• 제목/요약/키워드: Bearing Design

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원심모형실험을 통한 사질토 지반에서의 말뚝지지 전면기초 상호작용 분석 (Analysis of Piled Raft Interactions in Sand with Centrifuge Test)

  • 박동규;최규진;이준환
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권10호
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    • pp.27-40
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    • 2012
  • 말뚝지지 전면기초는 무리말뚝과 전면기초의 지지력을 함께 설계에 적용할 수 있는 기초형식이다. 그러나 변위장 중첩과 구속응력의 증가 등으로 대변되는 무리말뚝 - 지반 - 전면기초 상호작용으로 인해 각각의 무리말뚝기초와 전면기초의 지지력 특성은 변화하게 되며, 이는 말뚝지지 전면기초의 설계에 있어 중요한 요소로써 작용한다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 이용한 전면기초, 단독 말뚝기초, 무리말뚝(16본; $4{\times}4$), 말뚝지지 전면기초(16본; $4{\times}4$) 하중-재하 시험을 수행하였으며, 조밀하고 느슨한 사질토 지반에서의 무리말뚝-지반, 무리말뚝-지반-전면기초의 상호작용을 하중단계에 따른 지지력 특성변화를 기준으로 분석하였다. 실험결과 말뚝지지 전면기초의 상호작용에 의해 무리말뚝기초의 지지력은 증가하는 것으로 나타났으며, 전면기초의 경우 무리말뚝의 영향에 의해 지지력이 감소하는 것으로 확인되었다.

Biomechanical stress and microgap analysis of bone-level and tissue-level implant abutment structure according to the five different directions of occlusal loads

  • Kim, Jae-Hoon;Noh, Gunwoo;Hong, Seoung-Jin;Lee, Hyeonjong
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제12권5호
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    • pp.316-321
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    • 2020
  • PURPOSE. The stress distribution and microgap formation on an implant abutment structure was evaluated to determine the relationship between the direction of the load and the stress value. MATERIALS AND METHODS. Two types of three-dimensional models for the mandibular first molar were designed: bone-level implant and tissue-level implant. Each group consisted of an implant, surrounding bone, abutment, screw, and crown. Static finite element analysis was simulated through 200 N of occlusal load and preload at five different load directions: 0, 15, 30, 45, and 60°. The von Mises stress of the abutment and implant was evaluated. Microgap formation on the implant-abutment interface was also analyzed. RESULTS. The stress values in the implant were as follows: 525, 322, 561, 778, and 1150 MPa in a bone level implant, and 254, 182, 259, 364, and 436 MPa in a tissue level implant at a load direction of 0, 15, 30, 45, and 60°, respectively. For microgap formation between the implant and abutment interface, three to seven-micron gaps were observed in the bone level implant under a load at 45 and 60°. In contrast, a three-micron gap was observed in the tissue level implant under a load at only 60°. CONCLUSION. The mean stress of bone-level implant showed 2.2 times higher than that of tissue-level implant. When considering the loading point of occlusal surface and the direction of load, higher stress was noted when the vector was from the center of rotation in the implant prostheses.

재생혼합토(Tire Shred-Sandy Soil Mixture)로 조성된 도로성토구조물의 장기성능 (Long-term Performance of Highway Embankment Using Tire Shred-Sandy Soil Mixture)

  • 고태훈;황선근;윤성민;박희문;이성진
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • 본 논문에서는 폐타이어 활용 재생혼합토(Tire Shred-Sandy Soil Mixture)로 조성된 도로성토구조물의 장기성능을 평가하고자 현장계측 및 현장시험을 수행하였다. 최대 크기 76mm의 폐타이어와 사질토를 50 : 50의 체적비로 혼합한 재생혼합토 성토구조물은 도로개통 후 침하, 변형, 온도측면에서 장기적으로 안정된 모습을 보였으며, 특히 FWD 시험결과, 기존 성토재료로 조성된 성토구간의 지지성능과 동등한 수준으로 설계수명을 만족하였다.

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대단면 암반터널의 안정성에 미치는 숏크리트 부착강도의 영향에 관한 연구 (A Study on Effect of Shotcrete Adhesive Strength on Large Section Rock Tunnel Stability)

  • 장석부;홍의준;문상조
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.305-311
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    • 2005
  • 암반에 건설되는 대단면 터널에서 숏크리트의 부착강도는 암반탈락 방지와 발파진동에 의한 숏크리트 탈락방지에 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고 숏크리트 부착강도는 압축강도에 비하여 설계 및 시공단계에서 중요한 요소로 고려되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 숏크리트 부착강도가 대단면 암반 터널의 안정성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 먼저, Holmgren의 punch-loaded 시험조건을 모사한 수치해석 모델을 이용하여 다양한 부착강도에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 그 결과, 숏크리트의 최대지지력은 숏크리트층과 블록간의 부착 강도와 선형 비례관계를 보임을 확인하였다. 또한, 숏크리트층과 굴착면에 부착강도를 고려하는 경우와 기존의 완전부착 조건에 대한 개별요소해석을 수행하여 숏크리트 부착강도의 영향을 검토하였다.

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Behavior of grouped stud shear connectors between precast high-strength concrete slabs and steel beams

  • Fang, Zhuangcheng;Jiang, Haibo;Chen, Gongfa;Dong, Xiaotong;Shao, Tengfei
    • Steel and Composite Structures
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    • 제34권6호
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    • pp.837-851
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    • 2020
  • This study aims to examine the interface shear behavior between precast high-strength concrete slabs with pockets and steel beam to achieve accelerated bridge construction (ABC). Twenty-six push-out specimens, with different stud height, stud diameter, stud arrangement, deck thickness, the infilling concrete strength in shear pocket (different types of concrete), steel fiber volume of the infilling concrete in shear pocket concrete and casting method, were tested in this investigation. Based on the experimental results, this study suggests that the larger stud diameter and higher strength concrete promoted the shear capacity and stiffness but with the losing of ductility. The addition of steel fiber in pocket concrete would promote the ductility effectively, but without apparent improvement of bearing capacity or even declining the initial stiffness of specimens. It can also be confirmed that the precast steel-concrete composite structure can be adopted in practice engineering, with an acceptable ductility (6.74 mm) and minor decline of stiffness (4.93%) and shear capacity (0.98%). Due to the inapplicability of current design provision, a more accurate model was proposed, which can be used for predicting the interface shear capacity well for specimens with wide ranges of the stud diameters (from13 mm to 30 mm) and the concrete strength (from 26 MPa to 200 MPa).

인공신경망을 이용한 DCM 처리된 연약지반 침하에 대한 연구 (A Study on Subsidence of Soft Ground Using Artificial Neural Network)

  • 강윤경;장원일
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권6호
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    • pp.914-921
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    • 2010
  • 연약지반에 구조물을 시공시 지반의 지지력 약화에 의해 지반침하가 발생한다. 이를 방지하기 위하여 연약지반의 개량이 요구될 뿐만아니라 합리적인 시공관리를 위하여 침하량 예측이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 구조물 설계 및 시공 초기단계에서 지반의 침하량을 예측하기 위해 인공신경망을 이용하였다. 인공신경망을 이용하여 대상지역의 원지반에서 발생하는 침하량과 D.C.M공법을 적용하여 개량된 지반에서 발생하는 침하량을 예측하고, 대상지역의 침하거동 및 침하량을 Mohr-Coulomb모델을 이용한 연속체 해석 결과와 인공신경망을 수행한 결과를 비교하였다. 그 예측결과 D.C.M이 적용된 지반이 원지반보다 0.8배 감소한 침하량을 보였다. 연속체 해석과 인공신경망을 이용해 도출된 결과는 결정계수 0.79로 비교적 높은 상관관계를 보였다. 따라서 본 연구는 연약지반 개량공법의 침하량 예측이 실내실험자료를 통해 평가하는 것이 가능하다는 것을 확인하였다.

Performance comparison of shear walls with openings designed using elastic stress and genetic evolutionary structural optimization methods

  • Zhang, Hu Z.;Liu, Xia;Yi, Wei J.;Deng, Yao H.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제65권3호
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    • pp.303-314
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    • 2018
  • Shear walls are a typical member under a complex stress state and have complicated mechanical properties and failure modes. The separated-elements model Genetic Evolutionary Structural Optimization (GESO), which is a combination of an elastic-plastic stress method and an optimization method, has been introduced in the literature for designing such members. Although the separated-elements model GESO method is well recognized due to its stability, feasibility, and economy, its adequacy has not been experimentally verified. This paper seeks to validate the adequacy of the separated-elements model GESO method against experimental data and demonstrate its feasibility and advantages over the traditional elastic stress method. Two types of reinforced concrete shear wall specimens, which had the location of an opening in the middle bottom and the center region, respectively, were utilized for this study. For each type, two specimens were designed using the separated-elements model GESO method and elastic stress method, respectively. All specimens were subjected to a constant vertical load and an incremental lateral load until failure. Test results indicated that the ultimate bearing capacity, failure modes, and main crack types of the shear walls designed using the two methods were similar, but the ductility indexes including the stiffness degradation, deformability, reinforcement yielding, and crack development of the specimens designed using the separated-elements model GESO method were superior to those using the elastic stress method. Additionally, the shear walls designed using the separated-elements model GESO method, had a reinforcement layout which could closely resist the actual critical stress, and thus a reduced amount of steel bars were required for such shear walls.

Experimental study on the seismic performance of concrete filled steel tubular laced columns

  • Huang, Zhi;Jiang, Li-Zhong;Chen, Y. Frank;Luo, Yao;Zhou, Wang-Bao
    • Steel and Composite Structures
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    • 제26권6호
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    • pp.719-731
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    • 2018
  • Concrete filled steel tubular (CFST) laced columns have been widely used in high rise buildings in China. Compared to solid-web columns, this type of columns has a larger cross-section with less weight. In this paper, four concrete filled steel tubular laced columns consisting of 4 main steel-concrete tubes were tested under cyclic loading. Hysteresis and failure mechanisms were studied based on the results from the lateral cyclic loading tests. The influence of each design parameter on restoring forces was investigated, including axial compression ratio, slenderness ratio, and the size of lacing tubes. The test results show that all specimens fail in compression-bending-shear and/or compression-bending mode. Overall, the hysteresis curves appear in a full bow shape, indicating that the laced columns have a good seismic performance. The bearing capacity of the columns decreases with the increasing slenderness ratio, while increases with an increasing axial compression ratio. For the columns with a smaller axial compression ratio (< 0.3), their ductility is increased. Furthermore, with the increasing slenderness ratio, the yield displacement increases, the bending failure characteristic is more obvious, and the hysteretic loops become stouter. The results obtained from the numerical analyses were compared with the experimental results. It was found that the numerical analysis results agree well with the experimental results.

도로포장 재료로서 폐콘크리트 재생골재의 활용성 연구 (Assesment of Applicability of Recycled Aggregates for Highway Pavement Materials)

  • 김광우;류능환;도영수;이상범
    • 한국도로학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.103-112
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    • 2001
  • 본 연구는 재생골재를 도로의 보조기층재료 및 포장용 콘크리트 골재로 사용하기 위하여 수행되었다. 우선 보조기층재료로서의 활용성 여부를 파악하기 위하여 실내다짐시험, CBR 시험, 평판재하시험을 수행하였으며, 콘크리트용 골재로의 활용성을 보기 위하여 재생골재 첨가비율을 0, 20, 40, 60, 80%로 하여 설계기준강도 $280kgf/cm^2$인 표층용 콘크리트를 제조하였다. 제조된 콘크리트로 굳지 않은 콘크리트 성질과 28일 양생 후 강도시험과 동결 융해에 따른 내구성 시험을 통해 폐콘크리트 재생골재의 활용성을 도로포장재료 측면에서 검토하였다. 실험결과 재생골재는 보조기층재료로서의 사용이 충분히 가능하며 표층용 콘크리트 골재로서 재생골재 첨가비율 40%까지 활용이 가능함을 알 수 있었다.

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박스 암거가 통과하는 콘크리트 포장의 줄눈 위치에 관한 연구 (A Study on Joint Position at Concrete Pavement with Box Culverts)

  • 박주영;손덕수;이재훈;정진훈
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.45-53
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    • 2012
  • 지중구조물 주위는 다짐이 잘 되지 않아 지반이 장기 침하하므로 콘크리트 포장 하부에 공동이 발생하기 쉬우며, 이로 인해 지지력이 저하되기 쉽다. 여기에 하중이 가해지면 설계 시 기대한 것보다 큰 응력이 도입되어 포장에 파손이 발생하고 수명이 감소하게 된다. 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로의 박스형 암거 상부 콘크리트 포장 슬래브의 파손을 조사하였다. 토피고가 다른 상행선과 하행선의 암거 위치에 발생한 슬래브의 횡방향 균열을 비교하였다. 시험도로의 횡방향 균열을 검증하기 위해 토피고가 없는 박스형 암거와 콘크리트 포장을 유한요소 방법으로 모형화하고 해석하였다. 포장의 자중을 고려하고 시험도로가 위치한 경기도 여주 지역 콘크리트 슬래브의 온도구배를 적용한 후 윤하중을 재하하였다. 각 하중조합에 대해 최대인장 응력이 발생하는 위치와 이때의 윤하중 위치를 찾아냈다. 이를 통해 최대인장응력을 감소시킬 수 있는 줄눈 위치를 찾아내고 암거 크기 별로 상부에 위치하는 슬래브의 적정 길이를 제안하였다.