• 제목/요약/키워드: reinforcement design

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직립방파제의 케이슨 활동에 미치는 기후변화영향에 대한 수심의 효과 (Influence of Water Depth on Climate Change Impacts on Caisson Sliding of Vertical Breakwater)

  • 김승우;김소연;서경덕
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.179-188
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    • 2012
  • 기후변화가 구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석하기 위해 여러 수심에서 가상적으로 설계된 직립방파제의 성능을 평가하였다. 성능평가에서는 기후변화영향인 해수면 상승과 파고 증가를 고려한 성능설계법이 사용되었다. 성능설계법의 파랑변형 계산과정에서 많은 시간이 요구되는 문제를 극복하기 위해 범용 SWAN 모형에 인공신경망을 결합하였다. 학습된 인공신경망에 심해유의파고와 심해주파향 그리고 조위가 입력되면 구조물 위치에서 유의파고와 주파향이 신속하게 계산된다. 전반적으로 구조물의 안정성은 기후변화영향으로 감소하였지만 수심에 따라 서로 다른 경향을 보였다. 쇄파대 밖에서는 수심이 증가할수록 해수면 상승의 영향은 감소하고 파고 증가의 영향은 증가하였다. 한편, 쇄파대 내에서는 수심이 감소할수록 파고 증가와 해수면 상승의 영향 모두 감소하였다. 하지만 파고 증가의 영향이 해수면 상승의 영향보다 컸다. 이와 같은 결과를 반영하여 직립방파제의 유지보수 및 보강 대책을 수립해야 할 것이다.

초고성능 섬유보강 콘크리트로 보강된 콘크리트의 계면 전단강도 결정을 위한 경사전단 실험 (Slant Shear Test for Determining the Interfacial Shear Strength of Concrete Strengthened with Ultra-High Performance Fiber Reinforced Concrete)

  • 임우영;홍성걸
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.637-646
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    • 2016
  • 이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(Ultra-high performance fiber reinforced concrete, 이하 UHPFRC)로 보강된 콘크리트 계면에서의 전단강도 평가를 위한 경사전단실험을 수행하였다. 실험변수는 면처리 유무와 콘크리트 강도, 그리고 UHPFRC의 강섬유 혼입률이다. 콘크리트의 계면은 숏블라스팅으로 면처리되었다. 실험결과, 숏블라스팅으로 면처리된 실험체의 계면 전단강도는 매끄러운 표면을 가진 실험체의 부착강도에 비해 매우 크게 나타났으며, 거친면을 만들기 위한 숏블라스팅 방법은 매우 효과적인 방법인 것으로 나타났다. 숏블라스팅으로 표면처리를 할 경우, 전단마찰 철근이 없더라도 콘크리트 계면에서 저항하는 전단강도는 현행 기준에서 제시하고 전단강도 상한값을 초과하는 것으로 나타났다. 기존의 콘크리트와 UHPFRC 사이의 전단마찰 설계는 전단마찰 철근의 유무와 상관없이 현행 콘크리트 구조기준을 사용해도 무방할 것으로 판단된다. 다만, 면처리를 하지 않은 경우에는 적절한 전단 보강재가 추가 설치하여야 할 것이다.

복합거동연결체의 하중재하에 따른 변형 특성 및 취약부위 산정 (Evaluation of Deformation Characteristics and Vulnerable Parts according to Loading on Compound Behavior Connector)

  • 김기성;김동욱;안준혁
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.524-530
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    • 2019
  • 연구목적: 본 논문에서는 3차원 해석프로그램을 활용하여 인터페이스 요소를 구성하고, 일반적인 부재의 특성치와 강도가 보강된 부재의 특성치 등의 실제 표현할 수 있는 물성조건을 적용하여 연결체의 복합거동 안정성을 평가하고자 하였다. 연구방법: 해석 모델은 비선형적인 재료 거동을 포함한 솔리드 요소(Solid Element)를 사용하여 빔 구조 및 원형 플랜지, 볼팅 시스템 등의 부재를 설계도면과 동일한 치수로 모델링을 완성하였고 각 부재는 하나의 복합거동연결체로 조립되는 과정에서 다른 요소유형(Element Type) 접촉면의 통일성과 매쉬(Mesh) 생성을 보다 효율적으로 제어하여 분할작업(Partition)을 수행하였으며 부재들에 활용된 강재는 Gr. 50 탄소강 재질로 모델링 하였다. 연구결과: 부재별 접촉 인접부위, 하중재하부위, 고정단 부위, 취약예상부위 등으로 하여 하중단계별 변위 및 변형, 응력상태 등을 나타내고, 유한요소 해석 후 복합거동연결체의 각 하중단계에서의 변위, 변형, 응력 등의 분포도로 영향을 검증하고 설계의 타당성을 확인하였다. 결론: 따라서 이 결과를 토대로 하여 마이크로 파일의 설계 지지력이 결정되면 복합거동 연결체의 취약 지점의 파악과 보강의 정도를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

석션 가물막이 보강 상판의 구조 거동에 대한 수치해석 연구 (Numerical Investigation on Structural Behavior of a Lid with Stiffeners for Suction-installed Cofferdams)

  • 김정수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.7-17
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    • 2019
  • 대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

노후 공동주택 주차장 리모델링 공사 표준공기 설정에 관한 연구 (A Study on Normal Project Period for Parking Lot of Aged Apartment Housing)

  • 방성배;장준영;구충완;김태완;이찬식
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.107-119
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    • 2021
  • 최근 노후 공동주택의 주차면수 부족 등의 문제로 공동주택 리모델링에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 공동주택 리모델링 사업의 공사기간을 예측하기 위한 방법은 제시되지 않았다. 공동주택 리모델링 공사는 일반적인 공동주택 신축공사와 달리 철거공사나 보강공사가 수반되기 때문에 기존 공사기간 산정방안과 차별화된 현실성있는 리모델링 공사기간 산정방안이 제시되어야 한다. 따라서 이 연구에서는 공동주택 리모델링 공사의 지하주차장 공사기간을 도출하기 위한 모델을 제시하고자 한다. 선행 연구 고찰 및 전문가 자문을 통해 지하주차장 리모델링 공사의 19가지의 액티비티를 기준으로 각각의 공사기간을 산정하였다. 공사기간 산정을 위해 액티비티의 작업량데이터와 생산성데이터를 도출하였고, 생산성데이터의 보정을 위해 액티비티별 투입인원 및 장비투입대수를 결정하였다. 도출된 데이터를 활용하여 액티비티의 공사기간을 산출하였고, 액티비티 별 중첩기간 산정기준을 제시해 현실적인 공사기간과 예정공정표 작성이 가능하도록 하였다. 사례단지 검증을 통해 공사기간 정확도 예측 결과 정확도는 90%이상 일치하는 것으로 나타나 향후 공동주택 리모델링 공사의 지하주차장 개략 공사기간 예측과 공정표 작성이 가능할 것으로 기대된다.

확률분포를 이용한 취성재료 특성의 탄소섬유보강폴리머 인장물성평가 및 보정 (Evaluation and Modification of Tensile Properties of Carbon Fiber Reinforced Polymer(CFRP) as Brittle Material with Probability Distribution)

  • 김윤곤
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.17-24
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    • 2019
  • 탄소섬유보강폴리머(CFRP)는 경량이며, 성형성 및 작업성이 뛰어나 보수보강재료로서 널리 사용되고 있다. 하지만, 연성재료인 철근과는 달리 CFRP는 취성재료이므로, 철근에서 사용되는 전통적인 설계접근 방법을 적용하는 것은 부적합하다. 연성재료인 철근은 항복이후 요소사이의 응력재분배가 이뤄져 복합요소의 거동은 평균화된다. 따라서 복합요소의 응력 평균은 단위요소의 평균과 같고, 표준편차는 더 작아진다. 따라서 연성재료의 설계값은 증가시킬 수 있으나, 안전측, 실무적 접근에서 고정값을 사용한다. 반면 취성재료의 경우, 응력재분배를 기대하기 어려워 복합요소의 거동은 더 약한 요소에 의해 결정된다. 이에 복합요소의 응력의 평균값과 표준편차는 감소한다. 따라서 취성재료의 설계값은 요소수가 증가할수록 감소한다. 이 논문에서는 취성재료에서 정규분포를 가지는 단위요소가 요소 결합에 따라 와이블 분포를 가지게 됨을 증명하고, 이를 반영하여 하중이 작용하는 면적에 따른 물성치의 보정식을 제안하였다.

철근콘크리트 합성보의 수평전단강도 산정 (Calculation of Horizontal Shear Strength in Reinforced Concrete Composite Beams)

  • 김민중;이기열
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.772-781
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    • 2020
  • 직접전단 부재의 전단강도는 전단마찰 유사론에 근거하여 콘크리트 계면에 수직 또는 경사로 배치된 철근의 전단전달에 의해 외력에 저항하며, 철근 단면적의 크기에 비례한다. 현행 콘크리트구조기준에서도 전단마찰 유사론에 근거한 경험식을 사용하고 있으며, 콘크리트 합성보의 수평전단 영역에도 동일한 전단강도 산출방법을 적용한다. 그러나 전단철근량이 많은 부재의 경우에는 이러한 경험식을 통해 구해진 전단강도는 시험체의 실측값과 비교하여 낮은 값을 나타낸다. 이 논문에서는 응력장 이론을 이용하여 기존 철근콘크리트 거더 위에 새로 타설된 합성보의 극한한계상태를 정의하고, 콘크리트의 인장증강효과 및 2축 응력 상태의 최대 압축강도의 변화를 고려할 수 있는 재료구성식을 적용한 전단강도 산정방법을 제안하였다. 또한 설계기준의 전단마찰 강도식과 유사하게 콘크리트 스트럿 유효압축강도를 고려할 수 있는 단순화된 수평전단강도 평가식을 제안하였다. 기존 문헌에 수록된 수평전단파괴를 유발하도록 제작된 합성보의 실험결과 및 설계기준 규정과 비교를 통하여 강도 산출방법의 타당성 및 제안식의 적용성을 검증하였다. 검증 결과, 전단철근비에 따라 전단강도 예측값에 차이가 발생하는 설계기준의 규정들과 다르게, 전단철근의 항복을 수반하는 경우에는 대체적으로 실험결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 확인하였다.

점토층 지반에 설치 가능한 8MW급 해상풍력발전기 하부구조물 개발 (Development of Foundation Structure for 8MW Offshore Wind Turbine on Soft Clay Layer)

  • 서광철;최주석;박주신
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.394-401
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    • 2021
  • 신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

대규모 단층대가 터널 상하부에 존재하는 조건에서 터널 변상 사례 연구 (Study on the Occurrence of Tunnel Damage when a Large-scale Fault Zone Exists at the Top and Bottom of a Tunnel)

  • 이정용;이승호;김낙영
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권12호
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    • pp.53-60
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    • 2023
  • 최근들어 고속철도 및 도로 설계속도 향상과 더불어 터널건설공사가 차지하는 비중이 비례하여 높아지고 있다. 특히, 우리 나라 지형특성인 산악지가 많으므로 장대터널공사가 급증하고 있다. 이와같이 터널 장대화 추세로 단층대 구간을 회피하여 터널 설계 및 시공이 어려운 것이 현실이고 산악지에 터널건설은 설계 시에도 지반조사가 지형조건상 어려운 경우가 많아서 정밀한 지반 조사가 어렵고 이로 인하여 터널시공 중에 터널 주변 지반에 풍화 취약구간인 단층대들이 존재하는 경우에는 단층대 분포와 강도특성, 지하수 분포범위에 따라 굴착 중 터널 안정성에 직접적인 영향을 주게된다. 특히 본 연구대상 터널과 같이 터널 천정부에 일정 간격 이격되어 터널 상부에 단층대가 분포하고 있어 설계 시 지반조사에서 파악이 안된 경우에는 굴착 시간이 경과 후 터널바닥부 변형이 발생하게 되어 막장면 관찰을 통해 변위 발생 여부를 분석하는데는 한계가 있다. 따라서 유사사례 분석을 통해 변형 등이 발생하였을 때 적절한 보강방안에 대한 분석이 필요하다.

한국판 체중조절 변화과정 측정도구의 타당도와 신뢰도 검증 - 비만한 대사증후군 대상자를 중심으로 - (The Validity and Reliability of the Korean Version of Revised Processes of Change for Weight Control Scale in Adults with Metabolic Syndrome)

  • 김춘자;김대중;채선미
    • 한국간호교육학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.262-272
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    • 2008
  • Purpose: This study examined the validity and reliability of the Korean version of the Revised Process of Change for Weight Control Scale (POC-WCS) in adults with metabolic syndrome. Method: A methodological research design with an exploratory factor analysis for validity and correlational coefficients for reliability was used. The Korean version of the Revised POC-WCS was translated into Korean and a translation equivalency was obtained. It was tested with one hundred and fifty-one obese adults with metabolic syndrome in a university hospital. The data were analyzed using Cronbach's alpha and Guttman coefficients and a principal component factor analysis with SPSS/WIN 12.0. Result: The factor analysis identified eight factors explaining 64.7% of the total variance. The Korean version of the Revised POC-WCS included stimulus control (9 items), dramatic relief (6 items), reinforcement management (6 items), helping relationships (4 items), consciousness raising (3 items), self liberation (3 items), self reevaluation (3 items), and social liberation (4 items). The internal consistency was acceptable with Cronbach's alpha (.94) and Guttman coefficient (.92). Conclusion: The Korean version of the Revised POC-WCS had adequate validity and reliability in adults with metabolic syndrome. It can be used to assess the strategies and processes for weight control in a variety of populations with obesity.