• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.100-107
• /
• 2018

초고강도 섬유보강 콘크리트 50M 합성 박스거더에 대한 재료적 비선형 및 기하학적 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 인장과 압축구역에서 구성방정식을 실험에 근거하여 모델링하였다. 비선형 유한요소해석의 정확성은 UHPFRC 50M 합성거더의 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 1.5% 체적대비 섬유혼입률, 135MPa 압축강도 및 18MPa 휨인장강도 특성을 가진 UHPFRC 50M 합성거더에 대한 휨실험이 수행되었다. 포스트텐션힘으로 결합된 UHPFRC 합성거더는 3개의 UHPFRC 분절 U거더와 고강도 철근콘크리트 슬래브로 구성되었다. Midas FEA를 사용하여 UHPFRC 거더 부분은 8개 절점을 가진 3차원 6면체 모델링을 하였고, 철근와 강연선은 2개 절점을 가진 선형 요소로 모델링하였다. Total strain crack 모델에 기반을 둔 압축 및 인장 다중 선형모델을 사용하여 구성방정식을 설정하였고 균열은 smeared crack model로 구성하였다. 철근과 강연선의 비선형성은 Von Mises 규준을 적용하였다. 비선형 정적해석은 Newton-Rhapson 기법의 수렴치를 사용한 점진적 반복기법을 사용하여 해를 수행하였다. 유한요소해석은 하중-변위관계, 중립축 변화관계 및 균열양상에 대하여 실험 결과와 수치 해석 결과를 비교하여 검증하였다. 하중-변위 관계는 실험 결과와 비교해볼 때 매우 정확한 결과를 보여주고 있다. 본 논문에서 수행한 비선형 유한요소해석법은 철근보강 포스트텐션닝 초고강도 섬유보강 합성 박스거더의 휨거동 해석에 만족한 결과를 보여주고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.389-398
• /
• 2010

교량용 HSB 고성능 강재를 적용한 정모멘트부 강합성거더의 휨저항강도를 모멘트-곡률 해석법으로 산정하고 일반 강재에 적용되는 AASHTO LRFD 조밀단면 휨저항강도 설계식에 의한 휨저항강도와 비교하여 기존 설계식의 적용성을 검토하였다. 다양한 연성특성을 갖는 2,391개 단면을 임의추출법으로 선정하고 재료 비선형 모멘트-곡률 해석 프로그램을 이용하여 이들 단면에 대한 휨저항강도를 구하였다. 합성단면을 구성하는 콘크리트 재료는 CEB-FIP 모델로, HSB600 및 HSB800 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. HSB 강재를 적용한 강합성거더 단면의 연성비와 콘크리트 바닥판의 압축강도에 따른 휨저항강도 특성을 분석하고 SM520-TMC 일반 강재를 적용한 경우와 휨저항강도를 비교하였다. 2,391개의 HSB600 강합성거더 단면의 휨저항강도를 분석한 결과, 기존 LRFD 휨저항강도 설계식을 적용할 수 있는 것으로 분석되었다. 반면에, HSB800 강재를 적용한 강합성거더의 경우에는 기존 LRFD 조밀단면 휨저항강도 설계식은 비안전측으로 평가되었으며, HSB800 강합성거더의 모멘트-곡률해석 결과에 근거한 새로운 정모멘트부 휨저항강도 산정식을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권12호
• /
• pp.5-15
• /
• 2022

이중 강-콘크리트 합성말뚝의 설계를 위한 지지력 평가 방법이 정립되지 않아 기존 강관말뚝 설계 지지력식이 활용되고 있다. 그러나 이들 설계식 간 지지력 예측 결과가 상이할 뿐만 아니라 일반적으로 가장 보수적인 결과를 채택하게 된다. 이러한 말뚝 지지력 평가방법은 설계의 신뢰성 및 경제성을 낮추게 된다. 본 논문은 수직하중을 받는 이중 강관 내 콘크리트 채움된 신형식 합성단면(DSCT) 말뚝의 역학적 거동을 수치해석적으로 조사하고, 여러 DSCT 말뚝 조건변화에 따른 연직지지력을 분석하였다. DSCT 말뚝 및 인접지반에 대한 축대칭 유한요소모델을 생성하였고, 이를 활용해 근입깊이, 말뚝 선단 채움재 강성, 말뚝 선단 채움재 높이, 기반암층 종류 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 해석결과를 말뚝 설계 실무에서 주로 사용하는 선단 지지력 평가식과 비교하여 합성말뚝에 대한 기존 강관말뚝 지지력 산정식의 활용 가능성을 검토하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2018

모래다짐말뚝은 연약 지반에 조립질 재료로 채워진 말뚝 형태의 치환재료 시공을 통해 지반의 안정성을 확보하기 위한 목적으로 활용되는 지반개량 공법이다. 육상 및 해상의 연약지반 개량을 목적으로 꾸준히 사용되고 있는 모래다짐말뚝의 거동 특성은 지반 조건, 설치 방법 및 시공 형태에 따른 치환율 등에 의해 결정된다. 그러므로 모래다짐말뚝의 지지력 및 거동특성에 따른 안정성을 확보하기 위해서는 기존의 설계 식뿐만 아니라 시공 현장의 특성 및 영향 인자 등을 고려해 종합적으로 검토되어야 할 필요가 있다. 본 논문에서는 모래다짐말뚝 시공 중 예상치 못한 말뚝의 과다 변위가 발생한 국내 현장의 호안 축조 현장조건을 바탕으로 수치해석을 수행하고, 모래다짐말뚝의 치환율에 따른 지반의 변위 특성을 기존 제안식과 비교하였다. 해석결과 모래다짐말뚝의 치환율이 증가하여도 호안 구조물의 수평변위가 교대 말뚝 변위의 기준값을 초과할 수 있는 것으로 나타났으며, 이러한 지반 치환율에 따른 구조물의 거동 특성은 기존의 모래다짐말뚝 지지력 산정식에는 반영되지 못함을 확인하였다. 그러므로 모래다짐말뚝 시공 후에는 현장 시공성 확인을 병행하여 SCP 복합지반의 안정성을 검토해야 할 것으로 나타났다.

• Composites Research
• /
• 제13권2호
• /
• pp.30-39
• /
• 2000

고급복합재료(advanced composite material)는 여러 가지 훌륭한 장점에도 불구하고 건설기술자에게는 그 이론이 너무 복잡하여 건설구조에 대한 응용이 지연되고 있다. [$\alpha$/$\beta$/$\beta$/$\gamma$/$\alpha$/$\alpha$/$\beta$]r, $\alpha$=-$\beta$, $\gamma$=$0^{\circ}$또는 $90^{\circ}$와 같은 몇 가지 배향각을 갖은 적층판은, r이 증가함에 따라, $B_{i,j}$ 강성이 0으로 접근한다(1995). 또한 건설구조물은 그 치수가 크고 r이 증가해도 지간 대 두께비가 충분히 커서, 횡방향 변형율($varepsilon_{xz}$, $varepsilon_{yz}$)의 영향이 무시될 수 있다. 이 경우 판의 지배방정식은 간단한 특별직교 이방성 판의 지배방정식으로 변화된다. 김덕현은 토목구조물에 흔히 적용될 수 있는 이러한 배향각을 가진 적층판의 지배방정식을 취급이 간단한 특별직교 이방성 판의 경우로 변경시킨 다음 해석을 더 간단히 진행할 수 있도록 기술자들이 유사 등방성 상수(quasi-isotropic constant)를 사용하여 낯익은 등방성판의 방정식으로 답을 구하고 그가 개발한 "수정계수(correction factor)"를 사용하여 "정확한"해를 구하는 방법을 발표한 바 있다(1991).이 논문에는 [$\alpha$/$\beta$/$\beta$/$\gamma$/$\alpha$/$\alpha$/$\beta$]r 배향각을 갖는 적층판을, 일반기술자들이 이해하기 쉬운 본 논문의 방법으로 해석하는 방법을 제시하고 기술자들의 참고자료로 사용될 수 있는 여러 가지 경우에 대한 고유진동수의 계산결과가 제공되고 있다. 고유진동수의 계산결과가 제공되고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제12권3호통권46호
• /
• pp.291-302
• /
• 2000

복합적층 구조물에서 복합재료는 그 자체의 높은 강성, 강도와 내구성등의 특성을 갖고 있을 뿐 아니라, 구조물의 역학적 특성에 따라 얼마든지 재료의 특성을 합리적으로 구성하여 배치할 수 있는 매우 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 복합적층경사판의 처짐에 관한 해석으로서 복합적층 경사판의 처짐을 나타내는 단일 4차 편미분방정식을 3개의 종속변수를 갖는 3원2차 연립방정식을 이용하여 해석하는 수치해석 법을 제시하였으며, 대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 역대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 비대칭 앵글-플라이 각도로 적층한 경우에 처짐과 단면력을 비교 검토하였다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.19-29
• /
• 2019

본 연구에서는 공동주택 지하주차장 상부슬래브 등 주로 수평부에 적용되는 아스팔트 매스틱 도막재의 누유하자 원인을 바탕으로 제품의 누유안정성 확보 여부를 평가할 수 있는 평가방법을 개발 및 제시하였다. 본 연구에서 제시한 평가방법의 신뢰성을 검증하기 위하여 실제 현장에서 누유 발생 이력이 있는 3개 제품을 대상으로 누유안정성 평가를 진행하였으며, 진행 결과, 실제 발생하는 누유하자의 재연이 가능한 것으로 확인되었다. 재연성에 대한 정량적 검증을 위해 평가 중에 발생한 누유 시료를 채취하여 회분(Filler)함량을 측정한 결과, 정상시료 대비 최대 약 64%가 저하된 것을 확인하였는데, 이는 선행연구에서 규명한 누유원인과 일치하는 결과로 확인하여, 평가방법의 신뢰성이 검증되었다 할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제12권8호
• /
• pp.33-38
• /
• 2011

현재 국내에서는 항만공사 등에서 안전측으로 70% 이상의 고치환율의 모래다짐말뚝(SCP)공법으로 설계 및 시공이 이루어지고 있는 실정이다. 그러나, 모래자원의 부족현상으로 인한 모래자원의 경제성을 극복하기 위하여 저치환율 모래다짐말뚝공법으로 대체가 요구되고 있는 실정이다. 모래다짐말뚝공법은 연약한 점성토 지반이나 사질토 지반을 개량하기 위하여 사용되고 있다. 점성토 지반의 SCP 설계 시에 가장 중요한 과제의 하나는 치환율에 따른 모래와 점토의 응력분담비를 결정하는 것이다. 본 연구에서는 모래다짐말뚝과 점성토로 이루어진 복합지반에서 치환율에 따라 응력분담비, 침하량을 파악하기 위하여 유한요소해석 프로그램을 사용하여 2차원 수치해석을 실시하였다. 해석결과, 치환율이 30%일때 응력분담비가 가장 크게 나타났고 침하량에 따른 응력분담비는 치환율이 높을수록 낮은 응력분담비를 보였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제23권5호
• /
• pp.585-596
• /
• 2017

Tubular joints have been widely used in offshore platforms and space structures due to their merits such as easy fabrication, aesthetic appearance and better static strength. For existing tubular joints, a grouted sleeve reinforced method was proposed in this paper. Experimental tests on five tubular T-joints reinforced with the grouted sleeve and two conventional tubular T-joints were conducted to investigate their mechanical behaviour. A constant axial compressive force was applied to the chord end to simulate the compressive state of the chord member during the tests. Then an axial compressive force was applied to the top end of the brace member until the collapse of the joint specimens occurred. The parameters investigated herein were the grout thickness, the sleeve length coefficient and the sleeve construction method. The failure mode, ultimate load, initial stiffness and deformability of these joint specimens were discussed. It was found that: (1) The grouted sleeve could change the failure mode of tubular T-joints. (2) The grouted sleeve was observed to provide strength enhancement up to 154.3%~172.7% for the corresponding un-reinforced joint. (3) The initial stiffness and deformability were also greatly improved by the grouted sleeve. (4) The sleeve length coefficient was a key parameter for the improved effect of the grouted sleeve reinforced method.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제44권3호
• /
• pp.371-388
• /
• 2022

The present study tackles the problem of forced vibration of imperfect axially functionally graded shell structure with truncated conical geometry. The linear and nonlinear large-deflection of the structure are considered in the mathematical formulation using von-Kármán models. Modified coupled stress method and principle of minimum virtual work are employed in the modeling to obtain the final governing equations. In addition, formulations of classical elasticity theory are also presented. Different functions, including the linear, convex, and exponential cross-section shapes, are considered in the grading material modeling along the thickness direction. The grading properties of the material are a direct result of the porosity change in the thickness direction. Vibration responses of the structure are calculated using the semi-analytical method of a couple of homotopy perturbation methods (HPM) and the generalized differential quadrature method (GDQM). Contradicting effects of small-scale, porosity, and volume fraction parameters on the nonlinear amplitude, frequency ratio, dynamic deflection, resonance frequency, and natural frequency are observed for shell structure under various boundary conditions.