• 제목/요약/키워드: standard allowable bending stress

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Evaluation of Allowable Bending Stress of Dimension Lumber; Confidence Levels and Size-adjustment

  • Pang, Sung-Jun;Lee, Jun-Jae;Oh, Jung-Kwon
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권5호
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    • pp.432-439
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    • 2013
  • The aim of this study was to investigate the processes for evaluating the allowable bending stress. The confidence levels and the size-adjustment in standards were reviewed with experimental data. The results show that, (1) KS F 2152 was more strict than others overseas standards due to the higher confidence level. The 5% NTL of bending strengths by a method in KS F 2152 were lower than the overseas standards and more specimens were required for evaluating the structural properties according to KS F 2152. (2) Due to the absence of size-adjustment method in domestic standards, the specified size and the exponential parameters on the size-adjustment equation were reviewed by size factors. The specified size (width: 286 mm, length: 6096 mm), and the exponential parameters (w: 0.29, l: 0.14) will be suitable for developing the allowable bending stress in domestic standard. (3) The size adjusted allowable bending stresses of No. 2 grade Korean pine were lower than the allowable stresses tabulated in KBC even though less strict method (75% confidence level) to calculate 5% value was used. The allowable stresses tabulated in KBC are needed to be reviewed by continuous experimental data.

핑거조인트가 국산 낙엽송 소경각재의 휨성능에 미치는 영향 (Effects of Finger-joint on Bending Performance of Square Timbers Produced from Domestic Small Diameter Larch Logs)

  • 김윤희;장상식
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권3호
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    • pp.301-308
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    • 2014
  • 국토면적의 약 64%가 산림으로 구성되어 OECD 국가 중 네 번째로 산림면적의 비율이 높은 편임에도 원목 생산보다는 녹화에 초점을 맞추어 진행된 조림의 결과로 국내 목재자급률은 약 16.2%에 불구하다. 본 연구에서는 국산 간벌재로부터 소경각재를 생산하여 다중접착을 통해 기둥과 보 등의 다양한 구조용 집성재 제조하기 위하여 핑거조인트가 포함된 소경각재의 휨 성능을 핑거조인트가 없는 소경각재의 휨 성능과 비교하였으며 시험결과를 ASTM D2915에 따라 통계처리를 실시하여 허용응력을 산출하고 상호 비교 평가하였다. 기존의 구조용 집성재 생산라인에서 50 mm 이하의 층재에 대하여 사용하였던 핑거조인트 기계를 사용하여 제조된 핑거조인트 소경각재는 핑거조인트가 없는 부재에 비하여 50% 이하의 휨강도를 나타낸 반면 개선된 핑거조인트 방법을 적용하여 제조된 핑거조인트 부재는 약 80% 정도의 휨강도를 나타내었다. 또한, ASTM D 2915에 따라 핑거조인트가 없는 소경각재 및 핑거조인트가 포함된 소경각재의 허용 휨응력은 각각 12 MPa 및 11.4 MPa로 나타났다. 핑거조인트가 있는 소경각재의 경우에 핑거조인트가 없는 부재보다 강도의 편차가 적었으며, MOR은 약 80% 수준을 나타내었으나 허용 휨응력은 약 95% 수준을 나타내었다.

국내 기계등급구조재의 허용응력 분석 (Analysis of Allowable Stresses of Machine Graded Lumber in Korea)

  • 홍정표;오정권;박주생;한연중;방성준;김철기;이전제
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권4호
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    • pp.456-462
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    • 2015
  • KS F 3020-침엽수구조용재 기준에 따라 국산 소나무(Pinus densiflora) $38{\times}140{\times}3600mm$ 구조용 제재목 365개에 대하여 기계등급구분을 실시하고, 휨허용응력을 산출하여 현재 적용되는 KS기준허용응력과 비교 분석하였다. 휨허용응력 계산을 위하여 5% 휨강도 하한값을 75% 신뢰수준의 비모수적 방법, 2-parameter 그리고 3-parameter Weibull 분포를 가정한 모수적 방법, 휨강도-휨탄성계수 직선회귀 방법, 총 4가지 분석방법을 사용하여 결정하였다. 기계등급 E8, E9, E10 만이 비모수적 방법의 통계 처리가 가능한 자료 수를 얻었으며, 휨강도-휨탄성계수 직선회귀 방법은 이론적으로 모든 등급에 대한 5% 하한값 결정이 가능함을 보여주었다. 결정된 등급별 휨허용응력은 기준허용응력에 비하여 모두 낮은 값을 나타내었으며 이것은 과소설계의 위험성이 있는 것으로 현행 기계등급구분체계의 문제점으로 파악되었다. 이러한 문제는 구조설계 신뢰성과 관련하여 반드시 개선되어야 할 것으로, 휨강도-휨탄성계수 조합 등급 도입이 필요할 것으로 생각되었다.

국산 백합나무 구조용 제재목의 이용가능성 평가 (Feasibility of Domestic Yellow Poplar (Liriodendron tulipifera) Dimension Lumber for Structural Uses)

  • 임진아;오정권;여환명;이전제
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.470-479
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    • 2010
  • 본 연구는 국산 백합나무의 육안 특성을 이용한 등급구분과 실대재 휨시험을 실시하여 이들의 강도 및 강성의 특성 구명을 통해 국산 백합나무의 구조용재로서의 이용가능성을 평가하였다. 활엽수의 육안등급구분규정이 국내에 존재하지 않아 몇몇 활엽수 제재목에 대한 규정을 포함하고 있는 NSLB (Northern Softwood Lumber Bureau) 규정에 따라 육안등급을 수행하였다. 수행 결과로부터 계산된 백합나무의 휨허용응력을 NDS (National Design Specification)에 제시된 설계치와의 비교를 통해 국산 백합나무가 충분한 강도성능을 가지고 있음을 확인 하였다. 또한 백합나무 제재목을 국내 등급규정에 따라 허용응력을 산정하여 이를 적용하는 데 있어 타당성을 평가하기 위해 국내 국립산림과학원 고시에 따라 육안등급을 수행하였다. 백합나무는 국립산림과학원 고시에 제시된 비중에 따른 수종군 중 소나무류에 포함되었다. 적합분포로 판단된 웨이블분포에 따른 휨허용응력은 1등급 10.0 MPa, 2등급 7.4 MPa, 3등급 4.1 MPa로 제시된 설계치보다 높은 값이 나타났다. 본 실험의 결과로부터 국내 규정에 준하여 국산 백합나무를 구조용재로 이용이 가능함을 확인하였다. 국산 백합나무의 휨탄성계수는 국내외 기준 설계치를 모두 충족시키지 못하였으나, 국산백합나무를 구조용재로 이용하기 위해 본 실험을 통해 얻어진 백합나무의 평균 휨탄성계수를 제안하되, 1등급과 2등급은 9,000 MPa, 3등급 이하는 8,000 MPa를 적용 하는 것이 타당한 것으로 보인다.

목재 인삼재배시설에 대한 재생플라스틱의 대체 가능성 평가 (Possibility for the Replacement of Recycled Plastic Products on Timber Ginseng Cultivation Facilities)

  • 송호성;임성윤;김유용;유석철
    • 한국농공학회논문집
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    • 제65권4호
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    • pp.45-52
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    • 2023
  • This study was conducted to examine the possibility of use as a structural material for ginseng cultivation facilities of recycled plastics. In order to determine the possibility that recycled plastic can replace timber used as a structural material for ginseng cultivation facilities, the specimens collected by elapsed time were compared with timber through bending tests. In addition, in order to analyze the effect of external environmental conditions on recycled plastic products, bending test was conducted with the specimens that had completed weathering test and accelerated heat aging test respectively. As a result, the bending strength of recycled plastic specimens with the elapsed time of 360 days was lower than that of timber. But bending strength of recycled plastic specimens exceeded the design allowable stress standard set by the Korea design standard (MOLIT, 2016). There was no degradation in quality of recycled plastic due to the external environment, and it was found that there would be no problem even if it was used as a structural material for ginseng cultivation facilities.

다단 변속기의 강도설계 검증 (Strength Design Evaluation of the Multi-range Transmission)

  • 공민규;송철기;김영덕
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.12-17
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    • 2011
  • Gears are useful for power transmission due to excellent power transmission performance, low cost, and compactness. In addition, gears have constant speed ratio, compact structure, and excellent efficiency. In order to transmit higher power, the new multi-range transmission requires gears which have greater strength than the existing transmission. This study evaluates stability and durability through gear analysis of the multi-range transmission in commercial vehicles using ROMAX-DESIGNER program. Also, strength design evaluation is carried out by the analysis results which are compared with gear strength theory of AGMA standard. Bending stress and contact stress on gears are lower than their allowable stresses. Therefore, we can evaluate the safety of the gear strength design in multi-range transmission.

발파진동으로 인한 터널 콘크리트 라이닝과 록볼트 거동의 수치해석적 분석 (Numerical Analysis of Concrete Lining and Rockbolt Behavior of the Tunnel Associated with Blast-induced Vibration)

  • 전상수;장양원
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.69-78
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    • 2009
  • 발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

엘리베이터 설치 작업용 시스템 비계의 구조 성능 평가 (Structural Performance Evaluation of System Scaffolding for Elevator Installation Work)

  • 황종문;이기열
    • 한국안전학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.61-68
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    • 2023
  • This study performed a structural performance evaluation of a system scaffolding for elevator installation work developed in previous studies. The structural performance was evaluated via a structural test conducted to apply the working load specified in the design standard. The deflection of the horizontal member and the stress of each member constituting the system scaffolding were measured. Consequently, the structural safety evaluation including structural behavior and required performance was performed using the deflection and stresses measured from the structural test. The structural test and safety evaluation results based on the heavy working load corresponding to the design load indicated that the deflection, which is the performance criterion of the horizontal member, did not exceed the allowable value. Further, each member's stress, which is a safety evaluation indicator, did not exceed the allowable strength for both horizontal and vertical members with bending behavior and fordable bracing with tensile behavior, while also satisfying the required safety factor. In addition, the results confirmed the safety against deformation, partial damage, and destruction owing to excessive and maximum load. Therefore, the system scaffolding developed in this study satisfies both the structural performance and safety required by the design standards; thus, it can be applied to elevator installation work sites.

종굽힘강도시험방법을 이용한 폴리에틸렌 보트 선체의 구조 설계 (Structural Design of Polyethylene Boat Hull by using Longitudinal Bending Strength Test Method)

  • 조석수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8447-8454
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    • 2015
  • 레저 보트 선체의 구조설계규격과 재료는 ISO 12215-5에 규정되어 있으며 선체 전장이 2.5m이상 24m미만이면서 선체재료가 강, 알루미늄, FRP등에 대해서만 적용할 수 있다. 따라서 선체 전장이 2.5m이하이거나 선체 재료가 ISO 12215-5의 규정 재료이외인 레저 보트인 경우 ISO 12215-5의 구조설계규격을 적용시킬 수 없고 ISO 12215-5의 부속서에 규정된 낙하시험만으로 구조 신뢰성을 확보할 수 있다. 그러나 선체낙하시험은 제작된 선체에 대하여 적용하는 것은 가능하나 선체를 구조설계단계에서 적용하는 것은 상당한 설계 및 시험 비용등을 초래하므로 현장 적용성이 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 일본 소형 선박 검사 사무 규정 세칙에서 제안하고 있는 선체의 종굽힘강도시험규격을 폴리에틸렌 보트 선체의 구조 설계에 응용하여 ISO 12215-5의 비선급표준재료로 제작된 폴리에틸렌 보트의 종굽힘강도시험규격의 허용 설계 변위 기준을 제안하였다.

ISO 기반 Moon Pool형 다이버 보트 구조 건전성 평가 (Evaluation of Structural Integrity of the ISO-based Moon Pool Type Diver Boats)

  • 강병모;오우준;나현호;최주석
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.597-603
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    • 2018
  • 본 연구는 수중 및 여가활동에 대한 수요 증가에 따른 다이버들을 위한 보트의 구조 건전성에 관한 것이다. 대상 선박은 선체 중앙부에 Moon Pool 구조를 갖추고 있는 소형 쌍동선이며, 연구수행은 ISO Rule 기반의 허용응력 산정을 통한 유한요소 해석법을 이용하여 연구를 수행하였다. 연구수행 방법은 ISO 12215-5와 TC118.1225-7에서 정의하고 있는 계수를 산정하고, 종방향굽힘 모멘트, 비틀림 모멘트, 선저슬래밍 하중 등을 적용하여 ISO 기준과 허용응력 설계법(ASD)에 의한 적합성 여부를 판정하고 유한요소해석(FEA)를 활용한 극한강도 설계법을(LFRD)를 적용하여 수행하였다. 연구결과 문풀형 구조를 가진 선박도 ISO규정, KR규정을 적용하여 설계시 구조적 건전성을 확보하는 것으로 사료된다.