• Wind and Structures
• /
• 제26권2호
• /
• pp.75-87
• /
• 2018

A large number of low-rise buildings experienced serious roof covering failures under strong wind while few suffered structural damage. Clay and concrete tiles are two main kinds of roof covering. For the tile roof system, few researches were carried out based on Finite Element (FE) analysis due to the difficulty in the simulation of the interface between the tiles and the roof sheathing (the bonding materials, foam or mortar). In this paper, the FE analysis of a single clay or concrete tile with foam-set or mortar-set were built with the interface simulated by the equivalent nonlinear springs based on the mechanical uplift and displacement tests, and they were expanded into the whole roof. A detailed wind tunnel test was carried out at Tongji University to acquire the wind loads on these two kinds of roof tiles, and then the test data were fed into the FE analysis. For the purpose of validation and calibration, the results of FE analysis were compared with the full-scale performance ofthe tile roofs under simulated strong wind impact through one-of-a-kind Wall of Wind (WoW) apparatus at Florida International University. The results are consistent with the WoW test that the roof of concrete tiles with mortar-set provided the highest resistance, and the material defects or improper construction practices are the key factors to induce the roof tiles' failure. Meanwhile, the staggered setting of concrete tiles would help develop an interlocking mechanism between the tiles and increase their resistance.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.217-225
• /
• 2013

본 연구에서는 교량 단부의 레일지지점 간격, 교량과 교대사이 거리(유간) 및 교량 단부 회전각을 고려하여 콘크리트 궤도가 부설된 교량 단부 궤도의 거동을 분석하였다. 궤도구조가 고려된 교량 및 교대 시험체를 이용한 실내시험 결과, 동일한 유간(레일지지점 간격)에서 교량 단부 회전각이 증가함에 따라 레일의 변위가 선형적으로 비례하는 것으로 나타났다. 또한 이러한 레일의 변위는 레일 및 체결구의 발생응력에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 실험결과를 바탕으로 다중 회귀분석을 수행하여 레일지지점 간격 및 교량의 단부 회전각을 매개변수로 하는 철도교량 단부 궤도의 궤도-교량 상호작용력 예측식을 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권10호
• /
• pp.123-131
• /
• 2005

본 연구에서는 양압력을 받는 기초구조물의 보강공법으로 앵커를 시공할 경우, 이에 대한 파괴메카니즘 및 안정해석법의 개발에 기초적인 자료를 제공하기 위해 나선형 앵커에 대한 실내인발시험 및 유한요소해석을 수행하였다. 실내인발시험은 강우시 지하수위 상승으로 인해 기초구조물에 양압력이 작용하는 경우를 고려하기 위해 포화사질토 내에서의 하중-변위특성을 분석한 후, 이를 건조시의 경우 등에 대해 유한요소 해석결과와 비교${\cdot}$분석하였으며, 앵커의 극한인발저항력에 미치는 영향인자 및 앵커의 인발에 따른 거동특성 등을 평가하였다. 또한, 군형태 앵커의 설치간격을 변화시켜가면서 하중-인발변위 특성을 비교한 후, 나선형 앵커의 무리효과에 의한 간섭영향 요인을 분석하였다.

• 대한조선학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.29-35
• /
• 1987

As offshore activities move into deeper ocean, conventional fixed-base platforms drastically increase in size and cost, One of alternatives available is a guyed tower, in which environmental loads are supported by guylines instead of structural members. The guying system of the guyed tower is designed on one hand to be stiff enough to limit the structural displacement in normal operations, but on the other hand to be soft enough to permit large slow sways during the presence of design-level storms. This compliancy provides an efficient means of withstanding harsh environment so that the disproportionate increase in size of deep water platforms can be kept to a rational limit. Novel configurations contain always some degrees of potential risks mainly due to the lack of experience. The most critical hazard inherent to a guyed tower may be the pullout of anchor piles. Once it happens, the guyline fails to function and it may eventually lead to the total collapse of the system. It is the aim of this paper to discuss and quantify the anchor-pullout risk of a guyed tower. A stochastic analysis is made for evaluating the first-upcrossing probability of the tension acting on anchor piles over the uplift capacity. Nonlinearities involved in the mooring stiffness and hydrodynamics are taken into account by using time-domain analysis. A simplified two dimensional dynamic model is developed to exemplify the underlying concept. Real hurricane data in the Gulf of Mexico spanning over 70 years are incorporated in a numerical example of which result clearly indicates highly potential risk of anchor pullout.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제40권1호
• /
• pp.19-31
• /
• 2024

항만은 국민의 생활과 국가의 경제에 큰 영향을 미치는 사회기반시설로, 최근 인프라의 노후화율이 증가하고 다양한 자연재해가 빈번하게 발생하고 있어 안전 관리를 위한 항만의 변위 모니터링이 필수적이다. 이 연구에서는 포항 영일만항과 주변 지역에 대해 Sentinel-1 위성의 상향(2017년 2월-2023년 7월) 및 하향(2017년 2월-2021년 12월) 궤도 관측에서 획득된 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 자료에 고정산란체 레이더 간섭기법(Permanent Scatterer Interferometric SAR)을 적용하여 시계열 변위를 산출하였고, 2017년 11월에 발생한 포항 지진에 의한 변위를 분석하였다. 영일만항의 남부(최남단 제외)와 중앙부는 관측 초기에 약 10개월 동안 건설 활동에 기인하는 큰 변위를 보였으며, 포항 지진의 동시성 변위로 서쪽방향으로 최대 1.6 cm의 수평 움직임 및 0.5 cm의 침하가 발생하였다. 반면 매립이 가장 늦게 완료된 항만 최남단과 가장 오래된 항만 북부에서는 포항 지진에 의한 변위가 거의 관측되지 않았다. 이는 항만 매립토의 고결화가 약할수록 지진에 더욱 취약하며, 매립이 진행 중이어서 흙의 고결화가 매우 약한 경우는 오히려 지진에 크게 영향을 받지 않음을 지시한다. 영일만항 전역에서는 온도 변화에 따른 매립토의 체적 변화에 기인한 1 cm 내외 수준의 여름철 침하 및 겨울철 융기 현상이 매년 반복적으로 관측되었다. 영일만항에 인접한 제1, 제2일반산업단지의 지반은 관측 기간 동안 침하하였고, 침하 속도는 제1일반산업단지에서 더 빨랐다. 제1일반산업단지는 포항 지진 동시성 변위로 서쪽 방향으로 3 mm의 수평 움직임과 6 mm의 침하가 관측되었으나, 제2일반산업단지는 포항 지진에 영향을 거의 받지 않은 것으로 분석되었다. 이 연구의 결과를 통해 영일만항의 시계열 변위 특성을 파악할 수 있었고, 해안에 매립을 통해 건설된 항만의 안정성에 지진이 미치는 영향을 이해할 수 있었다.

• 암석학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 2012

우리 민족의 영산인 백두산은 동북아시아 지역에서 가장 활동적인 화산의 하나이며, 10세기 대분화는 지난 2,000년 이내에서 가장 격렬한 화산활동이었다. 백두산 천지 일원에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지표 변형이 발생하였다. 화산구조성 지진의 규모가 2002년 7월부터 갑자기 급증하였으며, 지진발생 빈도도 한 달에 수십 회에서 수백 회로 증가하였으며, 2002-2003년도에는 하루에 백 여 회의 군발(群發)지진이 발생하였으며, 2003년에는 연간 2,100여 회 발생하였고, 2006년도부터는 감소하는 추세를 보여 현재에는 1999년-2001년의 수준을 유지하고 있다. 주파수가 대체로 5 Hz 또는 5-10 Hz의 범위에 속하는 이러한 지진들은 B-형 화산구조성 지진(VT-B)과 장주기 지진(LP)으로 지하 3~5 km 천부에 위치한 마그마방 상부의 균열과 마그마의 관입에 기인하는 것이다. 2002년도부터 2009년도까지의 GPS관측에 의한 지표면의 수평변위에 의하면 2002년 이후 천지 칼데라 정상부를 중심으로 화산체가 팽창하는 것이 감지되었으며, 2002년도 대비 2003년도에는 약 4 cm 이상이었고 2003년도 이후에 그 변화율은 감소하는 경향으로 보였다. 백두산 성층화산체 사면에서의 정밀수준 측량에 의한 지표면의 수직적 팽창 또한 최대 10 cm 이상의 변위를 보였으며, 수직 변위와 수평 변위 모두 2006년도 이후 변화율은 다소 감소하는 추세를 보이나, 여전히 불안정한 상태를 보이고 있다. 온천에서 채취한 화산가스로부터 분석된 헬륨 동위원소비($^3He/^4He$)의 높은 값은 이들 가스들이 맨틀로부터 유래된 것임을 증명하고 있다. 천지 주변의 온천수의 온도가 $69^{\circ}C$에서 점진적으로 증가하여 최대 $83^{\circ}C$에 이르고 있다. 그간 비교적 큰 규모의 지진에 의한 산사태, 암벽붕괴, 화산가스에 의한 나무의 고사 등이 관찰되었고, 올해 여름 천지 칼데라 외륜산의 절벽으로부터 수차례의 암벽붕괴도 발생하였다. 이런 모든 현상들이 백두산 천지화산이 불안정한 상태에 있으며, 잠재적으로는 충분하게 분화 가능성이 있다는 것을 지시하는 것이다. 강력한 화산 감시 모니터링과 화산재해 경감을 위한 사전 방재대책이 필요한 단계라고 평가된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.863-874
• /
• 2015

본 연구에서는 보강날개로 보강된 수중잠제 지지말뚝의 보강효과를 분석하기 위하여 하중전이거동을 분석하였다. 먼저 3차원 유한요소해석을 통해 말뚝의 변위 및 하중전이곡선(지반반력) 결과로부터 보강효과를 확인하고, 하중전이곡선에서 극한저항력 비율로 보강말뚝의 수평 및 인발하중에 대한 보강계수를 산정함으로써 보강효과를 정량화 하였다. 산정된 보강계수를 쌍곡선 하중전이함수의 극한저항력 $p_u$와 $t_{max}$에 곱해서 보정상수(fitting parameter)로 적용하여 보강효과를 고려한 하중전이함수를 제안하였다. 제안된 하중전이함수가 수치해석 결과를 잘 반영하고 있는지 확인하기 위해 3차원 유한요소해석을 비교하여 보강말뚝의 하중전이거동을 분석하였다. 제안된 하중전이함수를 하중전이법 해석에 적용하여, 실제 수중잠제를 해석한 결과 보강말뚝의 전단력, 휨 모멘트, 변위가 무보강말뚝보다 작게 발생하고, 지반반력은 더 크게 발생하여 비교적 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.202-209
• /
• 2015

스파이럴 기초를 국내 온실 기초로 사용한 사례는 거의 없으며 일본에서 스파이럴을 온실 기초로 사용한 사례가 있다. 현재 국내에서는 스파이럴 기초가 다른 분야에서 연약지반 보강 기초로 많이 사용되고 있어, 앞으로 온실기초의 보강을 위한 기초로 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 스파이럴 기초의 기초 설계 자료를 제공할 목적으로 모형실험을 통해 기초의 매립깊이, 흙의 다짐률, 스파이럴 직경, 흙에 따른 인발하중 측정결과를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 농경지 및 간척지 흙의 극한 인발저항력 비교결과 농경지 흙이 간척치 흙보다 상대적으로 1.2~3.0배 더 큰 값을 나타냈다. 또한 두 흙 모두 매립깊이, 다짐률이 증가할수록 극한 인발저항력은 증가하는 경향을 관찰할 수 있었고, 모두 비슷한 하중-변위 곡선을 보였다. 실험조건에 따른 극한 인발저항력은 매립깊이 증가에 따른 인발하중 상승효과 보다 직경 크기 증가에 따른 상승효과가 더 크게 나타났다. 그리고 다짐률 증가에 따른 극한 인발저항력은 다른 조건들에 비해서 증가 폭이 상당히 큰 경향을 보였다. 따라서 일반적인 농경지뿐만 아니라 간척지와 같이 연약지반에 스파이럴 기초를 설치할 경우에도 기초의 매립깊이, 다짐율, 스파이럴 직경 등을 증가시키면 인발저항력이 높아져 연약지반 보강 기초로 사용가능 할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제25권2호
• /
• pp.155-167
• /
• 2015

본 연구에서는 TOUGH2-FLAC3D 연계해석기법을 이용하여 암반공동에 고온의 열에너지를 30년간 저장하는 경우 주변 암반에 야기되는 열-수리-역학적 연계거동을 살펴보았다. 열에너지저장에 따른 암반의 거동 특성 및 환경 영향을 예측하고 이에 대한 제어기준을 수립하기 위한 기초 연구로서, 저장소 주변 암반에서 발생하는 열-수리 흐름과 역학적 거동의 상호작용에 대하여 검토하였다. 기본해석으로서 결정질 암반 내 원통형 공동에$350^{\circ}C$의 대용량 열에너지를 저장하는 경우를 모델링하였으며, 열에너지저장소의 단열성능은 고려하지 않았다. 암반 내 열전달의 주요 메카니즘은 암반의 전도에 의한 것으로 판단되며, 암반의 역학적 거동은 수리적 요소보다는 열적 요소에 지배적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 암반과 지하수 가열에 따른 유효응력 재분포 양상과 열팽창으로 인한 암반 변위 및 지표 융기를 검토하였으며, 주변 암반에서의 전단파괴 위험도를 정량적인 수치를 통해 제시하였다. 암반 가열에 따른 열팽창으로 인하여 지표면에서 수 cm의 융기가 발생하였으며, 저장공동 상부에 인장응력이 크게 발달하면서 전단파괴의 위험도가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.207-216
• /
• 2013

콘크리트궤도가 부설된 철도교량 단부의 궤도구성품(레일 및 체결구)에는 교량 단부회전에 의해 상향력 및 압축력과 같은 궤도-교량의 상호작용력이 작용하여 손상 및 성능저하가 유발된다. 이러한 교량의 휨거동에 기인한 단부 궤도의 상호작용에 따른 문제를 해결하고자 본 연구에서는 횡단궤도시스템을 개발하고 그 성능을 입증하였다. 횡단궤도시스템의 구조안정성 검토를 위해 3차원 유한요소해석을 통한 시간이력해석을 실시하고 그 결과를 독일의 성능요구조건 및 관련기준과 비교하였다. 또한, 교량-궤도 상호작용 분석을 위한 시험체를 제작하여 실내시험을 수행하고 횡단궤도시스템의 적용 효과를 평가하였다. 연구결과 횡단궤도시스템의 정, 동적 구조안정성 및 횡단궤도 적용 후 교량 단부 궤도의 상호작용력(레일변위, 레일저부응력 및 체결구 응력)이 크게 저감될 수 있음을 실험적으로 입증하였다.