• 제목/요약/키워드: 하중저항계수설계

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강판(鋼板)의 신뢰성(信賴性) 설계기준(設計基準) (On the Criteria of Reliability Design for the Steel Plate)

  • 오창수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.25-36
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    • 1984
  • 본(本) 연구(硏究)는 강구조부재(鋼構造部材)의 안정성수준(安全性水準)을 LRFD에 의해 검토(檢討)하였다. 그리고, 우리 현실(現實)을 고려(考慮)한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)(${\beta}_0$)를 설정(設定)하여 이에 대한 저항(抵抗) 및 하중계수(荷重係數)를 방법(方法)으로 계산(計算)하였으며, 각(各) 도로교시방서(道路橋示方書) 공칭안전율(公稱安全率)과 이들 계산(計算)된 계수(係數)를 비교분석(比較分析)하였다. 강구조부재(鋼構造部材)의 저항(抵抗) 및 하중효과(荷重効果)에 대한 불확실량(不確實量) 산정(算定)은 Galambos-Ravindra 및 SGST의 하중(荷重) 및 저항(抵抗) 불확실량(不確實量) 해석방법(解析方法)에 따랐다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 현(現) 강구조부재(鋼構造部材)에 대한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)(${\beta}_0$)는 우리의 현실(現實)을 고려(考慮)하여 ${\beta}_0=3.5$가 적절(適切)하다. 2) 1)에 대한 강도설계(强度設計) 방정식(方程式)에 공칭저항(公稱抵抗) ${\phi}^{\prime}$, 공칭하중계수(公稱荷重係數) ${\gamma}^{\prime}$는 아래와 같다. a) 양연지지판(兩緣支持板): ${\phi}^{\prime}=0.75$, ${\gamma}_D{^{\prime}}=1.04$, ${\gamma}_L{^{\prime}}=2.08$ b) 편지지판(片支持板): ${\phi}^{\prime}=0.82$, ${\gamma}_D{^{\prime}}=1.04$, ${\gamma}_L{^{\prime}}=2.08$.

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국내 항타강관말뚝 설계법의 목표 신뢰도지수 (Target Reliability Indices of Static Design Methods for Driven Steel Pipe Piles in Korea)

  • 곽기석;허정원;김경준;박재현;이주형
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1C호
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    • pp.19-29
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    • 2008
  • 국내 기초구조물에 대한 하중저항계수설계법 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 신뢰성 수준을 평가하고 목표 신뢰도지수를 결정하였다. 국내 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 말뚝의 대표 측정 극한지지력을 결정하였고, 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수의 통계 특성을 이용하여 일차신뢰도법 및 몬테카를로 시뮬레이션에 의한 신뢰성 분석을 실시하였다. 정역학적 지지력공식은 자료의 변동성이 낮았고 Meyerhof 경험식은 내재적 보수성이 크게 나타났다. 안전율 3.0~5.0에 대한 신뢰도지수 분석 결과 정역학적 지지력공식은 1.50~2.89, Meyerhof 경험식은 1.61~2.72로 평가되었다. 신뢰성 분석 결과를 바탕으로 목표 신뢰도지수는 무리말뚝으로 시공되는 경우 2.0, 2.33을, 무리말뚝으로 시공되지 않는 경우 2.5의 값을 결정하였다.

현수교 PPWS용 소켓의 내벽 경사각이 소켓의 극한 하중계수에 미치는 영향 (Effect of the Tapered Angle on the Ultimate Load Factors of PPWS Sockets in Main Cables of Suspension Bridges)

  • 유훈;이성형;서주원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.47-59
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    • 2013
  • 현수교 PPWS용 소켓의 내벽 경사각에 따른 소켓의 극한 하중계수의 변화를 검토하였다. 소켓의 구조 및 설계법을 간략히 정리하였고, 스트랜드 내의 강선 본수와 소켓 내벽 경사각을 매개변수화 한 15개의 소켓 모델을 설계하여 유한요소 모델을 작성하였다. 작성된 소켓 해석모델이 실제 소켓의 거동을 반영할 수 있도록 실험 결과와 해석 결과를 비교하여 소켓의 유한요소 모델을 개선하였다. 소켓 해석 모델에 대하여 ABAQUS를 이용하여 하중-변위 해석을 수행하였고, 최초 항복 및 극한 상태에서 소켓의 거동을 분석하였다. 해석결과, 최대의 극한 하중계수를 갖는 소켓 내벽 경사각은 스트랜드 내의 강선 본수에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 소켓 내벽의 최적 경사각은 현행 소켓 설계식의 필요 부착길이 검토식과 필요 응력저항길이 검토식의 경계가 되는 임계각에서 결정되었다.

철도 옹벽 표준도의 신뢰도수준 및 LRFD 적용성 평가 (Estimation of Reliability Level and Applicability of LRFD Based on Standard Drawings of Railway Cantilever Retaining Walls)

  • 김인수;임희대;박준모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권10호
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    • pp.61-76
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    • 2015
  • 최근 지반공학 분야에서는 깊은기초와 얕은기초에 관한 한계상태설계법에 관한 연구가 선행되고 있으며, 옹벽구조물에 관한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구는 철도 옹벽의 한계상태설계법을 도입하기 위한 기초 연구로써 옹벽 표준도의 파괴모드별 신뢰도지수가 목표신뢰도지수를 만족하는지를 평가하였으며, 옹벽 표준도에 대한 하중저항계수 설계를 수행함으로써 한계상태설계법의 적용성을 분석하였다. 철도 옹벽 표준도의 일부는 활동 및 지지력파괴에 대한 신뢰도지수가 목표신뢰도지수에 미달하며, 하중저항계수설계법에 의한 한계상태를 만족하지 못하여 한계상태설계 도입 시 철도 옹벽 표준도의 수정이 필요한 것으로 평가되었다.

환경하중을 고려한 Jack-up rig의 내하력 설계 기준에 대한 연구 (A Study on Load-carrying Capacity Design Criteria of Jack-up Rigs under Environmental Loading Conditions)

  • 박주신;하연철;서정관
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.103-113
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    • 2020
  • 잭업 드릴링 리그 (Jack-up drilling rigs)는 해양자원개발 분야 중 석유 및 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 대표적인 해양구조물이다. 이러한 잭업 구조물은 대체로 얕은 수심에서 사용하도록 설계되었지만 에너지 산업의 추세로 대수심 및 가혹한 환경 조건에서도 사용이 가능한 설계가 요구되고 있다. 이러한 잭업구조물의 운영환경 확장에 따라서 과도한 설계를 최소화하고 신뢰성 반영된 설계법이 요구되었다. 기존의 해양구조물 산업에서 잭업 구조물의 설계법은 사용(혹은 허용)응력 설계 (WSD: Working (or Allowable) Stress Design) 방법을 사용하여 설계가 되고 있었다. 이러한 설치환경변화에 따라서 충분한 신뢰성을 확보가 가능한 하중 및 저항계수 (LRFD: Load and Resistance Factored Design) 방법을 최근 개발되었고 규정화가 되었다. LRFD 방법은 통계적 기반으로 한 한계상태설계 개념으로 잭업구조물의 구성구조부재의 하중과 전산수치해석을 이용한 강도의 불확성을 하중 및 저항 계수로 표현하는 설계법이다. 개발된 LRFD 방법은 실제 잭업구조물 설계의 적합성 판단을 위하여 기존의 WSD 방법과의 정량적인 비교 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 WSD와 LRFD 방법으로 이용하여 실 잭업 구조물의 레그 구조를 대상으로 상용유한요소해석코드를 이용하여 정량적인 UC (Unity Check)값을 기반으로 비교 분석하였다. 분석된 결과로 다양한 환경하중조건 하에서 LRFD 방법을 사용하여 잭업구조물의 레그(Leg) 설계에서 상당히 합리적인 UC 값을 가지고 기존 대표적인 WSD기법 중에 하나인 API-RP 코드 대비 약 31 % 차이가 분석되었다. 따라서 LRFD 설계 방법이 WSD 방법에 비해 구조 최적화 및 합리적인 설계에 더 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

공기저항 및 강성을 고려한 선수용 자전거 프레임 설계 (Development of Racing Track Cycle for Elite Players Considered Stiffness and Aerodynamic Effects)

  • 김태균;임우철;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권9호
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    • pp.1077-1082
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    • 2013
  • 경기력 향상을 위한 자전거 프레임을 제작하기 위하여 주행 시 자전거 프레임에 발생하는 항력을 고려한 공기역학적 설계가 필요하다. 이를 위해 국제 사이클연맹 규격에 맞추어 초기 프레임을 설계 및 제작을 하였고 프레임에 발생하는 항력을 정량적 척도로 판단하기 위하여 항력계수를 이용하였다. 자전거 프레임의 공기저항을 최소화하기 위해 프레임 단면의 파라미터 설계를 실시하여 최적의 프레임의 형상을 도출하였다. 또한 자전거 프레임은 주행 시 선수에 의한 하중을 견딜 수 있어야 한다. 구조적인 측면에서 안정성을 갖춘 프레임을 제작하기 위하여 국제 사이클 연맹규격에서 제시하는 하중조건을 근거로 프레임의 강성을 평가하였고 이를 통해 선수용 자전거 프레임을 개발하였다.

유한 요소법에 의한 콘크리트 포장도로의 구조해석 프로그램개발 (Development of Finite Element Analysis Program for the Concrete Pavement)

  • 조병완
    • 전산구조공학
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    • 제3권2호
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    • pp.89-95
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    • 1990
  • 근세 사회의 눈부신 산업발전과 함께 늘어나는 빈번한 차량 하중을 좀더 합리적으로 충분히 노반에 분산시키기 위하여 콘크리트포장이 근래 널리 이용 되어져 왔다. 아스팔트계 포장의 표층이 휨응력에 저항하지 못하고 하중을 받으면 표층의 변형이 그대로 노반에 전달되어 일체로되어 변형을 하지만 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브가 구조체로서의 높은 휨강도와 큰 탄성계수에 의해 휨응력 및 전단력에도 저항을 하게 되므로 차량하중뿐만 아니라 주기적인 온도 변화에 의한 팽창, 수축, 솟음, 노상 노반의 체적변화등에 의한 복잡한 응력을 받게된다. 이러한 콘크리트 포장구조의 제응력 현상을 구조 역학적인 입장에서 좀더 정확하게 합리적으로 해석을 하기위해 유한요소법을 이용한 컴퓨터 구조해석 프로그램을 개발하여 모든 하중 조건하에서의 슬래브 처짐과 응력을 계산하고 예상하므로써 콘크리트 포장구조의 파괴현상을 연구하고 합리적인 설계자료를 제공하고자 한다.

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하중저항계수설계법 및 정밀해법에 의한 PFRP I형 단면 압축재의 국부좌굴강도 (Local Buckling Strength of PFRP I-Shape Compression Members Obtained by LRFD Design Method and Closed-Form Solution)

  • 최진우;서수홍;주형중;윤순종
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • Fiber reinforced polymeric plastic (FRP) materials have many advantages over conventional structural materials, i.e., high specific strength and stiffness, high corrosion resistance, right weight, etc. Among the various manufacturing methods, pultrusion process is one of the best choices for the mass production of structural plastic members. Since the major reinforcing fibers are placed along the axial direction of the member, this material is usually considered as an orthotropic material. However, pultruded FRP (PFRP) structural members have low modulus of elasticity and are composed of orthotropic thin plate components the members are prone to buckle. Therefore, stability is an important issue in the design of the pultruded FRP structural members. Many researchers have conducted related studies to publish the design method of FRP structures and recently, referred to the previous researches, pre-standard for LRFD of pultruded FRP structures is presented. In this paper, the accuracy and suitability of design equation for the local buckling strength of pultruded FRP I-shape compression members presented by ASCE are estimated. In the estimation, we compared the results obtained by design equation, closed-form solution, and experiments conducted by previous researches.

외형에 따른 지붕 막구조물의 풍하중 영향 고찰 (A Study on the Effects of Wind Load of Membrane Roof Structures according to External Form)

  • 고광웅;장명호;이장복;서삼열
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.15-18
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    • 2008
  • 대공간 구조는 3차원적인 힘의 흐름과 면내력에 의해 외부하중에 대한 저항능력을 확보하는 형태 저항형 구조로서, 구조물 자체의 곡률을 이용하여 면외방향으로 작용하는 외력을 주로 면내력으로 저항할 수 있게한 구조시스템이다. 그러므로, 연성구조물의 일종인 막구조물은 대공간 구조물을 보다 효과적으로 구축할 수 있다. 이러한 막구조물은 지진이나 고정하중에 의한 영향보다 바람의 의한 영향이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 또한, 풍하중은 주변 환경 및 구조물의 형태에 따라 그 크기가 매우 다르게 나타난다. 본 논문에서는, 우리나라에서 풍하중의 영향을 가장 많이 받은 지역들 중에 건설된, 2개 경기장의 설계 풍하중과 풍동실험 결과값들을 비교 검토해 보고자 한다.

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해상 풍력발전기 기초의 안전율에 관한 설계기준 분석 연구 (Comparison of Design Strands for Safety Factor of Offshore Wind Turbine Foundation)

  • 장화섭;김호선;이경우;김만응
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권2B호
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    • pp.149-152
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    • 2012
  • 본 연구는 해상풍력발전기 기초 설계에 사용되는 IEC 61400-3, DNV-OS-J101, GL Wind, EUROCODE, AASHTO 및 국내 설계기준의 설계방법 및 안전율의 정도를 비교, 분석함으로써, 국내에서 해상풍력발전기 기초 설계시 필요한 제반사항을 제공하고자 한다. 해상풍력발전기 기초 설계에 관한 국내외 설계기준을 분석한 결과 설계법은 크게 설계접근법, 하중저항 설계법, 허용응력설계법을 적용하고 있으며, 각 설계법에 따른 안전율 정도를 분석한 결과 하중저항계수 설계법과 설계접근법은 거의 유사한 수준의 안전율을 확보하고 있는 반면, 허용응력설계법에서는 다소 보수적인 안전율을 적용하고 있어 해상풍력발전기 기초의 경제적 설계를 위한 국내 설계기준 개발이 필요할 것으로 판단된다.