• 제목/요약/키워드: 철골조

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전역적/국부 응답을 이용한 철골조의 모델 업데이팅 기법 제안 (A Proposal of Model Updating Method for Steel Frame Using Global/Local Responses)

  • 오병관;최세운;김유석;박효선
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.401-408
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    • 2015
  • 기존 구조물의 모델 업데이팅 기법은 주로 진동 계측을 통해 얻은 전역적 구조 응답-모달 파라미터-를 이용한다. 모달 파라미터를 이용하여 업데이트된 모델은 전역적 구조 응답을 잘 추정할 수 있지만, 부재 레벨의 안전성 평가를 위한 국부적 응답 예측에는 어려움이 있다. 구조물 내 구조 부재들의 변형률 계측을 통해 응력을 추정하고, 안전성 평가가 이루어진다. 따라서, 본 연구는 모달 파라미터 이외에 로컬 구조 부재들에 가하는 해머 가력을 통해 계측한 변형률을 추가적으로 모델 업데이팅에 이용한다. 본 연구가 제안하는 모델 업데이팅에서 목적함수는 전역적/국부적 계측 응답과 모델의 응답간의 차로 설정되며 NSGA-II를 이용하여 이를 최소화된다. 업데이트 모델에서 예측하는 변형률 응답은 철골조의 안전성 평가에 활용된다. 제안한 기법은 철골 프레임에 대한 시뮬레이션과 해머 가력 실험을 통해 검증된다.

붕괴스펙트럼을 활용한 용접철골모멘트골조의 비선형 동적 연쇄붕괴 근사해석 (Simplified Nonlinear Dynamic Progressive Collapse Analysis of Welded Steel Moment Frames Using Collapse Spectrum)

  • 이철호;김선웅;이경구;한규홍
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.267-275
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    • 2009
  • 본 논문에서는 기둥이 손실된 철골모멘트골조의 2경간 보의 동적거동 특성을 고찰하고 철골모멘트골조의 연쇄붕괴 예비평가를 위한 비선형 동적 근사해석법을 제안하였다. 기둥이 손실된 2경간 부분골조 모델의 동적거동의 분석을 통하여, 2경간 보의 중력하중과 보스팬-대-보춤 비가 최대 동적 변형요구의 지배적인 요소임을 확인하였다. 이를 토대로 2경간 보의 중력하중 변수와 최대 현회전각과의 관계를 기술하는 붕괴스펙트럼 개념을 새로이 제안하고 이의 활용법을 예시하였다. 3차원 비선형 동적 유한요소해석결과와 비교하여, 본 연구에서 제안한 방안이 용접 철골모멘트골조의 비선형 연쇄붕괴거동을 신속히 평가하는데 정확하면서도 매우 효율적임을 입증하였다.

기초지반강성을 고려한 철골 건축구조물의 비선형 지진해석 (Nonlinear Seismic Analysis of Steel Buildings Considering the Stiffnesses of the Foundation-Soil System)

  • 오영희;김용석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.173-180
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    • 2006
  • 구조물의 지진응답은 기초지반조건의 영향을 받는다. 이 연구에서는 고정지반과 연약지반을 고려한 3, 5, 7층 철골 건축구조물의 밑면전단력을 산정하기 위해 선형 시간이력지진해석과 비선형 Pushover 정적지진해석을 수행하였다. 등가정적강성식으로 구한 기초지반강성은 SAP2000의 Link 요소 중 Damper 요소를 사용하여 입력하였다. 범용구조해석 프로그램 SAP2000에 의한 시간이력으로 구한 철골건축구조물의 밑면전단력을 국내내진설계기준, UBC-97 설계응답스펙트럼, Pushover 정적 비선형해석으로 구한 밑면전단력과 비교하였다. 중력하중과 풍하중으로 설계된 철골 건축구조물은 0.11g의 중진에 대해 탄성응답을 보였고, 탄성 연약지반에서 구조물-지반의 상호작용과 지반 증폭에 의해 구조물의 변위와 밑면전단력이 증가되었다. 따라서, 중약진 지역에서의 건축구조물은 연약지반의 특성을 고려하여 탄성지진해석을 수행하는 것이 더 합리적이다.

철골조 건물의 탄소배출량 산정을 위한 BIM 라이브러리 구축 (Establishment of CO2 Emission Estimation BIM Library for Steel Structures)

  • 이재철;정종현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3169-3175
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    • 2014
  • 본 연구에서는 상용 BIM툴에서 기본적으로 제공하는 물량산출 기능을 활용해 탄소배출량을 산정하는 BIM 라이브러리 구축과정을 정립하고 이를 철골조 건물에 적용함으로써 그 타당성을 검증하였다. BIM 라이브러리는 요구되는 부재별 탄소배출계수를 설정한 후 매개변수를 추출하고 Revit Architecture 2013을 활용해 프로젝트 단위 설정, 매개변수 설정, 탄소 배출량 산정식 설정의 절차를 거쳐 구축하였다. 이를 통해 철골부재의 단면종류별 탄소배출계수와 단면크기별 단위무게를 입력해주는 것만으로 별도의 수작업 없이 투입자재량에 따른 탄소배출량을 산정해 낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 BIM 라이브러리 구축과정을 통해 부재별 탄소배출량 산정 라이브러리를 구축함으로써 시공단계의 투입자재량에 따른 탄소배출량을 손쉽게 산정할 수 있으며, 프로젝트 초기 설계단계에서 탄소배출량을 최소화 할 수 있는 설계대안의 선택에 일조함으로써 친환경적 건설사업 수행 및 BIM의 실무적 활용성 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

산란계 동물복지 인증농가의 생산실태 조사 (A Survey on Performance Situation of Animal Welfare Approved Farms of Laying Hens)

  • 홍의철;강보석;강환구;전진주;김현수;박성복;김찬호;서상원;김상호
    • 한국가금학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.11-18
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    • 2017
  • 본 연구는 국내 산란계 동물복지 인증농가의 사육시설 및 사육형태에 따른 기초 사료를 수집하기 위해 수행하였다. 조사를 위하여 동물복지 인증을 받은 64농가에 설문지를 발송하였으며, 이 중 20농가(31.3%)에서 설문지가 회수되었다. 20농가의 사육시설별 현황은 보온덮개계사, 자연농법계사, 판넬철골조계사가 각각 4농가(20%), 7농가(35%), 9농가(45%)였으며, 사육밀도별 현황은 2~3수/$m^2$ 2농가, 4~5수/$m^2$ 10농가, 6~7수/$m^2$ 8농가였다. 사육형태별 현황은 평사 14농가(70%), 방사 3농가(15%), 평사+방사 3농가(15%)였다. 보온덮개계사와 자연농법계사의 사육밀도는 대부분의 농가에서 4~6수/$m^2$ 로 사육하였고, 판넬철골조계사는 9농가 중 7농가에서 6~7수/$m^2$로 사육하였다. 사료섭취량은 20농가 중 11농가(55%)에서 120~130 g을 섭취하였으며, 보온덮개, 자연농법, 판넬철골조계사의 농가 수가 각각 3농가(15%), 3농가(15%), 5농가(25%)이었다. 사육시설별 산란피크는 보통 24~28주령이었고, 산란율 80% 이상의 농가는 보온덮개 75%, 자연농법 56.2%, 판넬철골조계사 67%이었다. 호흡기 질병 발병률이 55%로 가장 높았으며, 보온덮개계사 75%, 자연농법계사 70%, 판넬철골조계사 33%가 발병하였다. 대장균증은 판넬철골조계사에서만 나타났으며, 발병률은 44%였다. 동물복지 인증을 받은 계란(특히 판넬철골조계사) 중 70%가 대형마트나 지역판매장으로 유통되었다. 사육형태에 따른 계란가격은 평사 14농가 중 6농가(42.9%)가 계란 1개당 200~250원으로 계산되었다. 이런 결과들은 현재 동물복지 인증농가의 생산실태를 보여주고 있다.

철골 플레이트 커플링보의 전단강도에 대한 기준식의 비교.분석 (Comparison analyzation of Calculation Equations for Shear strength of Steel Plate Coupling Beam)

  • 이경훈;송한범;박진영;이원호;태경훈
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.129-132
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    • 2008
  • 병렬 전단벽구조의 이상적인 거동을 만족시키기 위한 대안의 하나로 철근콘크리트커 플링보에 전단 성능이 우수한 철골 플레이트를 매립하는 방안이 제시되었다. Lam의 연구에 의하면 플레이트를 보강한 시험체가 기존의 철근 콘크리트 커플링보에 비하여 내진성능이 매우 우수한 것을 제시하고 있다. 철골 플레이트 커플링보는 철골 부재와 철근콘크리트 부재로 구성된 합성구조이다. 따라서 철골 부재는 강구조 설계 기준에 의해 설계하고, 철근콘크리트 부재는 철근콘크리트 설계기 준에 의해 설계하여 중첩시키는 방법으로 설계한다. 그러나 아직까지 합성구조에 대한 설계 기준이 마련되어 있지 않은 이유로 본연구에서는 실무에서 쓰이는 기준식의 평가를 통하여 철골 커플링보의 안전성을 검토하고자 한다. 기존 연구의 데이터를 통계학적 분석방법을 이용하여, ACI 기준식과 BS 기준식을 각각 검증하였다. 분석 결과 철근콘크리트의 전단력과 철골 플레이트의 전단력을 중첩하여 계산하는 철골 플레이트 커플링보에 대한 현재의 실무에서의 설계방법은 기존의 실험결과와 비교하면 적절한 설계방법으로 판단된다.

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실물대 목업실험에 의한 슬라이딩스텝 철골계단의 진동 및 구조성능 평가 (Evaluation of Vibration and Structural Performance of an Innovative Sliding Step Steel Stair Using Full-Scale Mock-up Test)

  • 김성용;이철호;김나은;조성상;정운옥
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.511-522
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    • 2014
  • 본 연구에서는 주거용 및 사무용 계단시공의 작업공정의 단순화 및 시공품질 향상을 목적으로 개발된 혁신적인 계단 시스템인 슬라이딩스텝 철골계단의 진동 및 구조성능 평가를 수행하였다. 슬라이딩스텝 철골계단은 각형 강재 스트링거와 시공오차를 흡수할 수 있도록 설계된 스트링거 연결재 및 계단벽체 시공이 용이하도록 벽체 반대방향으로 이동이 가능한 슬라이딩 스텝으로 구성되어 있다. 하지만 철골계단의 경우 철골 접합부의 구조적 안전성 확보와 더불어, 비교적 경량에 저감쇠인 철골재 사용으로 인한 낮은 진동성능이 발현될 수 있기 때문에 진동성능에 대한 확보를 파악하는 것이 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 진동성능 및 구조적 안전성 확보여부를 파악하기 위해 실물대 목업실험을 실시하였다. 진동성능 및 중량으로 인한 경제성 등을 종합적으로 판단하기 위해 콘크리트를 채운 스트링거와 콘크리트를 채우지 않은 스트링거를 교체해가며 각 경우에 대한 주거용 및 사무용 계단의 진동성능을 평가하였다. 또한 각 용도별로 한 개의 계단을 선정한 후, 재하실험을 통해 철골 접합부의 구조적 안전성과 스트링거 중앙부의 잔류 처짐 및 사용성 검토를 수행하였다. 실물대목업실험 결과 접합부 시스템의 경우 사용하중의 160%인 극한하중에 대해서도 탄성상태를 유지하며 재하실험 후에도 어떠한 균열이나 이상이 발견되지 않는 등 충분한 강성과 강도를 확보하고 있음을 확인하였다. 또한 스트링거 중앙부 처짐은 주거용/사무용 계단 모두 역시 동일한 하중조건 하에서 사용성에 문제가 없을 정도의 미미한 수준의 최대처짐과 잔류처짐이 발생하였으며, 최대하중이 가해질 때까지 스트링거가 탄성상태를 유지하는 등 설계하중을 지지할 수 있는 충분한 내력을 보유한 것으로 평가되었다. 진동성능 검토 결과 총 일곱 개의 스트링거 타입 중 다섯 개의 타입이 북미기준와 유럽기준에서 제시하는 기준의 허용치를 만족함을 확인하였다.

편심축력(偏心軸力)을 받는 철골구조(鐵骨構造) 주각부(柱脚部)의 지압강도(支壓强度) (Bearing Strength of Steel Baseplate under Eccentric Loads)

  • 최문식;민병렬
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권6호통권67호
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    • pp.683-691
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    • 2003
  • 최근, 철골구조, 철골 철근콘크리트 구조 및 합성구조의 주각부는 국부적으로 제한된 부분에 큰 집중하중이 작용하고, 이 하중은 베이스 플레이트를 통하여 철근콘크리트 기초에 전달하게 된다. 따라서 철골구조 및 철골 철근콘크리트 구조의 설계에서 큰 축력을 받는 주각부의 지압강도를 정확히 평가하기가 매우 어렵다. 철골주각부는 역학적 특성이 다른 재료의 접합부로 설계 및 시공상 제약을 받게 되고, 응력전달도 매우 복잡하다. 특히, 구조설계시 지압강도의 적절한 평가는 무엇보다 중요하다. 지압강도에 영향을 미치는 요소는 지압응력을 받는 부재의 형태 및 재료, 하중의 작용형태, 지압면에서의 마찰구속력, 철근보강, 건조수축 등 매우 많다. 지압강도에 대한 대부분의 실험 및 연구에서는 중심축력을 받는 주각부에 대한 연구를 수행하였다. 그러나, 실제 철골주각부 설계에서는 일축편심 또는 이축편심축력을 받는 경우가 많이 있다. 본 연구에서는 베이스플레이트에 작용하는 편심축력과 편심거리에 따른 지압강도의 변화 및 실험체의 파괴형태에 대하여 검토하였고, 편심축력 작용시 지압강도 산정방법을 제시하였다.

SRC 기둥-H 형강보 접합부의 전단강도 및 이력거동 (Shear Strength and Hysteretic Behavior of SRC Column to Steel Beam Joints)

  • 이승준;김원기;서동훈
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권2호통권31호
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    • pp.277-285
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    • 1997
  • 접합부 패널존의 거동에 영향을 줄 수 있는 변수를 고려하여 SRC 기둥-H형강보 접합부의 역학적 특성에 대해 실험적 연구를 하였다. 7개의 시험체를 제작하여 실험을 수행하였으며 실험으로부터 접합부의 전단강도와 이력거동을 조사하였고 파괴형태에 대하여 분석하였다. 접합부의 이력거동은 약간의 핀칭을 보이는 안정된 거동을 보였다. 이력거동은 최대하중에 도달한 후 변위를 증가할 때 내력이 감소하는 거동을 보였다. 접합부 패널존의 전단강도는 접합부내의 콘크리트 유효면적이 증가함에 따라 증가함을 보였다. 접합부 패널존의 전단강조는 철골기둥 웨브의 항복강도, 패널존내의 철골기둥 플랜지의 소성휨강도 그리고 유효콘크리트의 전단강도의 합으로 표현되며 실험결과는 이러한 접합부의 전단강도와 근사한 값을 보였다.

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복합보의 내력성능에 관한 연구 -정착판의 설치에 의한 거동의 차이- (Analytical Study on Strength Resistance of Steel Beams with Stiffened Ends by Reinforced Concrete -difference of behavior with fixing plate-)

  • 김성은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권6호
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    • pp.681-690
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    • 2000
  • 최근, 장스팬 구조물이 많이 요구되어지고 있다. 그로인하여 지진하중 및 풍하중에 의한 바닥의 진동방지 및 과대변형을 억제하기 위하여 강성을 증대시킬 필요가 있다. 이러한 목적으로, 철골의 단부를 철근콘크리트로 보강하는 것이 효과적이다. 이러한 유효 보강 방법을 실현하기 위해서는 철골 부분과 철골 단부를 철근콘크리트로 보강한 부분 사이의 경계부에서 원활한 응력전달이 이루어져야 한다. 따라서 원활한 응력전달을 위하여 그 경계부에 정착판을 설치하였다. 본 연구는 기존 실험을 기초로 한 수치해석을 통하여 유효 응력 전달 방법을 평가한 것이다.

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