본 논문에서는 효과적인 제진설계를 구현하기 위한 설계기술 개발의 일환으로 20층 라멘조 형식의 공동주택을 대상으로 최근 개발된 등 방성감쇠장치 (일명 카고메감쇠장치)를 적용하여 대상구조물-카고메감쇠장치-지지구조물로 구성된 새로운 형식의 시스템 (Kagome Damper System : KGDS)을 제안하고, 대상구조물과 지지구조물의 강성차, 감쇠장치의 크기 및 지지구조물의 적용 층수 등을 변수로 수치해석을 수행하여 제진효과를 검토해 보았다. 해석결과, 밑면전단력과 최상층 최대응답변위 감소라는 관점에서 유효한 제진효과를 얻기 위해서는 지지구조물을 3개층 높이로 설치할 경우, 대상구조물과 지지구조물 간의 강성비는 약 6.4배 이상, 감쇠장치의 사이즈는 $700{\times}700mm$ 이상을 확보할 필요가 있으며, 지지구조물을 5개층 높이로 설치할 경우에는 대상구조물과 지지구조물 간의 강성비는 약 7.0배 이상, 감쇠장치의 사이즈는 $500{\times}500mm$ 이상을 확보할 필요가 있는 것으로 판단된다.
본 연구에서는 FRP 보강근으로 보강된 콘크리트보의 설계변수들에 대한 영향을 고찰하기 위하여 유한요소 해석을 수행하여 휨거동 특성을 해석적으로 분석하였다. 유한요소해석은 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 해석 모델을 구성하였으며, 기 실험된 실험 결과와 거동과 응력등에 대하여 비교 분석함으로서 모델의 적절성을 검증하였다. 검증된 모델을 기준으로 설계변수인 보강비, FRP 보강근의 탄성계수 및 콘크리트 압축강도 등의 변화에 따른 부재의 휨-변위 관계와 휨강성의 영향을 ACI 440에 제시된 이론적인 강성과 비교하였다. 고찰 결과, FRP 보강 콘크리트 보의 거동은 보강비의 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 FRP 보강근의 보강비의 영향이 크게 증가하는 것으로 나타났다.
As the number of high-rise buildings increases, a mid-story isolation system has been proposed for high-rise buildings. Due to structural problems, an appropriate isolation layer displacement is required for an isolation system. In this study, the mid-story isolation system was designed and the seismic response of the structure was investigated by varying the yield strength and the horizontal stiffness of the seismic isolation system. To do this, a model with an isolation layer at the bottom of $15^{th}$ floor of a 20-story building was used as an example structure. Kobe(1995) and Nihonkai-Chubu(1983) earthquake are used as earthquake excitations. The yield strength and the horizontal stiffness of the seismic isolation system were varied to determine the seismic displacement and the story drift ratio of the structure. Based on the analytical results, as the yield strength and horizontal stiffness increase, the displacement of the isolation layer decreases. The story drift ratio decreases and then increases. The displacement of the isolation layer and the story drift ratio are inversely proportional. Increasing the displacement of the isolation layer to reduce the story drift ratio can cause the structure to become unstable. Therefore, an engineer should choose the appropriate yield strength and horizontal stiffness in consideration of the safety and efficiency of the structure when a mid-story isolation system for a high-rise building is designed.
연약지반에 지하차도의 기초로서 심층혼합처리공법을 적용하였다. 개량체는 실내배합실험으로 구한 배합비와 강도기준을 만족하는 치환율을 적용하였다. 개량체와 지반의 강성비 및 타설중심거리를 변화시키며 개량체와 지반에 발생한 응력 및 변위를 분석하였으며 지하차도의 부등침하에 미치는 영향을 분석하였다. 구조물의 침하기준과 부등침하를 만족하는 치환율은 10~35%이다. 강성비를 변화시킨 결과 강성비차가 30이상인 경우에는 응력집중 때문에 개량체에 769.2kPa까지 발생하여 기준을 초과한다. C.T.C가 5m인 경우에 지반으로 응력이 전이되어 응력이 커지기 때문에 설치간격을 고려하여야 한다. 복합지반강도 정수를 산정하여 수치해석 한 결과 연직침하는 0.6~1.56cm, 각변위 1/909~1/510이다.
The structural behavior of superstructure by ILM is strongly dependent on the process of launching nose according to the construction process. The ratios of length, weight, and flexural stiffness of launching nose to those of superstructure are taken as the analysis parameters in this study. The interaction behaviors are analyzed according to the variation of parameters. Design formulas to pursue the optimum values for length, weight, and stiffness of launching nose are suggested through the parametric study. As a result, the minimum stiffness ratio is analyzed as I₂/I=0.045 and I₁/I=0.02 for the optimum track of the sectional force while the elastics modulus ratio is 6.8359. Additionally, the design results of real projects are analyzed by the developed formulas to verify that they are designed well in structurally optimal point of view.
While a rotating inner cylinder executes a periodic translational motion in concentric annulus, the vibration of the rotating inner cylinder is induced by fluid-dynamic forces acting on the cylinder. In the previous study related to journal bearing, the unsteady viscous flow in the annulus and the fluid-dynamic forces were evaluated based on a numerical approach. Considering the dynamic-characteristics of unsteady viscous flow, an approximate analytical method has been developed for estimating added mass, viscous damping and fluid-stiffness coefficients. For the study of flow-induced vibrations and related instabilities, it is of interest to separate the coefficients from the fluid-dynamic forces. The added-mass and viscous damping coefficients for very narrow annular configurations, as journal bearing. can be approximated by considering the gap ratio to the radius of inner cylinder, while the fluid-stiffness coefficient is related to the Reynolds number, the oscillatory Reynolds number and the gap ratio.
The elastic buckling strength of a corrugated culvert made of orthotropic material such as FRP was evaluated. The height and length of a corrugated wave and the thickness of the culvert were considered as factors affecting the buckling strength of the culvert. And also, the ratio of the longitudinal stiffness and transverse stiffness was considered as the parameter affecting on the buckling strength of the used orthotropic material. Buckling strengths of various corrugated culvert models with different shapes and stiffness ratio were evaluated by FE analyses and a formula to estimate the elastic buckling strength was suggested from the regression with FE analysis results. Analysis results show that a corrugated culvert has superior buckling strength to a general flat pipe and the suggested formula estimates accurate buckling strength of the corrugated culverts made of orthotropic material.
The elastic budding strength of a GFRP pipe reinforced with ribs was evaluated. The height and thickness of a rib and the spacing between two adjacent ribs were considered as factors affecting tlje budding strength of the pipe. And also, the ratio of the longitudinal stiffness and transverse stiffness was considered as the parameter affecting on the budding strength because GFRP is orthotropic material. Buckling strengths of various GFRP pipe models with different shapes and stiffness ratio were evaluated by FE analyses and a formula to estimate the elastic buckling strength of a rib-reinforced pipe made of orthotropic material was suggested from the regression with FE analysis results. Analysis results show that a rib-reinforced pipe has superior buckling strength to a general flat pipe and the suggested formula estimates accurate buckling strength of the rib-reinforced pipe.
Membrane structures, a kind of lightweight soft structural system, are used for spatial structures. The design procedure of membrane structures are needed to do shape finding, stress-deformation analysis and cutting pattern generation, because the material property has strong axial stiffness, but little bending stiffness. The problem of cutting pattern is highly varied in their size, curvature and material stiffness. So, the approximation inherent in cooing pattern generation methods is quite different. Therefore the ordinary computer software of structural analysis & design is not suitable for membrane structures. In this study, we develop the program for cutting pattern generation using geodesic line, and investigate the result of example's cutting pattern in detail.
This paper analytically investigates the free vibration analysis of functionally graded-carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) plates by dynamic stiffness method (DSM). The properties of CNTRC are determined with the extended rule of mixture. The governing differential equations of motion based on the first-order shear deformation theory of CNTRC plate are derived using Hamilton's principle. The FG-CNTRC plates are studied for a uniform and two different distributions of carbon nanotubes (CNTs). The accuracy and performance of the DSM are compared with the results obtained from closed closed-form and semi-analytical solution methods in previous studies. In this study, the effects of boundary condition, distribution type of CNTs, plate aspect ratio, plate length to thickness ratio, and different values of CNTs volume fraction on the natural frequencies of the FG-CNTRC plates are investigated. Finally, various natural frequencies of the plates in different conditions are provided as a benchmark for comparing the accuracy and precision of the other analytical and numerical methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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