations viz. 1hr, 1.5hrs and 2hrs. Complete load-deflection curves have been obtained and compared with experimentally reported counterparts. The results also show a good match with the results obtained using more complicated approaches such as those involving Finite element (FE) modeling and conducting a transient thermal stress analysis. Further evaluation of the beams during fire (at elevated temperatures) was performed and a comparison of the mechanical behavior of RC beams under post fire and during fire scenarios is made. Detailed formulations, assumptions and step by step approach are reported in the paper. Due to the simplicity and ease of implementation, this approach can be used for evaluation of global performance of fire affected structures.
This paper presents a complete S-shape feed rate scheduling approach (CSFA) with confined jerk, acceleration and command feed rate for parametric tool path. For a Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) tool path, the critical points of the tool path where the radius of curvature reaches extreme values are found firstly. Then, the NURBS curve is split into several NURBS sub-curves or blocks by the critical points. A bidirectional scanning strategy with the limitations of chord error, normal/tangential acceleration/jerk and command feed rate is employed to make the feed rate at the junctions between different NURBS blocks continuous. To improve the efficiency of the feed rate scheduling, the NURBS block is classified into three types: short block, medium block and long block. The feed rate profile corresponding to each NURBS block is generated according to the start/end feed rates and the arc length of the block and the limitations of tangential acceleration/jerk. In addition, two compensation strategies are proposed to make the feed rate more continuous and the arc increment more precise. Once the feed rate profile is determined, a second-order Taylor's expansion interpolation method is applied to generate the position commands. Finally, experiments with two free-form NURBS curves are conducted to verify the applicability and accuracy of the proposed method.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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1998.05a
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pp.153-204
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1998
Prediction of lining loads due to tunnelling is one of the major issues to be addressed in the design of a tunnel. The objective of this study is to investigate rational and realistic design loads on tunnel linings. factors influencing the lining load are summarized and discussed. The instruments for measuring the lining loads are reviewed and discussed because field measurements are often necessary to verify the design methods. Tunnel construction in the City of Edmonton has been very active for storm and sanitary purposes. Since the early 1970's, the city has also been developing an underground Light Rail Transit system. The load measurements obtained from these tunnels are compared with the results from the existing design methods. However, none of the existing methods are totally satisfactory, Therefore, there is some room for improvement in the prediction of lining loads. The convergence-confinement method is reviewed and applied to a case history of a tunnel in Edmonton. The convergence curves are obtained from 2-D finite element analyses using three different material models and theoretical equations. The limitation of the convergence-confinement method is discussed by comparing these curves with the field measurements. Three-dimensional finite element analyses are performed to gain a better understanding of stress and displacement behaviour near the tunnel face. An improved design method is proposed based on the review of existing design methods and the performance of numerical analyses. A specific method or combination of two different methods is suggested for the estimation of lining loads for different conditions of tunnelling. A method to determine the stress reduction factor is described. Typical values of dimensionless load factors nD/H for tunnels in Edmonton are obtained from parametric analyses. Finally, the loads calculated using the proposed method are compared with field measurements collected from various tunnels in terms of soil types and construction methods to verify the method. The proposed method gives a reasonable approximation of the lining loads. The proposed method is recommended as an approximate guideline for the design of tunnels, but the results should be confirmed by field measurements due to the uncertainties of the ground and lining properties and the construction procedures, This is the reason that in-situ monitoring should be an integral part of the design procedure.
Lakhade, Suraj O.;Kumar, Ratnesh;Jaiswal, mprakash R.
Structural Engineering and Mechanics
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v.67
no.6
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pp.587-601
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2018
Elevated water tanks are inverted pendulum type structures where drift limit is an important criterion for seismic design and performance evaluation. Explicit drift criteria for elevated water tanks are not available in the literature. In this study, probabilistic approach is used to determine maximum drift limit for damage state of yielding and damage state of collapse for the elevated water tanks supported on RC frame staging. The two damage states are defined using results of incremental dynamic analysis wherein a total of 2160 nonlinear time history analyses are performed using twelve artificial spectrum compatible ground motions. Analytical fragility curves are developed using two-parameter lognormal distribution. The maximum allowable drifts corresponding to yield and collapse level requirements are estimated for different tank capacities. Finally, a single fragility curve is developed which provides maximum drift values for the different probability of damage. Further, for rational consideration of the uncertainties in design, three confidence levels are selected and corresponding drift limits for damage states of yielding and collapse are proposed. These values of maximum drift can be used in performance-based seismic design for a particular damage state depending on the level of confidence.
Since the modular curves X(N) = $\Gamma$(N)\(equation omitted)* (N =1,2,3) have genus 0, we have field isomorphisms K(X(l))(equation omitted)C(J), K(X(2))(equation omitted)(λ) and K(X(3))(equation omitted)( $j_3$) where J, λ are the classical modular functions of level 1 and 2, and $j_3$ can be represented as the quotient of reduced Eisenstein series. When N = 4, we see from the genus formula that the curve X(4) is of genus 0 too. Thus the field K(X(4)) is a rational function field over C. We find such a field generator $j_4$(z) = x(z)/y(z) (x(z) = $\theta$$_3$((equation omitted)), y(z) = $\theta$$_4$((equation omitted)) Jacobi theta functions). We also investigate the structures of the spaces $M_{k}$($\Gamma$(4)), $S_{k}$($\Gamma$(4)), M(equation omitted)((equation omitted)(4)) and S(equation omitted)((equation omitted)(4)) in terms of x(z) and y(z). As its application, we apply the above results to quadratic forms.rms.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.20
no.3
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pp.81-89
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2020
As the damage caused by earthquakes gradually increases, seismic retrofitting for existing public facilities has been implemented in Korea. Several types of structural analysis methods can be used to evaluate the seismic performance of structures. Among them, for nonlinear dynamic analysis, the hysteresis model must be carefully applied because it can significantly affect the behavior. In order to find a hysteresis model that predicts rational behavior, this study compared the experimental results and analysis results of the existing non-seismic reinforced concrete frames. For energy dissipation, the results were close to the experimental values in the order of Pivot, Concrete, Degrading, and Takeda models. The Concrete model underestimated the energy dissipation due to excessive pinching. In contrast, the other ones except the Pivot model showed the opposite results with relatively little pinching. In the load-displacement curves, the experimental and analysis results tended to be more similar when the column axial force was applied to columns.
Journal of information and communication convergence engineering
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v.15
no.2
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pp.97-103
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2017
Implementation of faster pairing calculation is the basis of efficient pairing-based cryptographic protocol implementation. Generally, pairing is a costly operation carried out over the extension field of degree $k{\geq}12$. But the twist property of the pairing friendly curve allows us to calculate pairing over the sub-field twisted curve, where the extension degree becomes k/d and twist degree d = 2, 3, 4, 6. The calculation cost is reduced substantially by twisting but it makes the discrete logarithm problem easier if the curve parameters are not carefully chosen. Therefore, this paper considers the most recent parameters setting presented by Barbulescu and Duquesne [1] for pairing-based cryptography; that are secure enough for 128-bit security level; to explicitly show the quartic twist (d = 4) and sextic twist (d = 6) mapping between the isomorphic rational point groups for KSS (Kachisa-Schaefer-Scott) curve of embedding degree k = 16 and k = 18, receptively. This paper also evaluates the performance enhancement of the obtained twisted mapping by comparing the elliptic curve scalar multiplications.
2D input data have to be converted into 3D data by means of some functions and menu system in 2D input modeling system. But data in 3D input system for virtual spatial design can be directly connected to the 3D modeling data. Nevertheless, efficient surface modeling and deformation algorithm for the 3D input modeling system are not proposed yet. In this paper, problems of conventional NURBS surface deformation methods which can occur when applied in the 3D input modeling system are introduced. And NURBS surface deformation by 3D target curves, in which the designer can easily approach, are suggested. Designer can efficiently implement the virtual spatial sketching and design by using the proposed deformation algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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