• Title/Summary/Keyword: shore stiffness

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Dynamic behavior of submerged floating tunnels at the shore connection considering the use of flexible joints

  • Seok-Jun Kang;Minhyeong Lee;Jun-Beom An;Dong-Hyuk Lee;Gye-Chun Cho
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제33권1호
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    • pp.101-112
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    • 2023
  • When a submerged floating tunnel is connected to the ground, there is a risk of stress concentration at the shore connection owing to the displacement imbalance caused by low confinement pressures in water and high confinement pressures in the ground. Here, the effects of the boundary condition and stiffness of the joints installed at the shore connection on the behaviors of a submerged floating tunnel and its shore connection were analyzed using a numerical method. The analysis results obtained with fixed and ground boundaries were similar due to the high stiffness of the ground boundary. However, the stability of the shore connection was found to be improved with the ground boundary as a small displacement was allowed at the boundary. The effect of the joint stiffness was evaluated by investigating the dynamic behavior of the submerged floating tunnel, the magnitude of the load acting on the bored tunnel, and the stress distribution at the shore connection. A lower joint stiffness was found to correspond to more effective relief of the stress concentration at the shore connection. However, it was confirmed that joints with low stiffness also increase the submerged floating tunnel displacement and decrease the frequency of the dynamic behavior, causing a risk of increased resonance when wave loads with low frequency are applied. Therefore, it is necessary to derive the optimal joint stiffness that can achieve both stress concentration relief and resonance prevention during the design of shore connections to secure their dynamic stability.

시간의존적 거동을 고려한 철근콘크리트 골조의 효율적인 지지시스템 결정 (Determination of Efficient Shoring System in RC Frame Structures Considering Time-Dependent Behavior of Concrete)

  • 김진국;홍수미;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.225-239
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    • 2004
  • 이 논문에서는 철근콘크리트 골조 구조물의 시공 시 작용하는 사하중, 활하중, 시공하중 등의 하중에 대한 지지 및 안전한 시공을 위해 설치되는 지지시스템에 대하여 보다 체계적인 분석이 이루어졌다. 지지시스템의 종류, 비계의 강성과 간격 등의 변화에 따른 구조물의 거동특성을 비교, 분석하였고, 기존의 설계규준 및 해석방법과의 비교를 위해 크리프 등의 시간의존적 거동을 고려한 경우와 괴려하지 않은 경우에 대하여 해석이 수행되었으며, 나무 비계를 사용한 경우와 강재 비계를 사용한 경우에 대한 비교 검토가 이루어졌다. 또한, 대표적인 3-경간 구조물에 대한 해석을 수행하여 내측 기둥과 외측 기둥의 부등축소에 따른 영향을 반영한 검토가 이루어졌다. 나아가 다양한 설계인자의 변화에 따른 거동분석을 통해 2SlR 지지시스템이 가장 효율적임을 제시하였다.

동바리 연결부의 전단 및 회전 강성 실험 (An Experimental Study on Shear and Rotation Stiffness in the Connection Parts of Shores)

  • 곽순섭;김호수;정성진;홍건호;이경은
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.848-855
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    • 2003
  • 콘크리트 타설중, 콘크리트 타설경로로 인한 부분재하는 동바리의 연결부에 횡력을 발생시킨다. 이러한 횡력을 구속하기 위해 동바리의 상$.$하부 접합부가 못으로 긴결되어야 한다. 그러나 시공성과 동바리 철거의 편의성을 위해 작업자들은 못을 거의 사용하지 않는다. 이러한 경우 동바리의 접합부는 전단력과 회전에 저항할 수 없다. 그리고 이러한 상황은 거푸집-동바리 시스템의 붕괴를 유발시킬 것이다. 그러므로 시공현장의 상황을 고려한다면 거푸집-동바리 시스템의 접합부 해석을 위해 접촉모델 및 스프링모델이 요구된다. 이에 따라 동바리에서의 접합부의 몇가지 유형에 따른 전단강성과 회전강성의 효과를 이해할 필요가 있다. 본 논문은 못의 길이, 개수, 위치의 변수에 따라 동바리의 연결부의 회전강성값과 전단강성값을 실험을 통해 평가하고자 하며 동바리의 지지단에 따른 결과를 보여준다. 그리고 이러한 결과는 실제 상황과 유사한 스프링모델 설정 및 좌굴하중 평가에 사용될 수 있다.

Structural analysis of high-rise reinforced concrete building structures during construction

  • Song, Xiaobin;Gu, Xianglin;Zhang, Weiping;Zhao, Tingshen;Jin, Xianyu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제36권4호
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    • pp.513-527
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    • 2010
  • This paper presents a three-dimensional finite element method based structural analysis model for structural analysis of reinforced concrete high-rise buildings during construction. The model considered the time-dependency of the structural configuration and material properties as well as the effect of the construction rate and shoring stiffness. Uniaxial compression tests of young concrete within 28 days of age were conducted to establish the time-dependent compressive stress-strain relationship of concrete, which was then used as input parameters to the structural analysis model. In-situ tests of a RC high-rise building were conducted, the results of which were used for model verification. Good agreement between the test results and model predictions was achieved. At the end, a parametric study was conducted using the verified model. The results indicated that the floor position and construction rate had significant effect on the shore load, whereas the influence of the shore removal timing and shore stiffness have much smaller. It was also found that the floors are more prone to cracking during construction than is ultimate bending failure.

슬래브의 시공하중에 대한 동바리 강성 및 슬래브 균열의 영향 I: 이론 (Effects of Shore Stiffness and Concrete Cracking on Slab Construction Load I: Theory)

  • 황현종;박홍근;홍건호;임주혁;김재요
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.41-50
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    • 2010
  • 고층건물에 플랫 플레이트의 사용이 증가하면서, 과도한 시공 하중의 작용과 그에 따른 슬래브의 장기 처짐은 콘크리트 슬래브 설계에 큰 영향을 미칠 수 있다. 콘크리트의 균열과 조기재령 슬래브의 처짐을 예측하기 위해서는 시공하중을 정확히 산출할 필요가 있다. 이러한 플랫 플레이트의 시공하중은 다양한 설계 요소에 영향을 받음에도 불구하고, 대부분의 기존 시공하중 산정법의 영향 요소는 시공주기와 콘크리트의 재료적 성질, 동바리 지지층수로 국한되어왔다. 이 연구에서는 이러한 영향을 포함하여, 동바리 강성과 콘크리트 균열의 영향을 이론적으로 연구하였다. 연구결과를 바탕으로 시공하중 산정을 위한 간단한 방법을 개발하였다. 제안법에서 시공하중 산정은 최상층 슬래브 타설과하부 동바리 제거 두 단계로 나누어진다. 각 단계에서 시공하중 증가분만큼 동바리와 슬래브의 강성비에 따라 하부 슬래브로 하중이 전달된다. 제안방법은 기존 시공하중 산정법과 비교되었다. 실제 시공하중 계측결과와 제안법의 비교는 연계된 논문에서 기술된다.

Applicability of non-invasive, digital palpation device to detection of woody breast conditions in chicken breast muscle

  • Sang-Hyon OH;Euyeon Noh;Byungrok Min
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제66권5호
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    • pp.1069-1078
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    • 2024
  • Woody breast (WB) is one of muscle myopathy found in chicken breast, characterized with enlarged size and extremely stiff texture. The WB condition is one of the most prevalent quality issues in the modern poultry industry. WB has been shown to be heritable, but no effective detection method of WB severity in live birds exists for the selection purpose. The objective of this study was to determine potential of a non-invasive, portable digital palpation device as WB detection method that can be used for the selection to estimate the heritability of WB. The physical and functional properties of WB was also investigated in comparison with normal breast (NB). Two hundred ten breast muscles were obtained from a local processing plant one day after harvest and sorted based on WB scoring (1 for NB and 2 and 3 for WB). The samples were subjected to physical and physicochemical analyses, determining biomechanical properties (muscle tone, stiffness, elasticity, relaxation, and creep), pH, color, cooking yield, and texture (firmness and compression energy were used for raw meat and shear force and energy for cooked meat). The least squares means of the following variables were significantly different between WB and NB (p < 0.01): stiffness (603.4 vs 565.8; N/m), and elasticity (1.40 vs 1.55). However, relaxation and creep were not significantly different (p > 0.05). These results collectively showed that biomechanical properties of WB differ from NB. The degree of muscle stiffness in WB can be considered as a trait to be selected. The WB score showed strong negative correlations with cooking yield (-0.77) and cooked L*(-0.74), which means that as the breast becomes harder, the cooking yield decreases, and the color becomes darker after cooking. The WB score showed high correlations with physical and functional characteristics and exhibited strong correlations with the biomechanical properties measured by the device. Therefore, the results indicated that the digital palpation device has potential to detect the WB severity (degree of stiffness) of breast muscle.

슬래브의 시공하중에 대한 동바리 강성 및 슬래브 균열의 영향 II: 계측 및 비교 (Effects of Shore Stiffness and Concrete Cracking on Slab Construction Load II: Measurements and Comparisons)

  • 황현종;홍건호;박홍근;김용남;김재요
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.51-58
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    • 2010
  • 연계 논문에서는 슬래브의 시공하중을 산정하는 간략화한 방법을 개발하였다. 기존 방법과 달리, 제안 방법은 동바리 강성과 시공하중에 의한 콘크리트 균열 효과를 고려할 수 있다. 이 연구에서는 실제 플랫 플레이트 슬래브에서 시공하중을 계측하였다. 제안 방법의 입증을 위하여, 계측된 동바리 하중은 제안 방법과 기존 방법으로 예측한 결과와 비교되었다. 또한, 제안 방법은 기존 연구에서 측정된 벽식 구조에도 적용되었고, 예측 결과는 계측 결과와 비교되었다. 비교 결과, 제안 방법은 시공하중을 잘 예측하였고, 기존 방법에 비해 더 우수한 예측 결과를 보여주었다.

Numerical study on the resonance behavior of submerged floating tunnels with elastic joint

  • Park, Joohyun;Kang, Seok-Jun;Hwang, Hyun-Joong;Cho, Gye-Chun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제29권3호
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    • pp.207-218
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    • 2022
  • In submerged floating tunnels (SFTs), a next-generation maritime transportation infrastructure, the tunnel module floats in water due to buoyancy. For the effective and economical use of SFTs, connection with the ground is inevitable, but the stability of the shore connection is weak due to stress concentration caused by the displacement difference between the subsea bored tunnel and the SFT. The use of an elastic joint has been proposed as a solution to solve the stability problem, but it changes the dynamic characteristics of the SFT, such as natural frequency and mode shape. In this study, the finite element method (FEM) was used to simulate the elastic joints in shore connections, assuming that the ground is a hard rock without displacement. In addition, a small-scale model test was performed for FEM model validation. A parametric study was conducted on the resonance behavior such as the natural frequency change and velocity, stress, and reaction force distribution change of the SFT system by varying the joint stiffness under loading conditions of various frequencies and directions. The results indicated that the natural frequency of the SFT system increased as the stiffness of the elastic joint increased, and the risk of resonance was the highest in the low-frequency environment. Moreover, stress concentration was observed in both the SFT and the shore connection when resonance occurred in the vertical mode. The results of this study are expected to be utilized in the process of quantitative research such as designing elastic joints to prevent resonance in the future.

지반 접속부 설계에 따른 수중터널의 동적 거동 특성에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Analysis for Dynamic Behavioral Characteristics of Submerged Floating Tunnel according to Shore Connection Designs)

  • 강석준;박주현;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권1호
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    • pp.27-41
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    • 2023
  • 수중터널은 내륙 간 연결을 위해 지반에 접속되어야 한다. 지반 접속부에 연결된 지중터널과 수중터널이 보이는 변위 불균형은 응력 집중을 야기할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 탄성 조인트를 활용할 경우에는 정적 하중 조건에서 지반 접속부의 응력 집중은 해소시킬 수 있음이 선행 연구에서 확인되었다. 그러나, 지속적으로 거동하는 수중터널의 구속조건을 고려했을 때 지반 접속부의 동적 거동과 안정성에 탄성 조인트의 활용이 미치는 영향이 검토되어야 한다. 본 연구에서는 동적 하중 조건의 수중터널 및 지반 접속부를 수치해석적 방법을 통해 모사하였으며, 동일 상황을 모사한 축소 모형시험을 통해 수치해석 모델을 검증하였다. 다양한 물성의 탄성 조인트가 설치될 경우에 대한 수치해석적 모사를 통해 탄성 조인트 강성에 따른 수중터널의 고유진동수 변화와 공진 거동을 분석하였다. 그 결과, 조인트의 강성과 고유진동수가 멱함수 관계를 가짐이 확인되었다. 낮은 강성의 조인트로 지반 접속부가 설계될 경우, 수중터널의 고유진동수는 감소하여 낮은 진동수의 동하중이 가해지는 해양 환경에서 공진의 위험이 증가할 뿐만 아니라 공진 발생 시 최대 속도가 크게 증가하였다. 그러므로, 수중터널 지반 접속부의 응력 집중 해소와 공진 방지를 동시에 고려하여 지반 접속부를 설계해야 할 것으로 판단된다.

슬래브 두께가 다른 다층지지 RC 구조 시스템에서의 슬래브 시공 하중 분포 (Slab Construction Load Distribution in a Multistory-shored RC Structure System with Different Slab Thickness)

  • 한상민;김재요
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.17-26
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    • 2024
  • 최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 계속해서 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가하는 다층지지 RC 구조에서 붕괴 사고가 빈번하게 발생하였다. 이전 연구에서는 모든 슬래브 두께가 일정한 경우에 대한 연구가 주로 수행되었으나 일부 슬래브의 두께가 다른 경우, 슬래브 단면 강성의 변화로 전체 슬래브 강성 비율이 달라져 시공 하중의 분포가 달라질 수 있어 이에 대한 연구가 요구된다. 이 연구에서는 슬래브 두께를 변수로 설정하여 슬래브 두께 변화가 콘크리트 강성과 구조물에 미치는 영향을 고려하여 시공 하중의 분포를 분석하였으며, 슬래브 두께가 변화하는 경우 콘크리트 재료 강성 뿐만이 아닌 슬래브 단면 강성도 시공 하중 산정에 고려되어야 함을 확인하였다. 슬래브 두께가 증가 할 경우 두께가 증가하는 층에 작용하는 최대 시공 하중과 최대 손상 변수는 크게 증가하였으며 두께 증가가 클수록 더욱 높은 비율의 시공 하중이 작용함을 확인하였다.