• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.118-126
• /
• 2011

본 연구의 목적은 전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동을 실험적으로 연구하고 유한요소해석 프로그램인 ADINA를 활용하여 합성지하벽 (Composite Basement Wall, CBW)의 비선형 거동의 예측이다. 특히 각 층 바닥 부근과 같이 콘크리트가 압축응력상태일 때의 합성벽의 거동을 연구하였다. 특히 강재와 콘크리트가 접촉되는 부분의 모델링 방법에 따른 해석방법의 적합성을 검토하고자 하였다. 콘크리트 벽체부분이 압축응력상태에 있는 합성지하벽의 거동을 이해하기 위하여 합성지하벽에 대한 실험을 실시하고 ADINA 프로그램을 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석의 편의를 위하여, 철근은 별도의 독립 요소로 모델링하지 않고, 콘크리트에 등분포되어 콘크리트와 함께 거동하는 것으로 하고 모든 요소는 소성거동을 표현하기 위하여 이선형 모델로 하였다. 강재와 콘크리트의 접촉면과 관련해서는 접촉면의 연결조건에 따라, AGO, SEGO-T 그리고 SEGO-NT로 모델링하여 해석을 실시한 뒤 각 조건에 따른 응력흐름과 집중정도를 관찰하고 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 연구결과, 합성지하벽은 전단경간비가 비록 1에 가깝더라도, 강재의 소성변형에 의해 충분히 연성적인 거동을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 거동을 묘사하기 위하여 ADINA 프로그램을 이용하여 콘크리트와 강재 및 스터드볼트의 비선형특성을 고려하고 접촉면 요소로서 강재와 콘크리트의 접합면을 모델링하여 해석한 결과 접촉면연결과 모든 절점공유 옵션을 사용한 모델을 적용할 경우, 실험결과와 근사한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
• /
• 제6권3호
• /
• pp.67-80
• /
• 1993

본 연구에서는 지진에 대한 고층건물의 응답특성, 그리고 지진응답에 미치는 중력하중의 영향과 중력하중의 영향이 내진설계에 미치는 중요성을 산정하였다. 이를 위해서 예제 구조물에 대한 정적해석 및 지진하중에 대한 동적해석을 하였다. 지진에 대한 고층건물의 지진응답 특성을 파악하기 위하여 비탄성 변형의 건물 높이에 따른 분포를 알아보았다. 지진이 발생하면 휨모멘트 요구도가 건물의 상부층보다 하부층에서 상대적으로 더 많이 증가해서 설계모멘트와의 차이가 건물의 하부층으로 갈수록 더 커진다. 그 결과 현재 쓰이는 내진설계방법에 따라 설계된 예제 건물들은 지진에 대하여 비탄성 응답이 건물의 각 층마다 서로 다르게 발생하는데 주로 건물의 하부층에서 큰 비탄성 응답이 발생한다. 또한 설계시에 고려된 중력하중 때문에 구조적 손상이 건물의 꼭대기 층에서 아래로 갈수록 크게 증가한다. 구조물의 지진응답에 관하여 중력하중은 보의 항복시간을 앞당기며, 보의 양단의 소성힌지에 각기 다른 비탄성 거동을 유발시킨다. 그러나 중력하중에 의한 초기 휨모멘트의 영향은 보가 비탄성 거동을 계속함에 따라 재분배되어 보의 양단에서 그 영향이 감소되며 비탄성 변형이 계속되면 크게 감소한다. 중력하중에 의한 초기 휨모멘트의 영향이 감소는 고층건물의 내진설계에 있어서 중력하중의 영향이 주는 의미는 기둥과 보의 휨강도를 결정할 때 현재의 방법보다 중력하중의 영향을 줄이고 지진하중의 영향을 증가시켜야 한다는 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.241-248
• /
• 2012

이 연구에서는, 철근콘크리트 기둥 실험체를 대상으로 기둥의 휨 위험 단면부에 국부적으로 강섬유 시멘트모르타르를 적용함으로서 기존 철근콘크리트 기둥에 비해 내진성능이 우수한 강섬유 모르타르 적용 철근콘크리트 복합기둥공법에 관해 제시하였다. 제시된 적용공법의 성능검증을 위하여 기존 철근콘크리트 기둥 1개 및 소성힌지구간에 국부적으로 강섬유 모르타르를 적용한 복합기둥 실험체 2개를 제작하여 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 받는 재하시험을 수행하였다. 콘크리트 및 강섬유 모르타르는 모두 현장타설되었다. 재하시험 결과 기존 철근콘크리트 기둥 실험체와 비교하여 강섬유 모르타르 적용 철근콘크리트 복합기둥 실험체의 경우 휨 및 전단 균열의 제어에 우수할 뿐만 아니라 기둥의 횡하중 내력 및 횡방향 변형 능력 향상에서도 우수한 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.92-102
• /
• 2022

대표적인 지중구조물인 터널시설물의 거동 특성을 평가하기 위해 다양한 수치해석 모델을 활용할 수 있다. 일반적으로 수치해석시 가장 많이 사용한 Mohr-Coulomb 모델은 탄성-완전소성 거동 모델로 하중증가-하중감소 단계시 변형 특성이 동일하여, 굴착해석의 경우 변위가 현장 상황과 다르게 나타날 수 있는 문제점이 있다. 그에 비해 HS-small Strain Stiffness 모델은 지반별 적용 범위가 넓으며, 초기탄성계수 및 비선형곡선 파라미터 하중증가-하중감소 단계의 탄성계수 등을 입력 가능하게 하여 흙의 변형 특성이 현장 조건에 맞게 해석 가능하다고 알려져 있다. 하지만 토목 기술자들은 지반의 특성 계수 추정의 어려움으로 인해 재료 비선형 특성을 적용 가능한 모델의 사용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 토목 기술자들이 터널 수치해석시 일반적으로 적용하는 Mohr-Coulomb 모델과 지반 비선형성을 고려 가능한 HS Small strain Stiffness 모델을 적용한 내진성능평가 결과 값을 비교하여 합리적인 모델 선택의 필요성을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2006

비내진 설계된 철근콘크리트 골조는 내진상세의 미확보로 인하여 전단파괴의 가능성이 있다. 이러한 전단파괴를 해석 모델링에 반영하기 위하여 Moehle과 ATC 40을 포함한 4개의 전단강도감소 모델을 선택하고 비교하였으며, 각 모델을 예제 건물에 적용하여 Push-over해석을 수행하였다. 해석용 예제 모델은 3층 규모로 하였으며 국내 콘크리트 설계기준에 따라 설계하였다. 전단강도 감소모델 비교 결과, Moehle의 모델은 NZSEE의 모델보다 전단내력을 작게 평가하고 ATC 40 모델에 비하여 휨 연성도에 따른 내력의 변동이 작으며, 대부분의 경우에 고찰된 모델들의 전단내력은 ACI 318의 공칭 전단강도보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 예제 모델의 수치해석 비교 결과, 전단강도 감소모델에 따라 건물의 수평 저항 능력에 큰 차이가 나타나며, 전단스프링에 전단강도 감소를 고려한 모델에 비하여 ATC 40의 횡 소성 변형을 제한하는 모델을 사용하면 횡저항 능력을 과소평가하게 됨을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권3호통권76호
• /
• pp.375-384
• /
• 2005

본 논문은 T형 스티프너를 이용한 콘크리트 충전각형강관-H형강보 접합부의 응력전달 메카니즘을 유한요소해석을 통해 정확히 이해하고, T스티프너에 관한 설계기본자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 선행된 실대형 접합부의 실험결과에서 나타난 문제점을 파악하기 위해 실험체와 동일한 형상의 비선형 유한요소해석을 수행하여 결과를 비교하였다. 접합부의 응력전달 메카니즘을 이해하기 위해 T형 스티프너의 형상을 변수로 하여 주요 부위의 여러 응력 및 변형도 지수를 사용하였다. 해석 모델은 크게 T형스티프너 상세에 따라 3개의 계열로 분류하였다. 유한요소해석을 통한 변수해석의 결과를 이용하여 보플랜지와 수평스티프너 접합부의 응력집중을 감소시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 접합부 상세에 따른 여러 지수의 변화를 토대로 하여 T형 스티프너의 설계를 위한 기본자료와 최소 크기를 제시하였다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제1권2호
• /
• pp.17-26
• /
• 1985

본문의 필자들은 연약지반의 다차원감밀을 포함하여 각종 개양공법을 시행할 경추 재하에 의한 웅전의 관력과 변형 그리고 문극수감거동 등의 해석과 나아가 시공관리 등을 포괄하는 연약지반해 석연의 다목적 프로그램의 개발을 목표로 연구를 진행중에 있다. 1)-4) 그동안 몇차례에 걸헉 본프로 그램의 이론적 배경과 구성내용 그리고 개양공법별 유용성데 관하여 학술지나 학술발표회를 통해 발 표한 바 있는데 본문은 이어서 Sand Drain공법의 적용에 대하여 연구한 결과를 발표한 것이다. Sand Drain공법은 점토우에 사완을 두어 성토하중에 의해 여밀을 촉진한다. 이 설계이론은 주지하다시피 Barron의 이론을 이용한 것인데 그러나 이 이론은 Terzaghi계 이론의 결함과 변형경건이 불분명하다는 것은 잘알혀진 사실이다. 그리고 사항데 대한 응력집중은 전혀 고려되어 있지 않다. 본 프로그램은 기본적으조 다차원려밀은 Biot계리론을 채택하였다. 이 다차원견밀을 해석하는테 사항의 응력집중을 해명하기 위하여 사항i61 강성을 고쳐하지 않은 경우와 고려하는 경우를 자연지반 상태의 탄밀(이차원)상태와 비교하여 응력집중이 어떻게 일어나는7'1를 고찰하였다. 이 때 모래(사항)와 성토재료는 비선형탄성모델로 생각하고 점토는 비등방성에 Creep효과를 함께 고려할 수 있는 구성방정식으로서 탄점소성모델을 채택하였다. 그 결과는 강성을 고려하는 Sand drain이 헌실적이며 동시에 그와같은 해석이나 설계도 가능하다는 것을 밟힌 것이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.107-113
• /
• 1990

압축성(壓縮性) 모래를 사용하여 주응력(主應力)을 각기 독립적으로 조절할 수 있는 입방체삼축시험(立方體三軸試驗)을 하였다. 그 결과 초기(初期) 변형계수(變形係數)는 b값의 증가와 더불어 증가하고 중간주응력(中間主應力)이 b값이 적을 때는 주변형율간(主變形率間)의 거동(擧動)에 영향을 미치지 못하고 배수(排水) 경우는 b=0.3, 비배수(非排水)경우는 b=0.6 값에서부터 b값이 커질수록 최대주변형율(最大主變形率)(${\varepsilon}_1$) 값이 더 적은 값에서 파괴(破壞)된다. 파괴시(破壞時) 소성변율(塑性變形率) 중분벡터의 방향은 배수조건(排水條件)에 무관하고 직교조건은 3축면(三軸面)에서는 만족되지 않으나 팔면체면(八面體面)에서는 만족되는 재료(材料)임을 알았다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.241-251
• /
• 2015

유도상 아스팔트 콘크리트 궤도(이하, 유도상 AC궤도)는 아스팔트 콘크리트 노반(이하, AC노반)의 존재에 의해 유도상 궤도에 비해 열차하중 분산효과에 의한 강화노반 두께 감소가 가능하며 누적 소성 변위도 작을 뿐만 아니라 유지관리 측면에서도 유리한 궤도 구조이기 때문에 국외에서 적용 사례가 증가하고 있다. 그러므로 유도상 AC궤도의 국내 도입을 검토하기 위해 선행 연구를 통해 수행한 AC노반 유무에 따른 거동 특성을 분석하여 현재 설계기준에 명시된 유도상 궤도의 단면과 유사한 성능을 보이는 유도상 AC궤도의 단면을 분석한 바 있으며, 실대형 정 동적 열차하중 재하 실험 결과와의 비교를 통해 해석 결과의 신뢰성을 검증하였다. 본 연구에서는 선행 연구를 바탕으로 AC노반의 두께를 일정하게 하고 강화노반 두께를 변화시켰을 때에 획득된 AC노반 하면에서의 변형률을 이용하여 설계 수명을 산정하였고 각각의 단면에 대한 확률론적 LCC분석을 통해 기대 설계 수명을 만족하면서 기존 유도상 궤도와 비교하여 동등 또는 동등이상의 성능을 갖는 유도상 AC궤도의 설계 단면을 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.330-336
• /
• 2000

치아 대체용 재료로서 응용되고있는 유리침윤 알루미나 복합체에서 미세구조 및 압입응력이 파괴거동에 미치는 영향을 헤르찌안 및 비커스 압입시험을 사용하여 조사하였다. 유리침윤 알루미나의 압입 응력벽형 거동은 높은 하중에서 약간의 비선형성을 보이는 준소성과 전형적인 헤르찌안 콘 균열을 동시에 나타내고 있으며, 계면 접합 시험편을 이용한 표면아래의 손상에서도 이를 확인할 수 있었다. 일차 성형체의 압입 응력-변형 곡선은 기공형태 및 입자크기에 크게 의존하고있지만, 유리침윤 공정이후 제조된 복합체에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 복합체의 파괴는 준소성 변형 영역에서 일어나고 있으며, 헤르찌안 압입응력장이 재료손상 및 파괴거동에 미치는 영향을 이론적으로 조사하여 압입응력이 재료의 손상에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알았다. 그러나 압입시험후 행해진 어닐링 공정은 알루미나의 파괴거동에 변화를 가져왔으며, 이는 어닐링 공정을 통해 재료가 받은 응력장이 치료되었음을 알 수 있었다.