본 논문은 터널 유지관리계측의 응력 관리기준치 설정에 대한 연구로 계측 초기에 설정된 지하철계측 초기 관리기준치를 토대로 서울지하철 6,7,9호선 7개 대표단면의 콘크리트라이닝 응력, 콘크리트라이닝 철근응력, 콘크리트라이닝 내공변위에 대하여 약 5년에 걸친 계측 실적을 분석하고, 국외 계측관리기준을 비교하여 향후 터널 유지관리계측에 적용할 응력 계측관리기준치 설정에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 향후에 터널에 적용할 유지관리계측의 응력 관리기준치는 국내적용 계측관리기준치와 국외적용 계측관리기준치 분석결과를 비교하여 안전단계는 허용응력의 60%, 주의단계는 허용응력의 80%, 정밀분석단계는 허용응력의 100%로 실무에서 쉽게 적용할 수 있는 절대치에 의한 계측관리방법을 제안하였다.
연구목적: 기시공되어 현재 운행 중인 2-Arch 터널에 대하여 피난연결통로 신설의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 중앙벽체 굴착에 따른 터널 및 벽체 거동 분석과 안정성 분석에 목적을 두고 있다. 연구방법: 2-Arch 터널과 피난연결통로의 이론적 배경을 설명하고, 3차원의 유한요소 수치해석을 통하여 터널 및 벽체의 거동을 집중적으로 분석하였다. 다양한 지반 조건을 변수로 하여 암반 등급에 따른 매개변수 해석을 수행하였으며, 중앙벽체의 변위와 응력을 집중적으로 분석하였다. 연구결과: 중앙벽체 굴착 시 개구부 중앙에서 가장 큰 침하량을 보였으며, 응력은 첫 번째 굴착 시 가장 크게 발생하였다. 또한 개구부 양 상단에서 응력집중 현상이 발생함을 알 수 있었으며, 허용응력 개념을 고려한 안정성 검토 결과 허용응력을 초과하는 것으로 나타났다. 결론: 터널의 천단변위는 허용기준치 내로 안정성을 확보하였지만, 발생응력은 허용기준치를 초과하는 것으로 나타나 시공 시 적절한 보강공법을 적용하여 갑작스런 응력 해방에 대한 방지가 필요할 것으로 사료된다.
Probability based design(PBD) method is independent of construction materials and uses real material properties unlike allowable stress design(ASD) that depends on small clear specimen property, also give quantitative safety and endurance lifetime of a certain material. Moreover, almost advanced country accepted PBD method instead of ASD method. So it is urgent to convert the current ASD method into the PBD method. However, there are wholly lacking of domestic researches related to current issue, and to solve several points in ASD method and to take advantage of PBD method, the conversion from the ASD method into the PBD method is a worldwide trend. Other domestic construction codes, such as steel or concrete constructions, accept the PBD method as well. Accordingly, to introduce PBD method into wood structural design, general theory, and preliminary data and methods were reviewed. With keeping this in mind, some important contents were reviewed, sorted some points for wood structural design that have distinctions against the other construction materials. Furthermore, the history of PBD method, and statistical data and theories for the PBD method, and preliminary data of resistance and load that are two random variables for the PBD method, and finally the difference between limit state design(LSD) and load and resistance factor design(LRFD) that were two superpowers in the PBD method.
Allowable stress design(ASD) method has been widely used to design steel structures such as boiler and heat recovery steam generator(HRSG) of power plant. However, many researchers are recently intrested in road and resistance factor design(LRFD) method which may take the place of ASD. In this work, the weight calculation of steel structure was compared when ASD and LRFD were applied respectively. For the calculation of weight of steel structure, computer program was developed and applied to obtain beam weight. Using this program and GTSTRUDL, structural design program, weight of steel structure is calculated. As a result of weight calculation, maximum 5.4% of weight reduction is achieved among examples of this study by applying LRFD comparing with the result of ASD, and those results quite dependent on the applied load and member classification.
본 연구에서는 가압열충격 사고로 소형 냉각재 상실사고를 가정하여 냉각재의 온도와 압력의 이력으로 부터 용기 벽의 온도분포를 구하고, 이로 부터 열응력과 압응력을 해석적으로 구하였다. 또 균열 선단에서의 응력강도계수와 파괴인성치를 ASME코드의 방법을 이용하여 구하였고, 이들을 시간에 따라 비교하여 균열의 진전여부를 평가하였다. 원자로 용기 벽에 존재하는 여러 형태의 균열이 견딜 수 있는 최대 기준무연성천이온도를 결정하였으며 평가 결과에 대하여 고찰하였다.
고정식 자켓구조물 설계 시 국내 설계법의 부재로 해외 설계기준을 적용하고 있다. 특히, 미국의 API기준을 주로 적용하고 있으나 API RP 2A는 허용응력설계법(WSD)과 하중저항계수법(LRFD)의 두 설계법을 제시하고 있고 설계자의 판단에 따라 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 연안에 실제 설치된 고정식 해양구조물에 대해 해양구조물 전용프로그램인 SACS를 이용하여 두 설계법에 대한 응력비를 검토비교 하였다. 검토결과, 환경하중의 영향이 큰 극한하중해석과 운송해석 시에는 LRFD설계법이, 자중의 영향이 큰 평상시 하중해석과 선적 및 인양 시에는 WSD설계법이 더 큰 응력비를 보여주고 있어 기본설계 시 두 설계법에 대한 적용성 검토를 수행한 후 안전성과 경제성 등을 고려하여 최종 설계법을 선택하는 것이 적정하다고 판단된다.
Large valves for steam turbines of fossil power plants are exposed to a severe mechanical and thermal loading resulting from steam with high pressure and high temperature. Valve casings are designed to withstand such a loading. During the operation of a plant, temperatures at inner and outer surface of the casings are measured and steam flow is controlled so that the measured difference is lower than the maximum allowable value determined in the design stage. In this paper, a method is presented to calculate the maximum allowable temperature difference at the inner and outer surface of valve casings for steam turbines of fossil power plants. The finite element method is used to analyze distribution of temperature and stresses of a casing under the operating condition. Low cycle fatigue and creep rupture are taken into consideration to determine the maximum allowable temperature difference. The method can be usefully applied in the design stage of the large valves for the steam turbines, contributing to safe and reliable operation of the fossil power plants.
In re-assessing the Jacket-type fixed steel structures, the current standards often allow the simplicity of corrosion sections using local buckling or equivalent section approach to applying empirical formulae of frame stress and resistance analyses. However, those approaches can lead to significant errors for non-uniform corroded frames in a specific area, including force distribution, stress, and allowable strength of the tubular section, compared to the actual cases. This paper investigates a suitable approach to determine the actual stress on non-uniform corroded tubular frames under compression through the non-linear ABAQUS model by considering the effect of large deformation on the frame axis and the frame section. There are 3 scenarios of interest. In the 1st and 2nd scenarios with simple corrosion cases, the stress ratios using the numerical model and theoretical formulae correspond to the calculation of allowable strength reduction ratios in standards. However, scenario 3, which describes non-uniform corroded sections based on survey data, provides considerable differences in results. Therefore, it proves the reliable and effective results when using this method to analyze the resistance of the actual corroded section in the Jacket platforms.
The restoration of foundations supporting the immense load of the stone pagoda at Mireuksa Temple Site prioritizes securing its structural stability. But so far, rammed earth construction is still not easy to determine the structural stability. This paper aims to emphasize that a scientific experimental study was conducted on a rammed earth construction, to identify its methodology and obtain objective data about structural stability of the foundation work. An experimental study fabricated specimens from the soil that had been removed during the excavation survey, determined the allowable bearing capacity through plate load tests, and compared the results with the predicted stress after reassembly of the stone pagoda to estimate the structural stability. Then, the repair method was selected based on the experimental study result. The evaluation method of the restoration of foundations consisted of an examination of the allowable bearing capacity and settlement. The allowable bearing of the reinforced foundation was more than twice the contact pressure under the stacked stones of the pagoda. The possibility of settlement of the rammed earth foundation soil layer during the pagoda assembly is expected to be very low because the settlement amount of the reformed soil layer is less than half of the settlement of the stabilized existing soil layer.
발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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