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1:12축소 비정형 고층 RC 건물의 비선형거동에 대한 실험과 해석의 상관성 (Correlation of Experimental ana Analytical Inelastic Responses of 1:12 Scale Irregular High-Rise RC Buildings)

  • 고동우;이한선
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.95-104
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    • 2007
  • 세가지 형태의 고층 비정형 철근콘크리트 건물에 대해 OpenSees를 이용하여 비선형정적해석을 수행한 후, 해석결과와 진동대 실험결과를 비교하여 해석방법에 대한 검증을 수행하고, 해석결과 나타난 비정형 건물의 성능과 하부 필로티부분의 파괴양상을 분석하였다. 선정된 모델은 필로티층이 골조로만 이루어진 모델 (모델 1), 필로티층 내부중앙골조에 벽체가 있는 모델 (모델 2), 그리고, 필로티층의 한쪽 골조에 벽체가 있는 모델 (모델 3)이다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률 관계를 섬유모델에 이식하여 비선형부분의 거동을 묘사하고, 벽체도 비선형모델을 이식한 트러스로 이루어진 MVLEM을 적용하였다. 그 결과 축력이 작용함에 따른 기둥의 전단강성변화, 벽체의 들뜸현상 등과 같이 진동대 실험에서 나타난 거동특성을 비교적 정확하게 묘사하였다. 초과강도 측면에서 하부골조에 벽체를 포함하고 있는 모델 2와 모델 3은 모델 1보다 2배 가까이 크다. 이와 같이 모델 2와 모델 3의 초과강도와 연성이 큰 이유는 모델 2와 모델 3의 경우 모델 1로 설계된 골조에 벽체가 낀 벽의 형태로 설계되었기 때문으로 보인다. 그리고, 연성의 측면에서 모델 1과 모델 3은 모델 2의 보다 1.17배 큰 것으로 나타났다. 모델 1과 모델 3의 경우 골조부분에 과도한 모멘트가 작용하여 파괴에 이른 반면, 모델 2는 하부전단벽의 전단파괴에 의해 파괴되었으며, 모델 1과 모델 3에 비하여 크게 작용한 전도모멘트로 인해 기둥에 작용하는 축력의 변화가 크게 발생하였다.

고유진동수 조절이 가능한 액체댐퍼의 건물응답 제어실험 (Experimental Verification of a Liquid Damper with Changeable Natural Frequency for Building Response Control)

  • 김동익;민경원;박지훈;김재건;황규석;길용식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.323-330
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    • 2012
  • 본 연구진은 최근 U자 형태인 액체댐퍼의 수직관을 다수의 셀(사각 기둥)로 나누어 셀 상부를 개폐함에 따라 다양한 고유진동수를 쉽게 재현하는 새로운 멀티셀 액체댐퍼를 제시하였다. 이러한 댐퍼를 1층 건물 모형에 설치하여 진동대 실험을 수행하여 건물응답이 감소되는 것을 검증하였다. 64층의 풍응답인 가속도를 제어할 수 있도록 댐퍼를 설계하기 위하여 건물을 1자유도계로 축소하였다. 가속도 기반 상사비인 1/20를 적용하여 1층 건물 모형과 새로운 댐퍼를 제작하였다. 설계 진동수인 0.65Hz가 구현되도록 모형건물의 질량과 강성을 쉽게 조절할 수 있도록 탈부착식으로 제작하였다. 모형건물은 중량을 부담하는 질량부와 하부에 스프링과 LM guide가 설치된 구동부로 나누어서 제작되었다. 18개의 셀을 가지는 액체댐퍼를 제작하여 고유진동수 조절 범위가 0.65Hz~0.81Hz인 것을 파악하였다. 대형 진동대에 설치한 모형건물의 일방향 가진을 통하여 모형의 응답을 측정하고 모형상부에 멀티셀 액체댐퍼가 설치되었을 경우 모형의 응답을 측정하여 비교하였다. 진동대 가속도를 입력과 모형건물의 가속도를 출력으로 하는 전달함수를 통해 결과를 나타내었다. 예상한 바와 같이 멀티셀 액체댐퍼의 고유진동수를 건물의 진동수에 동조시켰을 경우 건물의 가속도 응답이 감소함을 알 수 있었다.

편심전단을 받는 단일판접합부의 경사연단거리를 고려한 볼트군의 설계법 (Design Methods for Eccentrically Loaded Bolt Groups for the Single Plate Connections Considering Sloped Edge Distance)

  • 최선규;유정한;박재우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.43-53
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    • 2014
  • 단일판접합(Single Plate Connections, 이하 SPC라 함)은 단순전단접합의 일종으로 한 장의 강판을 지지부재인 기둥이나 큰보의 웨브에 공장용접하고 보를 현장고력볼트로 접합하기 때문에 시공이 간편하고, 경제성이 있어 강구조 및 합성구조에서 널리 사용되고 있다. 일반형 단일판접합부의 고력볼트는 수직 1열로 2~12개가 사용되며, 단순보의 단부에서 필요한 회전유연성을 확보하기 위하여 고력볼트직경과 구멍형태에 따라 판의 두께를 제한하여 설계한다. SPC에서 편심전단을 받는 고력볼트군의 강도를 산정할 때, 고력볼트의 전단강도나, 판의 지압강도 또는 찢김(Tear-out)강도 중 최소값에 의해 설계강도가 결정되는데, 만약 연단고력볼트의 수직연단거리에 의한 찢김에 의해 고력볼트군의 강도가 결정될 때에는 매우 보수적으로 설계된다. 따라서 본 연구에서는 고력볼트의 반력각도에 의한 실제 경사연단거리를 구하고 이를 근거로 설계강도를 산정하는 설계절차를 제안하였다. 편심전단을 받는 '약-판/강-고력고력볼트' 설계모델의 일반형 단일판접합부 고력볼트군 해석을 위해 탄성벡터법(EVM)과 소성법인 수간회전중심법(ICM)을 이용해 그 효과를 비교하였다. 또한 실용적이고 편리한 설계를 위하여 경사연단거리를 고려한 일반형 단일판접합부의 설계도표를 제안한다.

한국 남해 마산만의 표층퇴적물 특성과 부유퇴적물의 계절별 변화 양상 (Characteristics of Surface Sedment and Seasonal Variation of Suspended Sediment in the Masan Bay, South Coast of Korea)

  • 최재웅;우한준;최동림;이태희
    • 한국습지학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.67-77
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    • 2006
  • 한반도 남해안에 위치하는 마산만의 퇴적환경을 파악하기 위해 표층퇴적물과 부유퇴적물의 조사를 실시하였다. 마산만에서 채취된 표층입도 분석결과 표층퇴적물은 펄(Mud), 자갈이 약간 함유된 펄(slightly gravelly Mud), 자갈펄(gravelly Mud)등 총 3개의 퇴적상으로 구분되었다. 전반적으로 펄이 우세한 퇴적상이며 만 중앙부의 수로 지역에서 약간의 자갈이 함유된 펄이 나타났다. 준설전과 준설후의 퇴적상은 큰 차이가 없이 실트가 우세한 펄이 주로 분포한다. 계절별로 1조석 주기동안 관측된 자료에 의하면, 수온과 염분은 지형의 영향으로 약한 조류로 인하여 계절에 상관없이 성층을 이루고 있으며, 수직적인 혼합은 발생하지 않았다. 육상에서 유입되는 담수와 외해수의 영향은 작은 것으로 보여 진다. 최강유속은 봄과 가을에는 낙조시에 나타나며, 여름과 겨울에는 창조시에 나타난다. 그리고 여기에서 발생하는 잔류유속에 의해 부유물질의 순이동률과 순이동량의 방향이 결정되는 것으로 나타났다. 부유퇴적물의 순이동량은 봄과 가을에 각각 $62.02{\times}10^3kgm^{-1}$, $31.84{\times}10^3kgm^{-1}$의 양이 외해쪽으로 향하며, 여름과 겨울에 각각 $18.23{\times}10^3kgm^{-1}$, $3.22{\times}10^3kgm^{-1}$의 양이 내만쪽으로 향하였다.

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응답스펙트럼해석을 통한 경사말뚝이 설치된 잔교식 안벽의 내진성능 평가 (Evaluation of Seismic Performance of Pile-supported Wharves with Batter Piles through Response Spectrum Analysis)

  • 윤정원;한진태;김종관
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권12호
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    • pp.57-71
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    • 2021
  • 잔교식 구조물은 상판을 말뚝 또는 기둥으로 지지하는 형식의 항만 구조물로서, 경사 말뚝을 설치하여 지진하중과 같은 수평하중을 부분적으로 축력으로 분담하도록 설계할 수 있다. 기준서에서는 잔교식 구조물 내진설계 시 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 설명하고 있으며, 응답스펙트럼 해석 시 말뚝을 가상고정점 방법 및 지반스프링 방법을 적용하여 모델링하도록 제시하고 있다. 최근 응답스펙트럼해석 시 구조물의 동적 응답을 적절히 모사하는 모델링 방법을 도출하기 위해 연직 말뚝으로 구성된 잔교식 구조물에 관한 몇몇 연구들이 수행되어 왔으나, 현재까지 경사말뚝이 적용된 잔교식 구조물에 대한 응답스펙트럼해석 관련 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 따른 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험과 더불어 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 경우 실제 응답을 적절히 모사하기 위해 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

강재 슬래브 이력형 댐퍼(SSHD)를 이용한 중·저층 RC 격자 구조물의 내진성능 향상에 관한 연구 (A Study on the Seismic Performance Improvement of Mid and Low-Rise RC Grid Structures Using Steel Slab Hysteretic Damper)

  • 김동백;이인덕;최정호
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.418-426
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    • 2019
  • 연구목적: 내진성능이 부족한 중 저층의 RC 격자 구조물의 내진능력을 해석한 후, 보와 기둥의 내진성능 개선을 위해 강재 슬래브 이력형 댐퍼(SSHD)를 설치하고, 지진이 발생할 때 구조물의 손상 및 인적피해를 최소화 하는 방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 연구방법: 내진설계가 되지 않은 격자 형태의 전철 역사를 대상으로 내진성능을 파악하고, 내진성능이 부족할 경우 공기를 최소화 할 수 있는 방법인 SSHD 시스템을 설치하는 것으로 가정하여 구조물의 내진성능 평가 및 보강을 검토한다. 연구결과: SSHD를 적용하여 구조물을 보강한 후, 고유치 해석을 수행한 결과 장변방향으로는 0.548s의 고유주기를 나타내었으며, 단변방향으로는 0.593s의 고유주기를 가지고 있는 것으로 나타났다. 결론: SSHD에 대하여 반복하중 실험을 수행 한 결과, 댐퍼의 전단강성은 103%, 에너지소산량은 111% 및 109%로 나타나고, 모든 기둥과 보 부재의 소성회전각은 $I_o$수준을 만족하는 것으로 나타나 보강효과가 충분할 것으로 판단된다.

거주자 참여형 공동주거의 평면계획에 적용된 가변성의 특성 - 유럽의 거주자 참여형 다층 공동주거를 중심으로 - (The Characteristics of Flexibility applied to Unit Plan of Housing by Residents Participation - focusing on European Multi-story Housing applying Residents Participation -)

  • 김현주
    • 대한건축학회논문집:계획계
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    • 제34권11호
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    • pp.113-123
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    • 2018
  • First of all, the multi-story Housing applying resident's participation in europe was classified by the menu selection method, the two-step supply method and the cooperative method. And then I analyzed flexible unit plan of cases for deriving the planning methode and the characteristics of flexibility. First, I analyzed the area and form of the unit plan, structure and Installation, fixed and variable elements to derive the planning method. The area of units are distributed from a minimum of $35m^2$ to a maximum of $150m^2$, and many of the unit planes have a narrow front and a deep depth. The structure is a long-span wall-structure or a skeleton structure, and is designed without any columns and bearing walls in the interior space for flexibility in spatial composition. The vertical shafts are located in the center of the unit in a box-form or in the corner at the unit dividing wall for free placement of interior wall. Fixed elements are framework and facility systems. Most of the future residents in the two-steps supply method and the cooperative method were able to freely design the internal space within the zoning concept proposed by the architect and change the location of the facade element within module system proposed by the architect. Second, the characteristics of the flexibility applied to the unit plan were divided in integrated flexibility, functional flexibility, construction flexibility, and supply flexibility. The integrated flexibility enables residents to give the variable space combination based on the complex structure of the inner space for providing various living experiences. Regarding functional flexibility, the three-dimensional spatial structure with neutral space has multi-functionality according to the needs of residents and easily accepts mixing of hybrid programs such as work and residence. Constructive flexibility allows residents to create identity by freely planning interior space and changing the size or location of facade components in a determined system of architects. Finally, various types of size and space composition are proposed and realized in the whole building applying menu selection method, so that flexibility in the offer can accommodate and integrate various types of living.

하악골 매식 부위 계측을 위한 나선형 단층촬영술의 신뢰도 (RELIABILITY OF SPIRAL TOMOGRAPHY FOR IMPLANT SITE MEASUREMENT OF THE MANDIBLE)

  • 김기덕;박창서
    • 치과방사선
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    • 제27권2호
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    • pp.27-47
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    • 1997
  • The purpose of this study was to evaluate the accuracy and usefulness of spiral tomography through the comparison and analysis of SCANORA cross-sectional tomographs and DentaScan computed tomographic images of dry mandibles taken by a SCANORA spiral tomographic machine and a computed tomographic machine. Thirty-one dry mandibles with full or partial edentulous areas were used. To evaluate the possible effect of location in the edentulous area, it was divided into 4 regions of Me (region of mental foramen), MI (the midportion between Me and M2), M2 (the midportion between mental foramen and mandibular foramen) and S (the midportion of the mandibular symphysis). A ZPC column (sized 4 mm x 5 mm) was seated on the edentulous regions of Me, MI, M2 and S using the acrylic stent. Then SCANORA spiral tomography and computed tomography were taken on the edentulous regions which contained the ZPC column. The ZPC columns and cross-sectional images of the mandible were measured in the radiographs by three observers and the differences between the two imaging modalities were analysed. The results were as follows: 1. In comparing the actual measurements of the ZPC column and measurements in the radiographs, the mean error of the DentaScan computed tomography was 0.07 mm in vertical direction and -0.06 mm in horiwntal direction, while the mean error of the SCANORA spiral tomography was 0.06 mm in vertical direction and -0.12 mm in horizontal direction. There was a significant difference between the two radiographic techniques in the horizontal measurement of the ZPC column of the symphysis region (p<0.05). But there was no significant difference in the measurements of other regions (p>0.05). 2. In measurements of the distance from the alveolar crest to the inferior border of the mandible (H), and of the distance from the alveolar crest to the superior border of the mandibular canal (Y), there was no significant difference between the two radiographic techniques (p>0.05). 3. In measurements of the distance from the lingual border of the mandible to the buccal border of the mandible (W), and of the distance from the lingual border of the mandible to the lingual border of the mandibular canal (X), there was a significant difference between the two radiographic techniques in measurements of the midportion between the mental foramen and the mandibular foramen (M2) (p<0.05). But there were no significant differences in measurements of the other regions of symphysis (S), mental foramen (Me), the first one-fourth portion between the mental foramen and the mandibular foramen (M1) (p>0.05). 4. Considering the mean range of measurements between observers, the measurements of SCANORA spiral tomography showed higher value than those of DentaScan computed tomography, except in measurements of symphysis (S). 5. On the detectability of the mandibular canal, there was no significant difference between the two radiographic techniques (p>0.05). In conclusion, SCANORA spiral tomography demonstrated a higher interobserver variance than that of DentaScan computed tomography for implant site measurements in the posterior edentulous area of the mandible. These differences were mainly the result of difficulty in the detection of the border of the mandible in SCANORA spiral tomography. But considering the cost and the radiation exposure, SCANORA spiral tomography can be said to be a relatively good radiographic technique for implant site measurement.

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칼럼 반응조에서 Phosphate Solubilizing Microorganism(PSM)과 EDTA에 의한 납 오염토양의 식물상 복원 증진에 관한 비교연구 (A Comparative Study on Enhanced Phytoremediation of Pb Contaminated Soil with Phosphate Solubilizing Microorganism(PSM) and EDTA in Column Reactor)

  • 남윤선;박영지;이인숙;배범한
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.500-506
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    • 2008
  • 토양칼럼반응조에서 Pb 오염토양(1,200 mg/kg)에 강아지풀로 식물상복원공법을 적용하였을 때 EDTA 혹은 인용출미생물(Phosphate solubilizing microorganism) 주입이 식물의 Pb 섭취 및 연직이동에 주는 영향을 연구하였다. EDTA 주입량은 Pb 오염총량과 동일한 mol수이었으며, 6회에 걸쳐 분할 주입하는 방법과 1회에 일괄적으로 처리하는 2가지 방법을 적용하였다. 그 결과 뿌리에 축적된 Pb의 농도는 control(164.7 mg/kg)에 비하여 PSM 처리구(M)는 2.6배, EDTA 분할처리구(ES)는 3.0배, EDTA 일괄처리구(E)는 3.3배가 증가하였고, 줄기에서는 control(8.1 mg/kg)에 비하여 M 처리구는 27배, ES 처리구는 37배, E 처리구 40배가 증가하였다. 뿌리로부터 지상부로 이동한 납의 비율은 control에서 0.06이지만, E 및 ES 처리구는 0.6, M 처리구는 0.5로 큰 차이가 없었다. Pb 제거량은 E 처리구가 많았고, EDTA의 연직이동은 ES 처리구에서 큰 것으로 나타나, 식물수확기 전에 EDTA를 일괄주입하는 방안이 효율적인 것으로 판명되었다. PSM 처리는 EDTA보다 Pb 제거량은 낮았지만 Pb의 식물섭취가 증가하였고, 식물의 성장 및 토양 내 미생물 활성도를 증진하는 장점이 있어 유독한 EDTA를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

남한에서 주상절리의 분포와 암석학적 특성 (Distribution and Petrology of the Columnar Joint in South Korea)

  • 안건상
    • 암석학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.45-59
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    • 2014
  • 남한에서의 주상절리 분포지역과 그들의 형태학적, 암석학적 특징을 연구하였다. 현재까지 보고된 남한의 주상절리 분포지역은 최소한 68개 지역이다. 이들은 지리적 여건과 화산활동에 따라 5개의 그룹으로 나눌 수 있다. 1) 한탄강유역에는 16개 지역에 주상절리가 발달하는데, 15개 지역은 제4기의 현무암질 용암이며, 나머지 1지역은 백악기 화산암이다. 2) 제주도의 주상절리는 18개 지역이다. 이들 모두 신생대 제4기에 분출하였으며, 대부분은 현무암질 용암이고, 산방산과 백록담 등은 조면암이다. 제주도 주상절리는 칼러네이드와 엔태블러춰가 잘 발달하며, 끌자국도 선명하게 관찰된다. 3) 울릉도와 독도에서는 국수바위를 비롯한 5개 지역에서 관찰되며, 이들은 제4기 조면암이다. 4) 포항-경주-울산의 8개 지역에서 돔형, 방사상, 수평 및 수직 주상절리가 발달하는데, 이들 모두는 제3기 화산암이다. 충청남도 평택-아산지역, 그리고 강원도 고성의 제3기 현무암에서 주상절리가 관찰된다. 5) 남해안과 서해안에는 모두 15개 지역에서 주상절리가 관찰되는데, 이들은 백악기에 분출한 화산암으로 현무암에서 유문암까지, 용암에서 용결응회암까지 다양한 암석으로 구성되어 있다. 무등산과 주왕산의 주상절리도 백악기에 분출한 용결응회암이다. 남한의 주상절리를 지역별로 분류하면, 강원도가 5개, 경기도 13개, 충남 2개, 경북 14개, 전북 1개, 전남 10개, 경남 5개, 제주 18개 지역이다. 주상절리의 형성 시기는 중생대 백악기가 18개, 신생대 제3기가 12개, 그리고 신생대 제4기가 38개 지역이다. 화산암의 마그마계열은 알칼리암계열이 36개, 비알칼리암계열이 32개 지역이다.