• Title/Summary/Keyword: 구조 하중 모델링

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연계해석 시 해저터널의 이완하중고 산정을 위한 수치 모델링 비교 연구

  • Yu, Gwang-Ho;Lee, Dong-Hun
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • 2007.10a
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    • pp.137-146
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    • 2007
  • 해저 지하 구조물을 시공할 경우는 높은 수압 및 침투압 등의 영향이 무시될 수 없으므로 지하저장 공동의 정확한 거동평가를 위해서는 수리-역학적 해석이 수행되어야만 한다. 또한, 실무에서는 암반이완하중을 고려하여 터널의 콘크리트 라이닝을 설계하며, 이를 위해 이완하중고를 터널 주변의 국부안전율 분포를 이용하여 수치해석에 의해 산정하는 방법이 제안된바 있다. 따라서 본 연구에서는 해저터널을 대상으로 수리-역학적 연계해석 시 국부안전율을 이용한 이완하중고 산정 기법의 타당성을 살펴보았다. 이를 위해 3등급 암반을 대상으로 숏크리트 수리특성을 이용한 유도배수방법과 집수정의 펌핑을 이용한 유도배수방법을 이용하여 이완하중고를 산정하고 적용성을 비교하였다. 연구 결과 연계해석 시 해저시설물의 안전율 및 이완하중고를 정확하게 산정하기 위해서는 집수정의 펌핑을 이용하여 유도배수하는 모델링 방법이 보다 정확하고 일관성 있는 결과를 얻을 수 있었다.

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Load Transfer of Tension and Compression Anchors in Weathered Soil (인장형 앵커와 압축형 앵커의 하중전이에 관한 연구)

  • 김낙경
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.59-68
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    • 2001
  • 풍화토 지반에 설치된 그라운드 앵커의 하중전이 현상을 규명하기 위하여 성균관대학교 지반시험장에서 인발시험을 수행하였다. 지반과 구조물을 일체화시키는데 사용하는 앵커는 앵커체와 지반의 마찰력에 의해서 구조물을 지지하는 역할을 하며 앵커의 하중과 변형의 관계를 규명하기 위해서는 앵커의 마찰력 분포의 변화(하중전이)가 중요한 요소가 된다. 하중 재하시 앵커체에 발생하는 하중전이 분포는 앵커의 인발 지지력과 밀접한 관계가 있고 앵커체의 종류(인장형 또는 압축형), 정착장의 길이, 지반 조건 등에 따라 분포 양상이 변하기 때문에 하중전이를 이해하기 위해서는 강선과 그라우트의 하중분포 그리고 앵커 그라우트체와 지반과의 마찰력 분포를 알아야 한다. 앵커의 자유장의 강선에 작용하는 응력, 그라우트체에 작용하는 응력, 그리고 정착장 강선의 응력을 계측하여 강선과 그라우트의 정착응력 및 그라우트와 지반에서의 마찰력 분포를 구함으로써 강선-그라우트-지반의 복합적인 거동에 따른 각 하중 단계마다의 하중전이 분포를 구하였다. 또한 현장시험 결과의 신뢰성 확보를 위하여 수치해석 모델링을 통하여 해석을 수행하여 비교하였다.

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Longitudinal Dynamic Behavior of KASR-Bridge Installed Creep-Couplers (Creep-Coupler가 설치된 KHSR 교량으 종방향 동적거동)

  • 곽종원
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.111-116
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    • 2000
  • 경간사이에 creep-coupler가 설치된 경부 고속철도 교량에 TGV-K 열차의 제동에 의한 교량의 종방향 동적거동을 해석하였다. 교량은 40m 길이의 2경간 연속교이며, 종방향 충격 하중을 인접 경간 혹은 교대로 전달하기 위한 목적으로 인접하고 있는 두 교량 사이의 creep-coupler가 설치되었다. 철도교의 경우에는 레일에 대한 종방향 축력검토가 매우 중요하므로, 이를 지지하고 있는 교량의 하부구조(교각과 기초)의영 향을 고려한 교량의 동적거동해석이 요구된다. 본 연구에서는 TGV-K의 실제 제동하중에 의한 KHSR(Korea high speed railway)에 건설중인 실제교량의 동해석을 하부구조와 동특성치를 고려하여 수행하였다. TGV-K는 객차사이에 대차가 위치하므로 전체 열차의 모델링이 한꺼번에 이루어 져야한다. 동핵석을 위해서 열차의 3차원 수치모델링이 이루어졌다. TGV-K의 제동은 동력차의 전기적인 제동에 의한 회생제동력(regenerative braking force)과 객착의 기계적인 판제동(disk braking)으로 이루어진다. 이러한 제동작용의 고려에 실제 TGV-K의 제동함수가 사용되었다.

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An Expert Finite Element Discretization for Time-Dependent Structural Problems (시간 종속 구조응력해석을 위한 전문가 유한요소 모델링)

  • 주관정
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.125-131
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    • 1990
  • A finite element technique for the time dependent large structural problems is presented. It is based on the error estimation for the bases of solution spaces. An a-posteriori energy norm of residual error serves as the error indicator. Mode shapes which are calculated by scaling the Ritz vectors are applied to discretize the continuous spatial domain. Finally, the performance of the proposed methods is demonstrated by solving simple examples.

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접촉요소(Contact Element)를 적용한 나사체결부(Thread joint)의 구조해석

  • 구송회;이방업;조원만;이환규
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.11a
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    • pp.15-24
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    • 1996
  • 로켓모타의 연소관은 구조적인 편의성 및 경량화를 위하여 도옴-실린더부와 실린더-노즐부에 나사체결방법을 많이 적용하고 있는데, 나사의 골부위에 집중응력이 발생하여 인장강도를 넘는 응력이 발생하는 경우가 있다. 본 연구에서는 나사의 골부위의 응력수준을 좀 더 정확히 예측하기 위하여 나사체결시 작용하는 조립 토오크에 의한 초기하중을 고려한 구조해석을 수행하였으며, 나사부위에 발생하는 응력이 항복강도를 초과하므로 정확한 해석을 위하여 탄소성해석을 수행하였다. 조립 토오크에 의한 초기하중은 나사체결 멈춤부에 음(-)의 접촉 간극을 부여하여 모델링하였으며, 조립 토오크의 크기는 나사체결 근접부에서 변형률을 측정하여 모사하였다. 해석결과 초기하중을 고려하여 구조해석을 수행하면 최대예상 작동압력에서 초기하중의 영향은 거의 나타나지 않았으며, 마찰계수를 감소시키면 최대응력이 감소하여 구조적 안전성이 증가할 것으로 판단된다.

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Random Vibration and Harmonic Response Analyses of Upper Guide Structure Assembly to Flow Induced Loads (유체유발하중을 받는 상부안내구조물의 랜덤진동 및 조화응답해석)

  • 지용관;이영신
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.59-68
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    • 2002
  • The cylindrical Upper Guide Structure assembly of the reactor intervals wish the Core Support Barrel and the Inner Barrel Assembly is subjected to flow induced loads horizontally which include random pressure fluctuation due to turbulent flow and pump pulsation pressures. The purpose of this papers is to perform random vibration and harmonic response analyses fort flow induced loads. The dynamic response characteristics due to random turbulence and pump pulsation loads were evaluated using the lumped mass beam model. Especially the model considered the annulus effects due to water gaps existing between cylindrical structures such as the Upper Guide Structure Barrel, the Core Support Barrel, and the Inner Barrel Assembly. The effect of the Inner Barrel Assembly inside the Upper Guide Structure assembly was studied. The peak dynamic responses lot each loading condition due to the addition of IBA were affected by the natural frequencies of the structures. Therefore the peak dynamic responses of the structures should be conservatively obtained from evaluation of dynamic analysis for various loading conditions.

Blast Performance Evaluation based on Finite Element Analysis for Reinforced Concrete Columns with Shear and Flexure Failure Modes (유한요소해석 기반 휨 및 전단 파괴형 철근콘크리트 기둥의 폭발 성능평가)

  • Ye-Eun Kim;Quoc To Bao;Kihak Lee;Jiuk Shin
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.36 no.5
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    • pp.307-314
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    • 2023
  • This study aims to evaluate the blast performance of shear and flexure failure modes of reinforced concrete columns using finite-element analyses. To accomplish this goal, finite-element models of flexure- and shear-governed columns were developed and validated using previous experimental results. A blast simulation model was developed using a coupling-modeling method, and the modeling method was applied to the validated-column models. Blast responses were obtained for various blast loading scenarios, and the blast performance was determined using limits based on ductility and axial loading capacity.

Dynamic Analysis of Offshore Structures Considering External Fluid-Structure Interaction (외부유체-구조물의 상호작용을 고려한 해양구조물의 동적해석)

  • Hwang, Chul-Sung;Paik, In-Yeol
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.9 no.1
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    • pp.271-281
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    • 2005
  • The effects of radiation damping is used to compensate the truncated boundary which is relatively close to the structure-fluid interface in the fluid element surrounding the submerged structures. An efficient ring element is presented to model the shell and fluid element which fully utilizes the characteristics of the axisymmetry. The computational model uses the technique which separate the meridional shape and circumferential wave mode and gets similar result with the exact solution in the eigenvalues and the earthquake analysis. The fluid-structure interaction techniques is developed in the finite element analysis of two dimensional problems using the relations between pressure, nodal unknown acceleration and added mass assuming the fluid to be invicid, incompressible and irrotational. The effectiveness and efficiency of the technique is demonstrated by analyzing the free vibration and seismic analysis using the added mass matrix considering the structural deformation effect.

Nonlinear Analysis of Cyclic Lateral Forced RC Shear Wall (반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석)

  • Kim, Geon-Woo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.14 no.5
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    • pp.161-168
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    • 2010
  • Practicing engineers and researchers need computational tools that estimate accurately the cyclic response of RC walls, and in particular, force and deformation capacities and their materials strains. So this paper describes a nonlinear truss modeling approach for reinforced concrete walls, or in general, for plane stress reinforced concrete elements subjected to cyclic reversals. Nonlinear vertical, horizontal, and diagonal truss elements are used to represent concrete and steel reinforcement. The wall having aspect ratio of 1.2 was chosen to be compared with the experimental results. Here, four types of main diagonal member models and three types of diagonal members models were applied to find out more accurate results of analysis.

Fracture Analysis of Concrete Structures using Boundary Element Method (경계요소법에 의한 콘크리트 구조물의 진행성 파괴해석)

  • 송하원;전재홍
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.127-134
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    • 1996
  • This paper is about a progressive fracture analysis of concrete by boundary element method. From both displacement boundary integral equation and traction boundary integral equation of solids with cracks, a boundary integral equation for crack problem is derived. For the analysis of progressive fracture of concrete, fracture process zone is modelled based on Dugdale-Barenblatt model with linear tension-softening curve. By using the boundary element modeling, the progressive fractures of concrete beam and compact-tension specimens with various loading conditions are analyzed and compared with experiments. The analysis results show that the technique in this paper can predict the maximum strength and the nonlinear behavior of concrete including post-peak behavior.

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