• 제목/요약/키워드: Cross Sectional Stiffness

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Investigation on the flexural behaviour of ferrocement pipes and roof panels subjected to bending moment

  • Alnuaimi, A.S.;Hago, A.W.;Al-Jabri, K.S.;Al-Saidy, A.H.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제33권4호
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    • pp.503-527
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    • 2009
  • This paper presents experimental results on the behaviour and ultimate load of fifteen pipes and six roof panels made of ferrocement. Additional results from three roof panels, carried out by others, are also compared with this research results. OPC cement, natural sand and galvanised iron wire mesh were used for the construction of 20 mm thick specimens. The pipe length was 2 m and roof panel length was 2.1 m. The main variables studied were the number of wire mesh layers which were 1, 2, 3, 4 and 6 layers, the inner pipe diameter which were 105, 210 and 315 mm, cross sectional shape of the panel which were channel and box sections and the depth of the edge beam which were 95 mm and 50 mm. All specimens were simply supported and tested for pure bending with test span of 600 mm at mid-span. Tests revealed that increasing the number of wire mesh layers increases the flexural strength and stiffness. Increasing the pipe diameter or depth of edge beam of the panel increases the cracking and ultimate moments. The change in the pipe diameter led to larger effect on ultimate moment than the effect of change in the number of wire mesh layers. The box section showed behaviour and strength similar to that of the channel with same depth and number of wire mesh layers.

수직하중을 받는 Barrette 말뚝의 고유진동수 특성 (Natural Frequency Characteristics of Vertically Loaded Barrettes)

  • 이준규;고준영;최용혁;박구병;김재영
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권1호
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    • pp.39-48
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    • 2021
  • 본 논문에서는 정적 수직하중을 받는 barrette 말뚝의 고유진동수를 산정할 수 있는 해석모델을 제안하였다. 비균질 지반에 설치된 직사각형 마찰말뚝의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 지배방정식을 Runge-Kutta 법을 이용하여 수치적분하였고, 미분방정식의 고유치인 고유진동수는 Regula-Falsi 법을 이용하여 산정하였다. 말뚝의 고유진동수는 유한요소해석의 결과와 잘 일치하였다. 말뚝의 고유진동수를 증가시키는 말뚝변수는 단면형상비, 마찰저항비, 지반강성비이고, 감소시키는 말뚝변수는 마찰형상비, 세장비, 압축계수이다.

The effects of two different visual feedback exercise tools based on rehabilitative ultrasound imaging in the elderly

  • Shin, Jang-Hoon;Lee, Wan-Hee
    • Physical Therapy Rehabilitation Science
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    • 제9권4호
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    • pp.287-294
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    • 2020
  • Objective: This study aimed to investigate the effects of an ultrasound-based bar graph proportional to the quadriceps muscle thickness as a real-time visual feedback training tool in the elderly. Design: Cross-sectional study. Methods: Twenty-four elderly persons participated in this study and were randomly divided into three groups: oral training group (n=8, group 1), ultrasound imaging group (n=8, group 2), and graph group (n=8, group 3). In the pre condition, all participants performed maximal voluntary isometric contraction (MVIC) of the quadriceps with knee extension three times with oral training. In the post condition, group 1 performed MVIC of the quadriceps with oral training, group 2 performed MVIC of the quadriceps with real-time visual feedback using ultrasound imaging, and group 3 performed MVIC of the quadriceps with real-time visual feedback using a bar graph proportional to the quadriceps muscle thickness, three times for all groups. Muscle thickness, activity (mean, peak), tone, stiffness, logarithmic decrement, relaxation, and creep were measured in both conditions in all participants. Results: Visual feedback with a bar graph showed significant effects on muscle thickness, mean muscle activity, and peak muscle activity compared with oral training and visual feedback with ultrasound imaging (p<0.05). Conclusions: Isometric training of the quadriceps with real-time visual feedback using a bar graph proportional to the quadriceps muscle thickness may be more effective than other methods in improving muscle thickness and muscle activity. This study presented a tool that can help increase muscle thickness in the elderly.

한국 성인의 연령에 따른 혈압변화 양상과 고혈압 유병률 (The Age-Related Trend in Blood Pressure and the Prevalence of Hypertension in Korean Adults)

  • 이대택;이용수
    • 생명과학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.148-155
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    • 2012
  • 한국인의 연령에 따른 혈압변화와 고혈압 유병률 그리고 수축기(SBP)와 이완기(DBP)혈압 및 맥압(PP)의 변화양상을 횡단적으로 평가하였다. 지역보건소 건강검진 및 건강증진프로그램을 통해 진료된 대상자 6,570명(남2,809, 여 3,761)을 5 연령군(30, 40, 50, 60대 그리고 70세 이상)으로 구분하여 비교 분석하였다. SBP는 지속적으로 증가하였으며, 남자가 여자에 비해 높게 유지되었다. 그러나 60대 중반에서 역전되었다. DBP는 남자 30대부터 증가하여 40대에서 최고점을 이르렀다가 하강하였다. 여자는 4-50대까지 증가하다가 일정한 수준을 유지하였다. 남녀 모두에서 PP는 50대 이후 가파르게 증가하였다. 남자의 경우 특히 50대 이후의 연령과 관계한 혈압의 증가는 큰동맥의 굳어짐 현상이 가장 큰 공헌을 하는 것으로 보이며, 여성의 경우는 큰동맥굳어짐, 일회심박출량 또는 심실박출율과 같은 다양한 원인에 기인하는 것으로 평가된다. PP의 증가는 심장에 부담을 주게 되며 특히 50대 이후 남녀 모두에서 가파른 위험성이 예견된다. 이 연구에서는 남녀 모두에서 고혈압 발병률이 이전의 연구들에 비해 높게 나타나고 있다. 높은정상혈압을 고혈압 위험군에 포함시킨다면 고혈압 관리를 위한 대상자의 범위는 상당히 확장될 것으로 보인다.

GFRP 보강적층판 및 GFRP rod를 이용한 낙엽송 집성재 문형라멘 구조의 수평가력 성능평가 (Lateral Load Performance Evaluation of Larch Glulam Portal Frames Using GFRP-Reinforced Laminated Plate and GFRP Rod)

  • 정홍주;송요진;이인환;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.30-39
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    • 2016
  • 구조용 집성재 라멘 접합부에 일반적으로 사용되는 접합철물을 대신하여 단판과 Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP)를 복합시킨 GFRP 보강적층판과 삽입 접착형 GFRP rod를 접합물로 사용하여 낙엽송 집성재 문형라멘 구조의 수평가력 성능평가를 실시하였다. 실험결과 GFRP rod와 에폭시 접착제를 이용한 삽입 접착형 접합부는 기존의 접합철물을 이용한 실험체와 비교하여 항복내력, 종국내력, 초기강성이 각각 49%, 52%, 61% 낮게 측정되었다. 이러한 접합부는 GFRP rod와 집성재 간의 접착력이 중요한 내력 기구로 현장적용 시 문제가 발생할 수 있는 가능성이 크다고 판단된다. 반면, GFRP 보강적층판과 목재(Eucalyptus marginata)핀을 이용한 실험체는 집성재 슬릿 접합부의 단면적 손실이 큼에도 불구하고 항복내력, 종국내력, 초기강성, 소성률이 전부 3% 이내로 측정되었다. 게다가 사이클에 대한 강성변화율도 35%로 가장 낮게 측정되며 접합철물을 이용한 실험체와 거의 동등한 성능을 발휘한 것을 확인하였다.

볼트접합 앵글을 사용한 PSRC 합성기둥의 편심 압축실험 (Eccentric Axial Load Test of Prefabricated Composite Columns Using Bolt-connected Steel Angles)

  • 김현진;황현종;박홍근;김동관;양종민
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제29권3호
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    • pp.249-260
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    • 2017
  • 볼트접합 앵글을 사용한 선조립-SRC 합성기둥(이하 PSRC 합성기둥)의 구조성능을 평가하기 위하여 PSRC 기둥실험체 6개와 일반 SRC 기둥실험체 2개에 대하여 편심축 압축실험을 수행하였다. 횡보강재의 수직간격 및 단면형상과 축하중의 편심율을 실험변수로 고려하였다. 실험결과, 편심율이 큰 경우 PSRC 실험체는 단면 코너에 위치한 고강성 앵글로 인하여 압축하중 재하능력 및 변형능력이 기존 SRC 실험체보다 향상되었다. PSRC 기둥 실험체에서 횡방향 강판의 좁은 횡보강 간격과 Z형 단면의 횡방향 강판은 우수한 횡구속력을 제공하였으며, 하중재 하능력을 향상시켰다. 실험 및 수치해석을 통한 합성기둥의 휨 압축 강도는 현행설계기준에 의한 휨-압축 상관도를 상회하였다. 수치해석결과는 각 실험체의 강성, 최대강도, 최대하중 이후 강도감소거동을 비교적 잘 예측하였다.

퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨/전단거동에 관한 외연적 비선형 유한요소해석 연구 (Explicit Nonlinear Finite Element Analysis for Flexural/Shear Behavior of Perfobond FRP-Concrete Composite Beam)

  • 유승운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.771-776
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    • 2020
  • 본 연구에서는 천공된 웨브를 가진 FRP판을 거푸집 및 보강재로 활용한 퍼포본드 FRP-콘크리트 합성보의 휨/전단 거동 특성을 해석적인 방법으로 거동특성을 파악한다. 기존 실험결과와 비교하여 그 유용성을 입증하고 차후 실무에 활용하고자 한다. 본 사례와 같이 비선형성이 매우 큰 경우에는 외연적 방법에 의한 비선형 유한요소해석이 효과적일 것이다. 본 연구에서 채택한 콘크리트손상소성(concrete damage plasticity: CDP)모델은 콘크리트의 비선형적 거동을 적절히 모사할 수 있는 것으로 사료되며, 모델에서 필요한 여러 변수 인자의 결정은 실험결과와 비교하여 연구에서 사용한 값들을 추천하나, 보다 다양한 케이스에 대한 검토 및 조정이 필요할 것이다. 웨브가 천공된 합성보의 퍼포본드의 효과는 초기강성의 확보 측면에서 다소 효과가 있는 것으로 판단되나 정점에서의 경우 단면 손실과 결합력 증진 효과를 적절히 안배해야 할 것으로 사료된다. FRP 판과 콘크리트의 미끄러짐 등의 접촉문제는 초기 강성이 실험결과보다 다소 크게 나타난 이유 중에 하나라 판단되며 정점 이후 콘크리트와 FRP 의 분리문제 등이 실험결과와 다소 차이를 보인 원인으로 생각한다.

축방향 압축을 받는 폐단면리브로 보강된 복합적층판의 좌굴 해석연구 (Buckling Analysis of Laminated Composite Plates Longitudinally Stiffened with U-Shaped Ribs)

  • 최병호;최수영;박상균
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제3권1호
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    • pp.29-34
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    • 2012
  • 압축을 받는 복합적층판의 보강을 위해 폐단면리브를 적용하는 것이 효과적이나, 적정 크기나 최적 두께에 대한 충분한 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 폐단면리브 단면 제원에 따른 복합적층판의 압축좌굴 거동에 대한 영향이 우선 검토되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 직교이방성 $[(0^{\circ})_4]_s$와 Cross-ply $[(0^{\circ}/90^{\circ})_2]_s$ 적층단면을 각각 고려하여 U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 수치해석적으로 검토하였다. 구조부재로써 적용성을 고려하여 U리브 단면 모델을 선정하였고 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 U리브 적층두께에 따른 고유치 해석을 실시하였다. U리브와 같은 폐단면 보강재를 적용한 복합적층판에서는 단순지지 조건의 판좌굴 강도에 비해 상승효과가 있음이 본 연구의 수치해석 결과로부터 입증되었으며 본 해석연구 대상 모델에 대해 U리브 최적 적층두께를 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 향후 U리브의 최적 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

강구조에서 ㄱ형강을 이용한 반강접 접합의 간편 설계 (A Study on the Simple Design Method of Semi-Rigid Connection with Angle in Steel Structure)

  • 허명재;김홍근;최원구
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.261-273
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    • 2011
  • 최근에는 건축물의 대형화, 고층화라는 시대적인 흐름과 요구로 인해서 철골 구조의 수요가 급증하고 있다. 일반적인 철골 구조의 해석은 접합부를 강접합과 단순접합으로 가정하여 수행되고 있는데, 강접합(Fixed connection)의 경우에는 절점에 연결된 각 부재의 변형 전 상대적인 각도가 변형 후에도 그대로 유지된다고 가정하므로 접합부가 충분한 강성을 발휘하고 안정성을 확보하도록 패널존 부분에 스티프너로 보강을 한다. 하지만 인건비 상승과 함께 강접 접합부의 제작비가 과도해짐으로 경제성 측면에서 스티프너 보강을 생략한 접합부의 필요성이 증가하고 있다. 반면, 단순접합(Pinned connection)의 경우에는 단순보처럼 거동하여 보와 기둥 사이에 휨모멘트가 전달되지 않는다고 가정한다. 이는 공장제작이 간단하고, 시공이 간편한 장점이 있으나 접합부에서 모멘트를 전달할 수 없어서 구조적인 효율이 떨어지는 단점이 있다. 반강접의 도입은 단면치수 결정의 효율성을 증대하고, 현장에서의 부재조립 용이성, 골조 전체의 안전성 확보 등의 이점이 있어서 외국의 경우, 보-기둥 접합부의 실제적인 거동을 파악하기 위해서 계속적인 노력을 해왔고 그 결과를 규준에 적용하고 있다. 본 논문은 미국 AISC의 LRFD 설계규준을 참고하여 국내 강재를 적용한 반강접의 구조해석을 실시해서 각 강재에 대한 자료은행을 만들 것이고 이상화된 접합부의 구조해석 결과와 비교하여 경제성 측면, 단부 고정계수, 회전강성과 함께 반강접을 고려한 구조물의 설계 방안을 제시 하고자 한다.

Stochastic finite element based seismic analysis of framed structures with open-storey

  • Manjuprasad, M.;Gopalakrishnan, S.;Rao, K. Balaji
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제15권4호
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    • pp.381-394
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    • 2003
  • While constructing multistorey buildings with reinforced concrete framed structures it is a common practice to provide parking space for vehicles at the ground floor level. This floor will generally consist of open frames without any infilled walls and is called an open-storey. From a post disaster damage survey carried out, it was noticed that during the January 26, 2001 Bhuj (Gujarat, India) earthquake, a large number of reinforced concrete framed buildings with open-storey at ground floor level, suffered extensive damage and in some cases catastrophic collapse. This has brought into sharp focus the need to carry out systematic studies on the seismic vulnerability of such buildings. Determination of vulnerability requires realistic structural response estimations taking into account the stochasticity in the loading and the system parameters. The stochastic finite element method can be effectively used to model the random fields while carrying out such studies. This paper presents the details of stochastic finite element analysis of a five-storey three-bay reinforced concrete framed structure with open-storey subjected to standard seismic excitation. In the present study, only the stochasticity in the system parameters is considered. The stochastic finite element method used for carrying out the analysis is based on perturbation technique. Each random field representing the stochastic geometry/material property is discretised into correlated random variables using spatial averaging technique. The uncertainties in geometry and material properties are modelled using the first two moments of the corresponding parameters. In evaluating the stochastic response, the cross-sectional area and Young' modulus are considered as independent random fields. To study the influence of correlation length of random fields, different correlation lengths are considered for random field discretisation. The spatial expectations and covariances for displacement response at any time instant are obtained as the output. The effect of open-storey is modelled by suitably considering the stiffness of infilled walls in the upper storey using cross bracing. In order to account for changes in soil conditions during strong motion earthquakes, both fixed and hinged supports are considered. The results of the stochastic finite element based seismic analysis of reinforced concrete framed structures reported in this paper demonstrate the importance of considering the effect of open-storey with appropriate support conditions to estimate the realistic response of buildings subjected to earthquakes.