• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.93-102
• /
• 2007

FRP바닥판은 경량이기 때문에 신속한 시공이 가능하고, 고정하중을 경감시킬 수 있다는 장점이 있어 전 세계적으로 시공 실적이 점차 증가하고 있다. 본 논문에서는 효과적인 FRP바닥판의 적용을 위하여 유한요소해석을 통하여 FRP바닥판을 구성하는 부재별 적정 형상비를 결정하였으며, 향후 FRP바닥판 설계시 기초자료로 활용할 수 있도록 하고자 하였다. 또한, FRP의 이방적 재료 특성과 복잡한 제약조건을 고려한 FRP바닥판의 최적설계를 수행하였으며, 그 결과를 토대로 제안된 FRP바닥판의 기본 단면 형상에 대한 검증을 수행하였다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제47권2호
• /
• pp.125-135
• /
• 2009

연구목적: 임플란트 치료에서 흔히 발생하는 기계적인 문제점을 하나가 지대주나사의 풀림과 파절이다. 일반적으로 나사 연결의 안정성을 위해서는 지대주나사의 조임회전력에 의한 전하중을 나사의 탄성한계까지 증가시킬 필요가 있다. 그러나 저작운동에 의한 기능부하는 전하중이 가해진 지대주나사에 추가적인 인장력을 가하게 되어 나사의 풀림이나 파절의 가능성을 높인다. 이러한 풀림이나 파절을 방지하면서 동시에 최대의 결합 강도를 가지는 조임회전력을 찾는 연구가 필요하다. 본 연구는 지대주나사의 조임회전력이 임플란트-지대주 연결부 안정성에 미치는 영향을 3차원 유한요소 분석을 통하여 확인하고자했다. 연구 재료 및 방법: External butt joint를 가진 임플란트를 기반으로 3차원 유한요소 해석모형을 설계하였다. 조임회전력에 따른 지대주나사의 전하중을 이론치, 실험치 및 해석치를 비교하여 해석모형을 검증하였다. 검증한 해석모형에서 대해 조임회전력을 10 Ncm, 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm로 각각 적용하고 지대주에 30도 경사지게 250 N의 외부하중을 가하여 유산요소 해석을 실시하였다. 그 결과를 통해 지대주나사의 최대 등가응력을 계산하고 고정체와 지대주 연결부의 응력분포 및 이개거리(gap distance)를 산출하였다. 결과 및 결론: 본 연구조건 하에서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 전하중은 조임회전력이 클수록 증가하였다. 2. 조임회전력 적용 후 최대 등가응력은 지대주나사 경부에서 발생하였으며, 나사산 체결부에서는 주로 경부쪽 네 개의 나사산에 응력이 집중되었다. 3. 외부하중을 가했을 때에도 조임회전력을 적용했을 때와 동일하게 최대 등가응력은 주로 지대주나사 경부에서 발생하였으나, 10 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 지대주나사 두부밑면에서 발생하였다. 4. 외부하중을 가했을 때 10 Ncm와 20 Ncm의 조임회전력을 적용한 경우에서는 연결부 이개(joint opening) 현상이 관찰 되었다. 5. 조임회전력이 40 Ncm인 경우에는 경사하중에 의해 지대주나사의 경부에 발생하는 최대등가응력이 나사의 소재인 티타늄 합금의 허용응력을 초과하였다. 이상의 결과로 볼 때, 조임회전력은 고정체와 지대주 연결부의 안정성에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 임플란트 지대주나사는 임상에서 발생하는 기능 하중을 고려하여 고정체와 지대주 연결의 안정성을 유지할 수 있는 적정 조임회전력의 크기가 제안되어야 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권12호
• /
• pp.69-89
• /
• 2019

사질토를 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 매개변수 수치해석 자료를 분석하여 지지력 표해 및 도해(I)이 제안된 바 있다(Choi et al., 2019a). 본 논문에서는 이를 활용하여 직경의 5% 침하량에서 발현되는 동원지지력을 산정할 수 있는 새로운 산정공식을 제안하였다. 제안식은 두 가지이며, 그 중에서 EQ-G1 제안식은 각각의 상대근입길이(L/D)에서 말뚝직경과 ${\bar{N}}$값(보정 N 값)을 고려하여 각 지지력 성분을 평가하며, 검증 결과는 다음과 같다. RQP는 약 71~94%로 나타났으며, 이는 일반 설계에서 사용하고 있는 지지력 산정공식으로 구한 SRF(26~37%)보다 큰 값을 나타냈다. RQP는 적정 설계의 범위로 분포하였는데, 4개 사례에서는 78, 136, 142, 180%로 나타났다. D_E는 β₁에 따라 달라질 수는 있는데, 본 연구에서는 0.85로 가정하였으므로 D_E는 약 85%로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제안한 EQ-G1 제안식을 사용하여 PHC말뚝 몸체의 허용압축하중(P_all)까지 활용할 수 있는 적정설계를 수행할 수 있는 것으로 판단된다. 그리고 EQ-G2-3 제안식은 D, ${\bar{N}}$ 및 L/D를 동시에 고려하여 지지력 성분들을 평가할 수 있으며, 매입 PHC말뚝에서 지반의 압축지지력 산정 시 근사해법으로 활용할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.345-353
• /
• 2020

일반철도의 경우 운행속도가 다양한 여객열차와 화물열차가 혼용되기 때문에 차량이 곡선구간을 주행할 경우에는 승객의 승차감과 열차의 주행안전성을 확보하기 위하여 최소곡선반경을 설정하고 운행속도에 적합한 균형캔트, 부족캔트 및 초과캔트 설정범위를 만족하는 캔트를 설정하여야 한다. 본 논문에서는 선로의 곡선반경, 캔트, 열차속도의 상관관계를 분석하여 열차종별 운행속도, 부족캔트와 초과캔트에 대한 기준을 만족하는 캔트범위를 분석하고 곡선반경에 대한 현재 설계기준의 적정성을 검토하여 최적의 최소곡선반경을 제시하고자 한다. 또한, 회귀분석을 통한 열차혼용시 운행 빈도에 따른 열차운행속도를 산정하여 고속열차 횟수비에 따른 균형캔트와 곡선반경별 설정캔트 범위를 산정하였다. 위의 결과를 바탕으로 최소곡선반경과 설정캔트의 적정범위를 제시함으로써 노반과 궤도설계에 반영하여 운영노선의 속도향상, 부족캔트에 의한 승차감저하 및 탈선위험을 방지하고, 초과캔트에 의한 하중편중을 최소화하여 곡선선로를 주행하는 열차의 주행안전성 확보와 선로유지관리 효율성을 향상하고자 하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권3호
• /
• pp.149-158
• /
• 2015

비상방류시설은 안전한 댐 운영 및 유지관리를 위해서 절대적으로 필요한 시설임에도 불구하고 국내 댐의 경우 이를 고려한 설계가 이루어지지 않아 각 댐의 비상방류 대응 적정성을 판단하기 곤란한 상황이다. 특히 국내 댐의 경우 비상방류시설규모를 산정하는 기준이 일정치 않을 뿐만 아니라 대부분의 용수댐은 별도의 방류시설 조차도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존댐 방류시설 현황 분석, 국내외 비상방류시설 설계기준 등의 검토와 함께 국내 댐설계기준을 적용한 가상 댐체와 수어댐을 대상으로 수위에 따른 방류능 분석을 수행하였다. 또한 SEEP 프로그램 등을 활용, 수위저하 속도에 따른 제체의 사면 안정성을 검토함으로써 비상방류 시설의 적정규모 산정기준을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 수리학적 해석을 통해 저류수심에 따른 제체에 작용하는 힘을 분석하였으며 수위저하 속도 변화에 따른 제체의 안정성을 검토하여 허용수위저하 속도 범위를 제시하였다. 수위 25% 저감은 하중을 50%까지 감소시켜 초기수위 저감이 중요한 것을 알 수 있었다. 가상 댐체는 물론 수어댐에 수위저하 속도 1 m/일을 적용하더라도 제체의 안전성은 보장됨을 확인하였다. 다만, 방류능과 방류 소요일수는 수위별 저류용량 등 저류지 특성과 밀접한 관계가 있어 초기대응을 위해서는 7~10일 이내에 저류수심의 25%를 먼저 방류시키고 나머지 방류량은 1~2개월 이내에 방류할 것을 제안하였다.

• 지질공학
• /
• 제17권4호
• /
• pp.601-613
• /
• 2007

연약지반에 보강토옹벽을 시공 시 거동에 영향을 주는 인자로 기본적인 물성뿐만 아니라 보강토옹벽에 의한 하중증가와 압밀기간, 간극수압 등의 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 보강토옹벽과 연약지반의 거동해석에 지반해석 프로그램인 SAGE CRISP를 이용하여 수행하였다. 첫 번째로 보강토옹벽의 과도변위를 개선하기 위한 치환공법의 거동 개선 효과를 검토하였으며, 두 번째로 치환공법을 적용 후 보강토옹벽의 배면에 보강재 수직설치간격이 지반의 거동에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 마지막으로 치환공법을 적용 시 적정 치환 폭과 깊이를 제안하고자 하였다. 치환공법이 보강토옹벽의 거동 개선에 상당한 효과가 있음을 알 수 있었으며, 보강재 수직설치간격은 옹벽상단의 수평변위 개선효과가 있는 것으로 나타났으나 하단의 수평변위와 옹벽배면의 수직변위 개선효과는 미소한 것으로 나타났다. 또한 치환폭의 증가에 따른 수평 수직변 개선효과는 크지 않은 것으로 나타나 치환폭의 증가는 불필요함을 알 수 있었으며, 적정 치환깊이는 연약층의 두께에 대한 옹벽높이의 비(H/T)에 따라 옹벽높이에 대한 치환깊이의 비(D/H)로 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권10호
• /
• pp.77-83
• /
• 2012

최근 도심지에서의 대심도, 대규모 굴착공사는 인접구조물의 침하 및 다양한 제약사항으로 인해 흙막이 벽체를 이용한 굴착공사가 일반화되어 있다. 이러한 지반의 굴착은 평형상태를 이루고 있는 굴착 주변지반의 응력상태를 이완시켜 굴착면 주변지반 침하 및 흙막이 벽체의 변형을 유발시킨다. 이에 본 연구에서는 지반보강의 목적으로 무기질계 고성능 지반안정재인 NDS공법을 적용할 경우에 흙막이 벽체 배면에 적용하여 지반의 보강 효과를 규명하였다. 최적 주입압 및 주입량을 산정하기 위하여 주입시험을 수행하였다. 산정된 주입량과 주입압으로 대형토조모형시험을 실시하였으며 무보강/보강에 의한 영향 검토, 보강 시상재하중(50kPa/150kPa)에 의한 벽체 거동도 검토하였다. 흙막이 벽체 배면 그라우팅 시 지반보강 효과를 모형토조실험을 통하여 규명하였다. 주입시험 결과, 적정 주입압은 350kPa, 경제성을 고려한 각 노즐의 한 단계당 적정 주입량은 10L로 판단된다. 모형토조시험 결과, 최대변위는 흙막이 벽체 배면에 그라우팅을 실시한 경우 무보강일 때의 변위보다 약 81% 감소한 것으로 나타났다. 보강된 배면에 상재압 50kPa와 150kPa를 작용한 상태에서 단계별 굴착에 따른 흙막이 벽의 거동을 파악한 결과, 벽체 변위는 보강만한 경우에 비해 각각 약 58%와 57% 증가한 것으로 나타났다.

• 한국도시철도학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.249-257
• /
• 2018

교통사상사고 원인 중 선로근접 및 무단통행으로 인한 사고가 많이 발생하고 있다. 운행선 근접공사 시 열차운행에 지장을 주지 않고, 작업자의 안전확보 및 작업효율을 높이기 위해 철도선로용 안전펜스가 사용되고 있다. 하지만 철도선로에 적용되는 레일저부형 안전펜스는 열차주행 시 안전펜스의 간섭여부를 확인할 필요가 있다. 본 연구에서는 철도선로용 안전펜스의 열차운행 시 지장여부를 확인하기 위하여 국내에서 운행되고 있는 열차들과 안전펜스 설치 시 이격간격을 분석하였다. 또한, 국내 열차종류별 열차 풍압에 대한 횡방향 하중조건을 산정하여 철도선로용 안전펜스의 설치간격에 따른 수치해석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 철도선로용 안전펜스의 적정 이격거리는 차량한계로부터 200mm 이상을 확보하고, 열차풍압을 고려한 철도선로용 안전펜스의 적정 설치간격을 산정할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.103-108
• /
• 2020

일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000 ㎥ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제15권9호
• /
• pp.69-75
• /
• 2014

기존에 사용되던 사각형 낙석방지망은 낙석에 의한 충격 완화를 위한 장치가 없어 적층 현상 등을 해결할 수 없으며 과도한 충격으로 철망이 파괴되는 문제 등이 지적되고 있었다. 여러 문제점이 복합적으로 발생하면서 매년 낙석 방지망 자체의 파괴에 의해 많은 피해가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 표준형 낙석방지망의 낙석방호 실패 원인을 고찰하고 설계 시 예상 낙석에너지를 파악하여 적정한 흡수에너지를 가진 육각 낙석방지망을 개발하였다. 또한 실내실험과 실대형실험을 통해 기존 낙석 방지망과의 성능차를 파악하여 육각 낙석방지망의 적용 가능성을 파악하고자 하였다. 실내실험과 실대형실험결과 낙석과 같은 하중 재하 시 육각 낙석방지망에 작용하는 응력은 스프링형 지지 장치에 의해 응력이 완화되어 충격에 의한 소성파괴에 대한 저항성이 우수한 반면 사각 낙석방지망의 경우 작용하는 응력이 직접적으로 낙석방지망에 작용함으로써 하중에 대한 저항력이 육각 낙석방지망보다 효율이 적은 것으로 판단된다.