• 제목/요약/키워드: structural strength

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고강도강재의 효율적 사용을 위한 초고층건물의 최적설계기법 (Structural Optimization of High-rise Buildings using High-strength Steels)

  • 서지현;권봉근;김상범;박효선
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.277-287
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    • 2009
  • 최근 국내에서 400~600MPa급의 구조용 고강도강재가 생산되고 있으며, 큰 하중을 부담해야 하는 초고층건물에는 고강도강재의 사용이 효과적일 것으로 예상되나, 고강도강재의 적절한 사용법 및 적용사례 부족으로 인해 고강도강재는 일부 건축물에서 제한적으로 사용되고 있다. 그럼으로 본 연구에서는 고강도강재를 초고층건물에 이용할 수 있는 방법으로 최적화기법을 이용한 초고층건물 구조비용 최적설계기법을 개발하였다. 개발된 최적설계법은 강재의 강종별 재료 가격을 고려하며 강재의 강도와 크기를 결정함으로서 구조비용을 최소화 시킬 수 있다. 제안된 구조비용 최적설계법을 6개의 실제 초고층건물 구조설계에 적용하였으며, 경험에 의존한 구조 설계를 병행하여 개발된 최적설계법의 효율성과 적용성을 평가하였다. 개발된 초고층건물 구조비용 최적화기법은 경험에 의존한 설계에 비해 7~21%정도의 구조비용을 절감할 수 있었다. 또한, 제안된 최적설계법의 적용결과로서 얻어진 강재의 강도분포와 강종별 재료비용의 분석을 통해서 고강도강재를 초고층건물에 효과적으로 적용하기 위한 간략한 가이드라인을 제시하였다.

수직다이아프램을 사용한 충전형 각형강관기둥 접합부의 내력평가 (Structural Strength of Beam-to-CFT Connections with Vertical Diaphragm)

  • 김경태;이헌우;김영기;김태진;김종호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제29권3호
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    • pp.237-247
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    • 2017
  • 본 연구에서는 각형 강관 내부에 수직 다이아프램이 적용된 CFT 기둥 접합부의 구조적 특성에 대해 알아보았다. 각형 CFT 기둥의 거동을 파악하기 위해 실대형 3개 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 다이아프램의 거동을 확인하였으며 접합부 내력식을 제안하였다.

콘크리트 스트럿의 유효강도가 콘크리트 부재의 설계에 미치는 영향 (Effect of Effective Compressive Strength of Concrete Strut on Structural Concrete Design)

  • 윤영묵;석철호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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    • pp.241-246
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    • 2000
  • In the strut-tie model design of structural concrete, the importance of the effective strength of concrete strut has been overlooked by many practitioners. The authors believe that the effective strength of concrete strut is an important factor not only in determining steel tie forces but also in verifying the nodal zone strength and geometric compatibility condition of a selected strut-tie model. This study evaluate the effect of the effective strength of concrete strut on structural concrete design by applying the different effective strut strengths to the strut-tie model design of a post-tensioned anchorage zone and a continuous concrete deep beam.

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고온하에서 다양한 설계변수에 따른 고강도 콘크리트 단주의 구조 성능 평가 (Structural Capacity Evaluation of High Strength Concrete Short Columns with Various Design Parameters under High Temperatures)

  • 김희선;문지영;박지은;신영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.637-645
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    • 2011
  • 압축강도 50 MPa이 넘는 고강도 콘크리트가 화재에 취약하다는 것은 널리 알려진 사실이다. 그러나 화재 피해를 입은 고강도 콘크리트 구조 부재의 구조 성능 저감 정도를 정확하게 파악하기 위해서는 단순히 열역학적 거동만으로 파악하는 것이 아니라, 구조 거동에 대한 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 비재하 상태에서 고온에 일정시간 노출시킨 고강도 콘크리트 단주를 대상으로 하중 재하 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 콘크리트 압축강도, 가열시간, 그리고 폴리프로필렌 섬유 혼입을 통한 폭렬 저감 공법 사용 유무가 있었으며, 실험의 결과로는 콘크리트 강도 및 가열 시간이 증가할수록 구조 성능은 저감되는 것으로 나타났다. 특히 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여 폭렬이 저감 된 경우에도 구조 성능에는 변화가 없거나 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 알아낸 바를 토대로 보다 안전하고 경제적인 내화 설계를 할 수 있으며, 또한 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 구조성능 저감 정도를 예측하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 사료된다.

Strength and structural barrier function of steel channel-reinforced concrete composite slabs

  • Emori, Katsuhiko
    • Steel and Composite Structures
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    • 제3권4호
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    • pp.243-260
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    • 2003
  • This paper reports on the development of a new composite slab system that uses a large- lipped steel channel and reinforced concrete. The advantages of this new system are that it serves as both a structural unit and an unsupported form and it has a secondary structural barrier function. A concrete pouring test was carried out for the large-lipped steel channel. Full-scale tests were carried out to assess the flexural strength-deformation characteristics and structural mechanics of the composite slab. The barrier mechanics of the steel channel concrete element (referred to as the SC subunit) of the composite slab are examined. The test results indicate that the new composite slab has excellent strength, ductility characteristics, and a structural barrier function in its SC subunit that is highly effective against severe loading.

고강도 강재를 사용한 건물골조방식 구조물의 구조비용 최적화 (Structural Cost Optimization for Building Frame System Using High-Strength Steel Members)

  • 최상현;권봉근;김상범;서지현;권윤한;박효선
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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    • pp.541-548
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    • 2006
  • This study presents a structural cost optimization method for building frame system using high-strength steel members. In, this optimization method, the material cost of steel member is involved in objective function to find the optimal cost of building frame systems. Genetic Algorithm is adopted to optimizer to find structural cost optimization. The proposed adapted to structural design of 3.5 stories example buildings with buildings frame systems. As a result, The proposed optimization method can be effectively adapted to cost optimization of building frame systems using high-strength steel members.

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Designing a Hydro-Structural Ship Model to Experimentally Measure its Vertical Bending and Torsional Vibrations

  • Houtani, Hidetaka;Komoriyama, Yusuke;Matsui, Sadaoki;Oka, Masayoshi;Sawada, Hiroshi;Tanaka, Yoshiteru;Tanizawa, Katsuji
    • Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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    • 제4권4호
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    • pp.174-184
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    • 2018
  • We herein propose a new design procedure of a flexible container ship model where the vertical bending and torsional vibration modes are similar to its prototype. To achieve similarity in torsional vibration mode shapes, the height of the shear center of the model must be located below the bottom hull, similar to an actual container ship with large opening decks. Therefore, we designed a ship model by imparting appropriate stiffness to the hull, using urethane foam without a backbone. We built a container ship model according to this design strategy and validated its dynamic elastic properties using a decay test. We measured wave-induced structural vibrations and present the results of tank experiments in regular and freak waves.

유한요소해석 및 실험에 의한 알루미늄 차체구도강도 평가 (Structural Strength Evaluation of an Aluminum alloy Carbody by Finite Element Analysis and Tests)

  • 황원주;구병춘;김형진;정종덕
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.754-760
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    • 2004
  • Structural analysis and tests were conducted for a carbody manufactured by aluminum alloy. The results were compared, and structural safety was evaluated based on the results. Aluminum carbody in Kwangju turned out safe in terms of structural Strength.

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복합재 추진기관의 확률적 구조 설계 기법 (A Probabilistic Structural Design Method of Composite Propulsion System)

  • 황태경;김형근;김성은
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.80-85
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    • 2013
  • 본 논문은 평균값과 Allowable 값 기준의 구조 안전율과 구조 신뢰도와 관계 비교를 통해 복합재 추진기관의 확률적 구조 설계 방법을 설명하였다. 일반적으로 복합재 압력용기의 평균 값 기준의 구조설계는 1.5 이상의 구조 안전율과 0.999 이상의 구조 신뢰도 값이 요구된다. 요구 압력 기준의 0.999의 구조 신뢰도를 만족하기 위해서 평균 값 기준의 구조설계는 섬유 강도의 변동률에 따라 다른 구조 안전율을 부여해야한다. 그러나 이미 섬유 강도 변동률이 고려된 Allowable 값을 이용할 때는 고정된 안전율이 부여된다. 이상의 해석 결과로 볼 때 섬유 강도는 복합재 압력용기 구조 설계에 가장 중요한 설계 변수이고, 우수한 성능의 복합재 추진기관을 개발하기 위해서는 섬유 강도의 변동률이 최소화되어야 함을 알 수 있었다.

고강도 콘크리트를 적용한 얇은 RC 판부재의 정적 강도 안전성 평가 (Structural Safety Evaluation for Static Strength of Thin Plate RC Member with High Strength Concrete)

  • 황훈희;박성용
    • 한국안전학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.69-75
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    • 2017
  • Structural safety evaluation for static strength of thin plate RC member with high strength concrete is conducted in this study. Static strengths were predicted and compared with the experimental values. Predicted values were calculated by the evaluation formula based on the punching shear behavior and the yield line theory which can appear in the plate members. Static load tests were carried out for the specimens with high strength concrete and the test results were compared with the required performance in design. The comparison results show that the specimens with high strength concrete have sufficient structural safety for flexural and punching shear performance required in design. High strength concrete specimens exhibited excellent strength despite their small thickness. The range of concrete strengths applied in this study was about 60 MPa to 100 MPa.