• 제목/요약/키워드: 동적붕괴

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아파트 리모델링을 위한 부분해체에서 슬래브의 구조적 거동 (Structural Behavior of Slab in the Partial Demolition for the Apartment Remodeling)

  • 최훈;주형중;김효진;윤순종
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.19-30
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    • 2012
  • 사회적 생활 환경이 향상되고 도시개발이 안정화됨에 따라 신규 주택건설공사에 대한 요구는 점진적으로 감소하고 있다. 이에, 신축 보다는 정비를 통해 구조물의 사용수명을 연장시키는 리모델링의 중요성이 강조되고 있으며, 이와 관련된 많은 연구들이 진행중에 있다. 그러나 국내의 경우 리모델링 해체공사를 위한 구조해석 관련 기준이 미흡한 실정이다. 국내 보고된 리모델링 해체 공사도중에 발생한 사고중 슬래브 붕괴사고는 다수를 차지하고 있으며, 대형사고로 발전할 수 있는 위험성을 내포하고 있어 리모델링 해체공사에 적용할 수 있는 구조해석 관련 기준의 개발은 중요하면서도 시급하다. 슬래브의 경우 하중을 직접적으로 저항하기 때문에 균열에 취약해 질수 있고 균열이 발생할 경우 리모델링의 근본취지에 어긋남과 동시에 붕괴사고의 원인이 될 수 있으므로, 초기균열을 억제함은 상당히 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 이 연구는 슬래브 구조물의 초기균열을 억제하기 위한 기준을 마련하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 슬래브 구조물의 구조적 거동과 관련된 주요 요소로는 구조물의 형상과 구조물에 작용하는 하중이 있다. 슬래브 구조물의 형상과 작용하중과의 상호관계를 파악하기 위해 국내 아파트 평면도를 분석하였으며, 해체잔해물의 단위중량, 콘크리트 강도 등과 관련된 자료를 분석하였다. 분석결과를 활용하여 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과 주요 하중요소인 해체잔해물의 적재제한높이 및 적재방법에 대해 검토할 수 있었다. 또한, 소형해체장비의 이동에 따른 슬래브의 구조적 거동을 파악하기 위해 동적, 정적 재하실험을 실시하였으며, 실험결과 이동하중에 따른 충격의 영향을 반영할 수 있는 충격계수를 결정할 수 있었다.

외암리 민속마을에 나타난 한국정원의 전환기적 양상 (A Study on the Transitional Aspects in Korean Gardens that Reflected of the Korean Folk Village 'Oeam-Ri')

  • 이원호
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권1호
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    • pp.100-121
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    • 2009
  • 본 연구는 1920년대 외암리 민속마을을 사례로 정원의 전환기적 양상에 대해 정원요소를 중심으로 다루었다. 이 시기에는 사회 경제 문화적 변화에 따른 종래의 전통적 정원양식과 다른 양식의 정원구성요소가 나타날 것이라는 가설하에 정원구성요소로 수경, 식물, 구조물, 포장 등의 변화를 중심으로 고찰하였다. 연구결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 전환기적 시기인 1920년대는 외부적으로는 외세의 영향과 안으로 실학사상, 개화사상과 더불어 신분제도상의 붕괴조짐이 정원설계요소 변화의 요인으로 작용하였다. 외세의 영향으로 외래양식의 도입과 외래수종의 사용이 증가하였으며, 내부적 신분제도상의 변화는 정원양식의 탈규범화를 촉진하여 상위지향적 형태 및 재료의 사용과 공간기능의 변용을 초래하였다. 전환기적 정원의 특성이 나타나는 정원 조영자는 신분제도상의 붕괴에 불구하고 경제력을 바탕으로 새로운 사회변화에 지배계급으로 위치를 공고히 한 상류계층에 국한되어 있으며, 식민치하의 사회 혼란상으로부터의 도피적 행태나 선진문물을 선구적으로 받아들이는 행위를 통하여 정원의 변화에 직 간접적으로 영향을 미치게 된다. 이의 결과로, 자연에 심산 유곡에 위치한 정원의 입지와 지형처리기술을 발달시켰으며, 외래의 양식을 차용하고 사랑마당 정원을 변모시키는 정원조성행태를 보이게 된다. 정원의 배치 및 공간구성에서 전환기적 양상이 두드러진 유형은 건물과 마당(내원)으로 공간구획의 유형이 가장 높은 빈도를 보이고 있는데, 이는 전환기적 정원설계요소의 출현이 빈번한 유형으로 수경관의 형태와 정원공간의 변화는 사랑 마당을 중심으로 변화하고 있으며, 외래적인 요소의 영향이 지대한 수경관과 수목, 점경물 등의 도입이 주요한 공간변화를 일으킨 요인으로 볼 수 있다. 전환기적 정원요소로 수경관에서는 계류를 중심으로 한 부정형지의 회유식 연못이 주를 이루며, 식물은 전통수종이 주를 이루는 가운데 외래수종과 토피아리형 수목인 상록침엽수, 관목류의 출현이 두드러지며 건조물은 외래형식이 가미되고 점경물은 형태와 배치기법 등에 변화가 나타나며 원로가 자주 사용되기도 한다. 전환기적 정원조성기법의 특징은 적극적인 지형처리기법과 정원소유를 위한 영역성의 증대, 정원재료 및 형태의 변화와 양식의 혼재, 정원의 장식미 추구, 정원 내 의식공간의 퇴조, 동선처리 기법의 변화, 차경에서 선경으로의 취경기법의 변화, 사랑마당 공간 변화, 정적인 정원감상기법에서 동적으로의 변화 및 은유에서 직유로 정원표현기법이 달라지고 있다. 또한 정원을 중심으로 한 내부지향적 시각구조로의 변화를 들 수 있다. 본 연구는 한국전통정원의 정체성을 찾고자 하는 일환으로 전통과 현대의 교량 역할을 하는 근대시기에 대해 접근해 본 것으로 시기적 양상은 전통정원에서 근대정원으로 전이되는 전환기적 양상을 중심으로 고찰한 것이다. 향후, 한국조경사의 한 부분으로 근대조경의 시기가 인식되기 위해서는 보다 많은 사례의 다각적인 접근을 통한 연구가 지속되어야 할 것이며, 이는 추후 과제로 삼는다.

철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수 평가 (Evaluation of Ductility and Strength Factors for Special Steel Moment Resisting Frames)

  • 강철규;최병정
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권6호통권73호
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    • pp.793-805
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    • 2004
  • 본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

차량 충돌하중을 받는 RC 압축부재의 성능기반형 저항성능 평가방법 개발 (Development of Performance Based Resistance Capacity Evaluation Method for RC Compression Member under Vehicle Impact Load)

  • 김장호;이나현;판덕헝;김성배;이강원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.535-546
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    • 2010
  • 최근 교량구조물의 증가와 더불어 차량 및 선박과 시설물 간의 충돌사고가 발생할 확률이 높아지고 있다. 특히 교량을 구성하는 상부구조와 하부구조 중에서 충돌에 의한 영향은 주로 교각 등의 하부구조가 받을 가능성이 크다. 교각에 차량 혹은 선박이 충돌하게 되면 교량 하부구조에 국부적인 손상을 유발하게 되며, 충돌사고는 훨씬 더 순간적이고 강한 물리적인 질량의 충돌을 동반할 수 있으며, 극단적인 경우 상부구조의 붕괴까지 유발할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 구조물인 교량의 교각과 같은 압축부재에 대한 설계 시 차량 등에 의한 충돌을 고려하고, 차량 충돌하중에 의한 손상지수를 정량적으로 평가하기 위해서 기존의 설계방법을 개선하고 새로운 구조물의 저항성능 평가방법을 정립하기 위하여 동적유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 이용하여 교각단면, 차량의 충돌각에 따른 충격도, 축력 및 축력비, 콘크리트 강도, 주철근비와 횡방향 철근, 세장비 등을 변화시켜 케이스별 해석을 수행하였다. 이 연구 결과를 통해 콘크리트 구조물의 거동해석 및 설계기법을 Bayesian 통계방법을 이용한 만족도 곡선을 통해 충격하중을 받을 시의 성능 기반형 저항성능 평가방법을 개발하였으며, 이는 실제 충격하중에 의한 구조물의 방호성능 및 설계 시에 적절하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

사용후핵연료 처리를 위한 ACP 실증시설내 개폐형 작업대의 구조적 안전성 평가 (Structural Safety Analysis of Openable Working Table in ACP Hot Cell for Spent Fuel Treatment)

  • 권기찬;구정회;이은표;정원명;유길성;이원경;조일제;국동학
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.17-24
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    • 2006
  • 한국원자력연구소에서는 현재 사용후핵연료의 효율적인 관리를 위한 차세대관리 종합공정 (ACP)의 실증용 핫셀을 건설중에 있다. 본 논문에서는 핫셀 내부의 리어도어(rear door)와 만나는 부분에 설치될 작업대(working table)의 구조적 안전성을 유한요소 해석을 통해 평가하였다. 이 부분의 작업대는 물품들의 반출입을 위해 개폐식으로 설계되었기 때문에 다른 작업대에 비해 지지 부위가 적으므로 구조적 안전성 평가가 반드시 필요하다. 핫셀을 가동할 때 작업대 위에 공정 장치들을 반입하거나 핫셀 크레인을 사용해 적재하게 되므로, 안전성 평가를 위해 정적 구조 해석과 동적 구조 해석들 함께 수행하였다. 해석 결과를 통해 두 경우 모두에 대해 개폐형 작업대가 구조적으로 충분히 안전함을 확인할 수 있었다. 또한 50 cm 낙하 충돌의 경우에도 작업대의 파손이나 붕괴가 일어나지 않고 안전성이 유지되었다.

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유비쿼터스 서비스 상태지속을 지원하는 안전한 Jini 서비스 구조 (Secure Jini Service Architecture Providing Ubiquitous Services Having Persistent States)

  • 김성기;정진철;박경노;민병준
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제15C권3호
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    • pp.157-166
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    • 2008
  • 유비쿼터스 서비스 환경에서는 연결의 신뢰성이 낮고 서비스를 제공하는 시스템에 대한 침입이나 서비스 실패가 발생할 확률이 높다. 따라서 정당한 사용자가 보안상 신뢰할 수 있는 서비스를 중단이나 방해 없이 이용할 수 있게 하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 표준 Jini 서비스 환경의 문제점을 지적하고 결함감내 Jini 서비스 개발을 돕는 Jgroup/ARM 프레임워크를 분석한다. 분석을 토대로 보안성과 가용성, 서비스 품질을 만족하는 안전한 Jini 서비스 구조를 제시한다. 본 논문에서 제시한 Jini 서비스 구조는 네트워크 분할이나 서버 붕괴와 같은 결함뿐만 아니라 취약점을 악용한 공격으로부터 시스템을 보호할 수 있으며 Jini 서비스 개체 간에 동적 신뢰를 확립할 수 있는 보안 메커니즘을 제공한다. 또한 사용자 세션별로 서비스 복제를 할당할 수 있어 사용자의 서비스 상태정보 일치를 위한 높은 연산비용을 유발하지 않는다. 테스트베드를 통해 실험한 결과, 서비스 품질 저하를 무시할 수 있는 수준에서 사용자의 서비스 상태지속을 보장하고 높은 보안성과 가용성을 제공할 수 있음을 확인하였다.

자동복원 및 보강 시스템과 결합된 면진받침의 지진거동과 평가 (Seismic Behavior and Estimation for Base Isolator Bearings with Self-centering and Reinforcing Systems)

  • 허종완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.1025-1037
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    • 2015
  • 지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

사면 경사도가 있는 뒷채움토와 지반특성을 고려한 역T형 옹벽의 지진시 취약도 평가 (Seismic Fragility Evaluation of Inverted T-type Wall with a Backfill Slope Considering Site Conditions)

  • 서환우;김병민;박두희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권5호
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    • pp.533-541
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    • 2021
  • 옹벽 구조물은 철도, 도로, 원자력 발전소, 댐, 하천 시설 등 토압 저항을 통한 사면 붕괴방지에 활용된다. 동토압 산정 및 지진시 거동에 대한 특성을 파악하기 위해 많은 연구자들은 다양한 수치해석 프로그램(FLAC, PLAXIS, ABAQUS 등)을 활용하여 동적 하중에 대한 구조물과 지반의 비선형 거동을 분석하고 있다. 또한, 구조물의 지진에 대한 안전성을 확보하기 위해 지진취약도 곡선을 산정하여 확률론적 지진안전성 평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 수치해석프로그램 FLAC2D를 활용하여 뒷채움토의 사면 경사도가 있는 역T형 옹벽의 지진거동 특성을 파악하고, 옹벽 벽체의 상대적인 수평변위를 고려하여 지진취약도 평가를 수행하였다. 다양한 지진하중을 고려하기 위해 암반에서 계측된 7개의 지진파를 활용하여 각 지반특성 별(S2, S4) 비선형 지반응답해석을 수행하였고, 산정된 지진파의 크기를 5가지(0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9 g의 최대지반가속도)로 조정하였다. 본 연구에 활용된 수치해석 모델은 다른 수치해석결과와 실험결과, 주동토압 산정식을 활용하여 비교 검증하였다. 옹벽 높이에 대한 상대수평변위를 손상지수로 고려하여 옹벽의 손상상태를 결정하여 지진취약도 곡선을 산정하였다. 상대적으로 깊고 토층 평균 전단파 속도가 느린 S4 지반에서 S2 지반보다 옹벽 벽체의 수평 변위에 대한 지진취약도가 크게 산정되었음을 확인하였다.

지지구조의 형식에 따른 해상풍력타워의 선박충돌거동비교 (Collision Behavior Comparison of Offshore Wind Tower as Type of Support Structure)

  • 이계희;곽대진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.93-100
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    • 2022
  • 본 논문에서는 한국의 서남해상에 건설예정인 해상풍력발전타워의 지지구조물로 고려되고 있는 세발구조와 자켓구조의 선박충돌 거동을 비선형동적해석을 통하여 비교·분석하였다. 이 구조물은 3MW용량의 풍력타워를 지지하기 위하여 설계되었다. 두 지지구조는 쉘요소를 이용하여 비선형 거동을 고려할 수 있도록 모델링하였고, 발전기를 포함하는 상부의 타워구조물은 탄성재료를 이용하여 보요소와 집중질량으로 모델링하였다. 전체 질량은 세발구조가 자켓구조에 비하여 약 1.66배 정도였다. 바지선과 상선을 충돌선박으로 선정하여 모델링하였다. 조수차의 조건을 고려하여 충돌선박의 충돌위치를 평균해수면의 상하로 3.5m변동하는 것으로 고려하였다. 또한 각 선박의 최소충돌속도(=2.6m/s)에서의 충돌에너지를 각각 4배까지 증가시키면서 충돌거동을 산정하였다. 해석결과 지지구조 충돌부위의 강성이 클수록 선박의 소성에너지 소산량이 상대적으로 증가하였다. 충돌조건에 따라 풍력타워의 변형은 진동에서 붕괴까지 발생하였다. 세발구조가 자켓구조에 비하여 큰 충돌저항력을 보였다. 이는 중앙부에 강성이 집중된 구조적 특성과 상대적으로 많은 강재의 사용량에 기인한 것으로 판단된다.

비탈면 점검 효율화를 위한 휴대형 복합센서 개발 (Development of Portable Multi-function Sensor (Mini CPT Cone + VWC Sensor) to Improve the Efficiency of Slope Inspection)

  • 김종우;조윤범
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.49-57
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    • 2022
  • 본 논문에서는 비탈면의 안전점검에서 지반정수를 간편하게 측정할 수 있는 휴대형 시추기에 적용이 가능한 콘 형태의 복합센서를 개발하였으며, 지반정보를 예측할 수 있는 휴대용 지반정보 계측기 (Portable Tester)를 개발하였다. 휴대가 간편한 비탈면 안전점검용 센서개발을 위해서, 비탈면취약도 평가에 필요한 지층 및 지반정보를 측정할 수 있는 센서들을 포함하며, 비탈면안전성 평가에 필요한 조사데이터(토층심도, 강도정수 등)를 자동 추출하고, 상부 자연사면 토사붕괴 징후파악을 위해 깊이별 함수비 측정도 가능하도록 복합센서로 설계하였다. 지반정보 복합센서의 선단을 구성하는 소형 전자식 콘 프로브는 CPT 및 DCPT를 수행하기 위해 개발하였으며, 직경 30mm 콘과 길이 250mm Friction Sleeve를 기본 스펙으로 콘관입력과 마찰력을 손실 없이 로드셀로 전달하기 위한 로드와 어댑터, 로드셀 모듈로 설계하였다. 복합센서의 로드셀 부분를 응용하여, 토양경도계 형태로 휴대가 간편하면서도 CPT처럼 표토층의 콘관입력을 측정하면서 동시에 슬리브 마찰력 측정을 가능하게 함으로써 좀 더 구체적인 지반정보를 예측할 수 있는 휴대용 지반정보 계측기 (Portable Tester)도 개발하였다. 개발한 센서 시스템은 실내 시험을 통해서 CPT 시험과 휴대용 지반정보 계측기 시험의 상관성을 확인하였으며, 현장시험을 통해서 CPT 콘저항값과 표준관입시험의 N치를 추정하여 현장 적용성을 검증하였다.