• 제목/요약/키워드: 주형설계

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LRFD 보정을 위한 동적해석에 의한 도로교의 동적하중허용계수 (Dynamic Load Allowance of Highway Bridges by Numerical Dynamic Analysis for LRFD Calibration)

  • 정태주;신동구;박영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3A호
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    • pp.305-313
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    • 2008
  • 본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 구한 도로교의 동적하중허용계수(DLA)를 LRFD 형식으로 신뢰도이론의 2차 모멘트법을 적용하여 보정하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 단순 PSC빔교와 단순 강판형교, 그리고 LRFD로 설계된 개구제형 단면을 갖는 강박스형교를 사용하고, "보통의 도로"에 대하여 생성시킨 10개의 노면조도를 사용하였다. 차량은 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원 차량모델로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 3가지 형식에 대한 10개의 교량에 각각 10개의 노면조도를 사용하여 해석적 방법으로 구한 100개의 해석결과와 OHBDC에서 사용한 보정 식을 사용하여 PSC빔교, 강판형교, 강박스형교 및 전체 대상교량에 대한 LRFD 형식의 DLA를 통계적으로 추정하였다.

염해를 받는 콘크리트 구조물의 확률론적 내구성 해석 (Probability-Based Durability Analysis of Concrete Structures under Chloride Attack Environments)

  • 김지상;정상화;김주형;이광명;배수호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.239-248
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    • 2006
  • 최근 들어 염해환경하의 콘크리트 구조물에 대한 정량적인 사용수명 및 장기적인 성능의 확보를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 확률론에 기초한 새로운 내구성 해석 및 설계개념이 콘크리트 구조물의 사용수명을 증진하기 위해 매우 효과적인 것으로 나타났다. 이와 관련하여 아직까지는 설계변수와 관련한 신뢰성 있는 자료가 부족한 실정이지만, 새로운 콘크리트 구조물의 경우에는 확률론적 내구성 설계 개념을 부분적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 시간에 따라 변화하는 염소이온 확산계수를 고려하여 Fick의 확산방정식에 대한 해를 구하였으며, 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation에 기초한 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 또한, 이를 통해 콘크리트 구조물의 내구성과 관련된 각 설계변수들의 영향을 명확히 하였으며, 제시된 확률론적 내구성 해석절차를 다양한 콘크리트 구조물로부터 얻어진 염소이온 침투자료에 적용하여 유용성을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제시한 확률론적 내구성 해석절차는 향후 염해 환경에 처한 중요 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 기존 구조물의 염해에 기초한 잔존수명 예측에 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

지하층-지반 운동학적 상호작용을 고려한 기초저면의 설계지반운동 산정 (Extracting Foundation Input Motion Considering Soil-Subterranean Level Kinematic Interaction)

  • ;윤지남;김주형;박두희
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제19권11호
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    • pp.31-37
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    • 2018
  • 대부분의 초고층 건물은 지상 구조물과 주차와 상가 용도 등으로 사용되는 복수층의 지하 구조물로 구성된다. 지하층은 초고층 건물의 지진응답에 큰 영향을 줄 수 있지만 내진설계에서 이의 영향이 명확하게 규명되지 않았다. 국외에서 가장 널리 사용되는 고층 구조물 내진설계 지침서에서는 지하층은 모델링하되 주변 지반은 모사하지 않으며 지하층-지반 운동학적 상호작용을 고려하여 계산된 기초 저면의 운동을 적용할 것을 권장하고 있다. 본 연구에서는 지하 1층과 5층 구조물에 대한 동적 해석을 수행하여 지하층 저면에서의 운동을 계산하였으며 자유장 운동과 비교하였다. 수치해석 결과를 내진설계 지침서에 제시된 상호작용을 고려하는 두가지 방법과 비교한 결과, 지하 1층의 경우 이 중 한가지 방법이 해석결과와 잘 맞지만 지하 5층의 경우 지침서에 제시된 방법은 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

혼합현실 도입 오피스 건물 리모델링 프로젝트 설계 의사결정 지원 (A Study on Supporting Design Decision Making in Office Building Remodeling Projects by Introducing Mixed Reality)

  • 한무열;백관엽;이경태;고선주;김주형
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.3-12
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    • 2021
  • 리모델링사업에서 건축적 전문 지식이 없는 클라이언트의 경우 요구사항을 정확하게 제시하는데 한계가 있다. 그 결과, 시공자와 설계자는 요구를 정확하게 인지하지 못해 클라이언트의 의도와 다른 설계를 진행하기도 한다. 이를 극복하기 위해 3차원 모델링 방법이 도입되고 있지만, 향후 지어질 결과를 가상으로 보여주는 이러한 방식도 한계가 있다. 리모델링 프로젝트의 경우 남겨진 구조물에 새로 지어질 부분을 더해 이해도를 높일 수 있는 증강현실을 도입할 경우 프로젝트 참여자의 이해도를 높일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구에서는 고층 오피스 건물 리모델링 프로젝트를 대상으로 혼합현실을 도입했을 때 클라이언트가 설계 내용을 어느 정도 이해할 수 있고, 이를 바탕으로 의사결정을 원활하게 내릴 수 있는지를 검증하고자 한다. 실행연구를 통해 클라이언트, 프로젝트참여자가 2D CAD 도면, BIM, 혼합현실을 각각 체험한 후 12가지 의사결정 준거별로 어느 정도 지원 효과가 있는지 분석했다. 혼합현실의 경우 현실감 향상을 통해 향후 결과를 예측할 수 있는 장점이 부각된 반면, 바닥과 같은 일부 부위의 경우 패턴 인식에 어려움이 있었고 어지럼증을 호소하는 단점이 파악되었다.

BIM을 활용한 현장시공의 친환경 위험관리에 관한 연구 (Risk Management for Environment Protection in Job Site Utilizing BIM Method)

  • 이등;김주형;김재준
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2010년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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    • pp.111-114
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    • 2010
  • 최근 전 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 증가하면서 건축분야에서도 친환경을 위한 노력이 증가하고 있다. 본 논문은 BIM 모델에 근거하여 친환경 현장시공의 위험도 관리에 관한 연구를 하였다. 친환경건축은 지속가능한 발전을 위한 건축으로 3R(Reducing environment pollution, Reducing resource use and Reducing energy source use)표준에 도달해야 한다. BIM은 3D설계, 시공, 유지관리의 효율성 극대화를 위해 건축설계를 2D에서 3D로 전환하고 수량, 공정 및 각종 분석 등의 정보를 통합적으로 활용하는 기술이다. 그리고 4D는 3D기술에 시간을 추가한 것으로써, 3D 모델이나 4D모델에 기반을 두고 있으며, 원가관리, 계획관리, 설계 및 재료관리 등이 BIM 때문에 변화하고 확대하고 있다. 이를 통해 위험관리도를 분석할 수 있다. 본 논문은 먼저 세 분야(환경요소, 자원요소, 에너지요소)에서 친환경 시공의 위험요소를 분석하고 판별하는 방법을 소개한다. 현장에서 일어날 수 있는 위험 확인은 이 공사를 통해서 위험을 판별하고 위험특성도를 찾을 수 있다. 다음으로 친환경위험과 BIM의 관계를 분석한다. 요즘은 BIM이 많이 활용되어서 쉽게 BIM 모델의 데이터베이스를 이끌어 낼 수 있고, 위험을 미리 예방할 수 있으며 옮길 수도 있다. 친환경위험의 세 분야는 분석을 통해서 개별적으로 위험관리를 할 수 있다. 친환경건물은 에너지분야 비율이 비교적 많은데 현장시공의 친환경도 비슷하다. 따라서 위험을 미리 예방하여 에너지를 절약할 수 있다. 소프트웨어를 통해 공간과 에너지성능을 잘 알 수 있고, 사용될 에너지의 전체를 계산할 수 있고, 라이프 사이클 등을 미리 알 수 있다. 그래서 4D모델이나 5D모델을 이용하면서 시공인원이 잘 판별하면 위험을 예방하거나 옮길 수 있다. 특히 시공환경 분야, 시공소음, 수질 오염 등의 문제점을 분석할 수 있다. 친환경공사는 복잡하고, 시간주기도 길어서 자원과 에너지를 많이 소모하기 때문에 친환경위험관리에 적합한 판별이 필요하며, 이를 통해 지속 가능한 발전을 할 수 있다.

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선형퍼지회귀분석기법을 이용한 합성형 사장교 케이블의 장력보정 (Cable Adjustment of Composite Cable Stayed Bridge with Fuzzy Linear Regression Analysis)

  • 권장섭;장승필;조서경
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권4호통권33호
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    • pp.579-588
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    • 1997
  • 사장교의 시공 특성상 여러 가지 원인에 의하여 오차가 발생하고, 복잡한 시공 과정을 거치는 동안 오차가 누적되어 점점 확대된다. 따라서, 설계와는 상당히 달리 부재에 불리한 응력분포와 교량의 과도한 처짐 등이 발생할 수 있다. 부재의 응력분포와 교량의 기하형상을 바람직한 방향으로 수정하기 위해 사장교의 시공 중에 케이블의 장력보정이 불가피하다. 기존의 장력보정 방법은 오차 단위의 차이를(케이블 장력과 주형의 처짐 등) 고려하기 위하여 최적화 과정 중에 가중치 계수를 사용하여야 한다. 하지만 이 가중치 계수를 결정하는 것이 쉽지 않고, 한 차례의 보정을 실시한 후에도 오차가 설계허용범위를 벗어날 때는 새로운 가중치 계수를 도입하여 여러 번 반복 수행해야하므로 상당한 시간이 요구된다. 본 연구에서는 이와 같은 점을 고려하여 선형퍼지회귀분석기법을 케이블 장력보정에 적용하였다. 이 방법은 설계자의 의도와 시방 규정을 선형최적화 문제의 구속 조건의 형태로 정식화 과정에 포함시킬 수 있고, 기존의 방법보다 빠르게 현장에서의 장력보정을 수행할 수 있다.

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전통 및 수정 중요도-성과도 분석을 통한 어린이집 사용자와 건축 전문가의 공간 별 리스크 인식 비교 분석 (Comparative Analysis in Risk Perception of Daycare Center between End-Users and Construction Experts by Applying Traditional and Revised Importance-Performance Analysis)

  • 이경태;김홍주;제갈재웅;김재원;김주형
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.3-15
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    • 2022
  • 어린이집은 아이들의 심신 및 사회성 발달 등이 이루어지는 중요한 공간이다. 따라서 어린이집 각 공간은 사용자인 아이뿐 아니라 교사의 특성을 고려하여 맞춤형 설계 및 시공이 이루어져야 한다. 그러나 불충분한 관련 법규 및 획일화된 설계 시공 과정은 어린이집 각 공간의 특성을 살리지 못하고 있는 실정이다. 이는 최종사용자(원장, 교사) 및 건설 전문가(설계 및 시공자) 사이의 각 공간별 중요도-성과도 인식차이에서 발생한다. 이에 본 연구에서는 각 공간 및 집단 간 인식차이 요인 분석을 위한 프레임워크를 개발하고 전통 및 수정 IPA를 통해 어린이집 건설 시 우선 고려되어야 할 요인들을 도출하였다. 이를 토대로 두 집단의 인식을 비교하고, 분석방법에 다른 결과를 비교함으로, 향후 어린이집 발주 시 활용 가능하며 시공 및 운영 과정에서 각자의 공간에 대한 인식을 파악하여 갈등 발생 최소화에 도움이 될 것이다. 또한, 각 IPA 방법에 따라 전통 IPA가 사전의 인식을 보는데 수월하다면, 수정 IPA는 성과물의 만족도를 기준으로 중요도를 파악함으로 결과물에 대한 판단이 가능할 것으로 여겨진다. 따라서 IPA의 특성에 따라서 결과를 비교한다면, 어린이집 건설 전후 상황에 따른 사용자와 건설 전문가 집단의 인식차이 분석이 가능할 것이다.

주조공정 설계를 위한 자연주물사와 인공주물사의 열물성 시험 (Thermal Property Test of Natural Sand and Artificial Sand for the Design of Casting Process)

  • 남정호;이병준;곽시영
    • 한국주조공학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.3-8
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    • 2024
  • 최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 과 대기환경 개선이 부각되고 있다. 종래의 주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 사용되고 있다. 하지만 해외 공급사에서 제공하는 제한된 물성만 알려져 있고 기존 자연사와의 심층적인 비교분석이 부족하다. 또한 주조 공정 설계를 위해서는 상온뿐만 아니라 고온에서의 넓은 범위의 열물성이 확보 되어야 하며, 또한 열물성이 달라지면 주조방안 설계의 변화가 일어나야 하기 때문에 기존 자연사와 인공사의 열물성 차이를 비교 분석하는 건 중요하다. 본 연구에서는 자연사와 인공사를 바인더와 결합한 주형블럭에서의 열전도도, 비열, 열팽창 시험을 수행하였으며 실험 결과 열전도도는 자연사에 비해 인공사가 구성성분에 따라 5~40% 높았으며 열팽창계수는 인공사가 15%정도 낮았다. 하지만 비열은 구성성분에 상관없이 큰 차이가 없었다.

외부 후 긴장 공법을 이용한 강합성보의 보강에 관한 연구 (A Study on the Reinforcement of Steel Composite Beam Using the External Post-Tensioning Method)

  • 박용걸;박영훈;이승용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권5호통권48호
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    • pp.549-558
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    • 2000
  • 외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축구조물 등 그 적용 범위가 매우 넓은 보강방법이다. 본 연구에서는 후 긴장 공법에 있어서 긴장력 도입 과정의 강합성보의 거동을 연구하기 위하여 긴장력 증가에 따른 긴장재, 경간 중앙부 하부 플랜지, 정착단 주형 하부 플랜지의 도입 변형율과 긴장재 절곡 각도에 따른 도입 전단력 및 압축력을 실험 및 해석적으로 분석하였다. 또한 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강 정도를 분석하였으며, 절곡 각도의 변화에 따른 전단보강 및 휨 보강 양상을 연구하였다. 그 결과 외부 후 긴장력 도입에 따른 휨 보강 효과가 매우 높은 것으로 분석되었으며, 긴장재의 절곡 배치에 의해서는 추가적으로 전단보강 효과까지 나타났다.

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1MVA 고온 초전도 변압기 개념설계 및 3차원 전자장 해석 (Conceptual Design and 3-D electromagnetic analysis of 1MVA HTS Transformer)

  • 박찬배;김우석;한송엽;최경달;주형길;홍계원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.943-945
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    • 2002
  • This paper presents conceptual design and 3-D electromagnetic analysis of 1MVA transformer with BSCCO-2223 High Tc Superconducting (HTS) tapes. The rated voltages of each sides of the transformer are 22.9 kV and 6.6 kV, and double pancake windings were adopted. High voltage and Low voltage sides were composed of several double pancake windings. Four HTS tapes were wound in parallel for the windings of low voltage side and were transposed in order to distribute the currents equally in each conductor. The transformer core was designed as a shell type core made of laminated silicon steel plates and the core is separated with the windings by a cryostat with Fiberglass Reinforced Plastics(FRP). A sub-cooling system using $LN_2$ were designed to maintain the coolant temperature of 65K. Finally perpendicular components of magnetic field applied to tapes were calculated 0.24T in the rated operation using 3-D analysis. A real 1MVA HTS transformer will be manufactured in near future based on the design parameters presented in this paper.

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