Iban, Norberto;Soria, Jose M.;Magdaleno, Alvaro;Casado, Carlos;Diaz, Ivan M.;Lorenzana, Antolin
Smart Structures and Systems
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제22권1호
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pp.13-25
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2018
Pedro $G{\acute{o}}mez$ Bosque footbridge is a slender and lightweight structure that creates a pedestrian link over the Pisuerga River, Valladolid, Spain. This footbridge is a singular stress ribbon structure with one span of 85 m consisting on a steel plate and precast concrete slabs laying on it. Rubber pavement and a railing made of stainless steel and glass complete the footbridge. Because of its lively dynamics, prone to oscillate, a simple and affordable structural health monitoring system was installed in order to continuously evaluate its structural serviceability and to estimate its modal parameters. Once certain problems (conditioning and 3D orientation of the triaxial accelerometers) are overcome, the monitoring system is validated by comparison with a general purpose laboratory portable analyzer. Representative data is presented, including acceleration magnitudes and modal estimates. The evolution of these parameters has been analysed over one-year time.
This paper investigates the seismic response of lightweight acceleration-sensitive non-structural components (NSCs) mounted on irregular reinforced concrete (RC) primary structures (P-structures) using non-linear dynamic finite element (FE) analysis. The aim of this paper is to study the influence of NSC to P-structure vibration period ratio, peak ground acceleration, NSC to P-structure height ratio, and P-structure torsional behaviour on the seismic response of the NSCs. Representative constitutive models were used to simulate the behaviour of the RC P-structures. The NSCs were modelled as vertical cantilevers fixed at their bases with masses on the free ends and varying lengths so as to match the frequencies of the P-structures. Full dynamic interaction is considered between the NSCs and P-structures. A set of 21 natural and artificial earthquake records were used to evaluate the seismic response of the NSCs. The numerical results indicate that the behaviour of the NSCs is significantly influenced by the investigated parameters. Comparison between the FE results and Eurocode (EC8) predictions suggests that EC8 underestimates the response of NSCs mounted on the flexible sides of irregular RC P-structures when the fundamental periods and heights of the NSCs match those of the P-structures. The perceived cause of this discrepancy is that EC8 does not take into account the amplification in the dynamic response of NSCs induced by the torsional behaviour of RC P-structures.
There is a concern with worldwide deterioration of highway bridges, particularly reinforced concrete. The advantages of fibre reinforced plastic(FRP) composites over conventional materials motivate their use in highway bridges for replacement of structures. Recently, an FRP deck has been installed on a state highway, located in New York State, as an experimental project. In this paper, a systematic approach for analysis of this FRP deck bridge is presented. Multi-step linear numerical analyses have been performed using the finite element method to study the structural behavior and the possible failure mechanism of the FRP deck-superstructure system Deck's self-weight and ply orientations at the interface between steel girders and FRP deck are considered in this study. From this research, the results of the numerical analyses were corroborated with field test results. Analytical results reveal several potential failure mechanism for the FRP deck and truss bridge system The results presented in this study may be used to propose engineering design guideline for new and replacement FRP bridge deck structure.
본 논문에서는 철근 콘크리트보의 인장면에 고강도이며 경량인 섬유시트를 외부 부착한 보강보의 휨 실험결과를 바탕으로 섬유시트로 보강된 RC 휨부재의 비선형 해석 기법을 제시한다. 섬유시트의 인장성능을 측정하기 위하여 총 120개의 섬유시트 인장시험편을 제작하여 시험하였으며, 섬유시트 보강 RC보의 여러 가지 보강특성 및 섬유시트의 적절한 파단변형률을 평가하기 위한 실험적 연구를 위해 75개의 비교적 큰 규모의 보를 시험하였다. 콘크리트의 비선형 압축 분포 및 인장성능을 고려한 비선형 단면 해석과정을 전개하였으며, 이러한 비선형 해석기법이 섬유시트 보강 RC보의 하중-변위 응답 및 휨거동 특성을 정확하게 예측함을 확인하였다.
HBS 슬래브는 PSC슬래브 상부에 경량체를 설치하고 이웃하고 있는 PSC슬래브의 두 개 리브가 현장 토핑 콘크리트에 의해 형성된 현장 리브와 결합함으로서 동일축상에서 단일 부재로 거동하는 공법이다. 본 연구의 목적은 PSC 슬래브 공법에 관하여 실험적 연구를 통하여 기존 공법과의 성능 비교를 구현 하는 것이다. 본 연구에서는 기존 공법의 한계를 개선하는 공법으로 HBS 슬래브를 개발하였으며 그 우수성을 검증하기 위하여 기존 공법과의 성능 비교를 시행하고자 한다. 기존 공법과의 구조 성능 비교는 HBS 슬래브의 실험적 연구를 통하여 휨성능 및 전단에 대한 구조 성능과 PC보와 HBS 슬래브의 접합 성능을 검토하였으며, 이론적 방법을 통하여 기존 공법과 비교를 수행하고자 한다.
본 연구는 실험계획법을 통하여 과산화수소로 발포된 석고 혼입 경량기포콘크리트로 통계적 분석을 실시하였다. 본 실험에서는 경량기포콘크리트를 구성하는 각 재료의 혼합비율을 실험인자로 설정하고, 실험을 통해 얻어진 반응변수에 대한 통계적 분석으로 역학적 특성을 평가 하였다. 실험인자는 석고혼입율, 물결합재비 및 발포제첨가비 이며, 반응변수는 겉보기밀도, 압축강도, 휨강도이다. 경량기포콘크리트의 배합은 반응표면설계의 Box-Behnken (B-B)계획법에 의해 총 15회의 실험점을 설정하였다. 본 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 반응변수에 대한 각 설명인자 (석고혼입율, 물결합재비, 발포제첨가비)의 유의확률값은 유의수준 ${\alpha}$=0.05에서 유의한 것으로 추정되었다. 경량기포콘크리트의 겉보기밀도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비 와 발포제첨가비만 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었으며, 겉보기밀도와 기포량 및 함수율과의 관계는 반비례함을 확인 알 수 있었다. 경량기포콘크리트의 압축강도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비, 발포제첨가비 및 발포제첨가비의 제곱항이 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었다. 경량기포콘크리트의 휨강도에 대한 반응표면 분석 결과, 물결합재비 와 발포제첨가비만 유의 (${\alpha}$=0.05)한 것으로 추정되었다. 다중 반응 최적법을 통해 반응변수들의 목표값을 만족하는 최적조건 영역을 확인할 수 있었다.
Most of studies on PC method aim at the structural analysis and development of PC members, and studies on the construction management aspect are insufficient. Therefore, this study tries to investigate 'hallow PC column composite method(HPC composite method)' from the viewpoint of construction management and analyze the construction cost of the composite method. On the assumption that each comparative method was applied to the zone, the difference in construction cost between the two methods was analyzed. As a result, HPC composite method increased the initial investment cost because of its factor technology, but reduced transport cost, lifting cost, and installation cost through lightweight columns. This study analyzed only the difference in construction cost of HPC composite method so that it has the limitation in evaluating its economy. Therefore, to evaluate the economy of HPC composite method, it is considered to research more the construction cost of HPC composite method.
모듈러 건축물은 철근콘크리트 및 철골 구조물에 비하여 상대적으로 경량이고, 단위 모듈간 기둥의 일체성을 기대하기 어려운 구조적 특성을 가진다. 이와 같은 구조적 특성은 모듈러 건축물의 높이가 높아짐에 따라 바람 및 지진과 같은 횡력저항성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 횡력저항성능을 향상시키기 위해 긴장재를 활용한 모듈러 구조시스템을 제안하였다. 모듈러 구조시스템을 구성하는 주요 요소인 포스트텐션 기둥-바닥 접합부는 셀프 센터링 거동을 유도하기 위한 형상 및 상세를 가진다. 포스트텐션 기둥-바닥 접합부의 이력 거동을 상세히 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과 초기 긴장력 및 보-기둥 접합부의 접합 조건에 따라 이력 거동은 확연한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
The collapse of structures due to snow loads on roofs occurs frequently for steel structures and rarely for reinforced concrete structures. Since the most significant difference between these structures is related to their ability to handle dead loads, dead loads are believed to play an important part in the collapse of structures by snow loads. As such, the effect of dead loads on displacements and stress couples produced by live loads is presented for plates with different edge conditions. The governing equation of plates that takes into account the effect of dead loads is formulated by means of Hamilton's principle. The existence and effect of dead loads are proven by numerical calculations based on the Galerkin method. In addition, a closed-form solution for simply supported plates is proposed by solving, in approximate terms, the governing equation that includes the effect of dead loads, and this solution is then examined. The effect of dead loads on static live loads can be explained explicitly by means of this closed-form solution. A method that reflects the effects of dead loads on live loads is presented as an example. The present study investigates an additional factor in lightweight roof structural elements, which should be considered due to their recent development.
본 연구의 목적은 화재사고가 발생한 건물에 인접한 LPG 탱크용 방화벽의 적용성을 검증하는 것이다. 제안된 방화벽 재료는 (1) 두께 10 mm 목재합판, (2) 내화도료를 도포한 목재합판, (3) 두께 75 mm Expanded Polystyrene, (4) 두께 75 mm 유리섬유 충진 샌드위치 판넬, (5) 두께 75 mm Autoclave Lightweight Concrete이다. 화원은 1 m 정사각형으로 120-140 g/s의 LPG를 균일하게 분사하여 방화벽과 후단의 탱크를 가열한다. 적용성은 시험 후 방화벽의 구조적 건전성 확인, 방화벽 양면 및 탱크표면 온도, 탱크 인근 복사열을 분석하여 판단한다. 그 결과, ALC 방화벽이 유일하게 구조 건전성을 유지하였고 저장탱크 온도를 가작 적게 상승시켜 폭발 방지 적용성을 확인하였다. 본 실험결과를 활용하여 방화벽의 성능평가 기준 마련에 필요한 핵심인자를 도출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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