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지중에 근입된 콘크리트전주의 실물 수평재하실험에 의한 수평토압과 변위특성 (Lateral Earth Pressures and Displacements through Full Scaled Lateral Loading Test of Concrete Electric Pole Embedded in Ground)

  • 안태봉
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.43-51
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    • 2011
  • 연약지반에 시공하는 많은 콘크리트전주가 외부하중으로 전도파괴가 발생하는데 본 연구에서는 실물인장실험을 실시하고 근가위치, 근가깊이, 근가개수, 전주근입깊이를 달리하면서 전주에 작용하는 수평토압을 분석하였다. 실물실험은 10가지 종류로 나누어 실험한 결과 수평토압은 전주 근입깊이가 클수록 커지고 하부수동영역이 길어지는 것으로 나타났다. 근가 설치위치가 깊을수록 하부수동영역 토압이 감소된다. 변위는 근가의 위치 및 수량, 전주기초의 근입깊이에 따라 뚜렷한 차이를 나타냈다. 초기하중 재하 시 상부에서 굴절된 양상을 보이다 점증하중에 따라 전주의 중앙부로 굴절의 양상이 전이되었다. 근가위치는 G.L(-) 0.5m인 상태에서 전주기초 깊이 1.3m를 추가로 근입 시 최대 수평변위는 약 1.6배의 감소를 보여 전주의 안정성이 증가하였다.

A two-stage Kalman filter for the identification of structural parameters with unknown loads

  • He, Jia;Zhang, Xiaoxiong;Feng, Zhouquan;Chen, Zhengqing;Cao, Zhang
    • Smart Structures and Systems
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    • 제26권6호
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    • pp.693-701
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    • 2020
  • The conventional Kalman Filter (KF) provides a promising way for structural state estimation. However, the physical parameters of structural systems or models should be available for the estimation. Moreover, it is not applicable when the loadings applied to the structures are unknown. To circumvent the aforementioned limitations, a two-stage KF with unknown input approach is proposed for the simultaneous identification of structural parameters and unknown loadings. In stage 1, a modified observation equation is employed. The structural state vector is estimated by KF on the basis of structural parameters identified at the previous time-step. Then, the unknown input is identified by Least Squares Estimation (LSE). In stage 2, based on the concept of sensitivity matrix, the structural parameters are updated at the current time-step by using the estimated structural states obtained from stage 1. The effectiveness of the proposed approach is numerically validated via a five-story shearing model under random and earthquake excitations. Shaking table tests on a five-story structure are also employed to demonstrate the performance of the proposed approach. It is demonstrated from numerical and experimental results that the proposed approach can be used for the identification of parameters of structure and the external force applied to it with acceptable accuracy.

Flexural bearing capacity and stiffness research on CFRP sheet strengthened existing reinforced concrete poles with corroded connectors

  • Chen, Zongping;Song, Chunmei;Li, Shengxin;Zhou, Ji
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제9권1호
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    • pp.29-42
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    • 2022
  • In mountainous areas of China, concrete poles with connectors are widely employed in power transmission due to its convenience of manufacture and transportation. The bearing capacity of the poles must have degenerated over time, and most of the steel connectors have been corroded. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) offers a durable, light-weight alternative in strengthening those poles that have served for many years. In this paper, the bearing capacity and failure mechanism of CFRP sheet strengthened existing reinforced concrete poles with corrosion steel connectors were investigated. Four poles were selected to conduct flexural capacity test. Two poles were strengthened by single-layer longitudinal CFRP sheet, one pole was strengthened by double-layer longitudinal CFRP sheets and the last specimen was not strengthened. Results indicate that the failure is mainly bond failure between concrete and the external CFRP sheet, and the specimens fail in a brittle pattern. The cross-sectional strains of specimens approximately follow the plane section assumption in the early stage of loading, but the strain in the tensile zone no longer conforms to this assumption when the load approaches the failure load. Also, bearing capacity and stiffness of the strengthened specimens are much larger than those without CFRP sheet. The bearing capacity, initial stiffness and elastic-plastic stiffness of specimen strengthened by double-layer CFRP are larger than those strengthened by single-layer CFRP. Weighting the cost-effective effect, it is more economical and reasonable to strengthen with single-layer CFRP sheet. The results can provide a reference to the same type of poles for strengthening design.

이동 질량 효과를 고려한 연속 보의 보행하중 진동 유한요소 해석 (Finite Element Analysis of Continuous Beam Vibration under Pedestrian Loading Considering Moving Mass Effect)

  • 박원석
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.309-316
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    • 2022
  • 이 논문에서는 이동하는 질량체의 연직 방향에 대한 관성 효과를 고려하여 보의 진동을 해석할 수 있는 유한요소해석 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 정밀한 상호작용 해석을 요하지 않는 경우에 계산의 효율성을 높이는 방법으로서, 이동하는 질량체의 관성 효과를 운동방정식에 연계시키고 질량체와 보의 상호작용력은 외부 하중으로만 고려한다. 범용 유한요소해석 소프트웨어인 Abaqus를 이용하여 시간 영역 해석을 수행하고 보의 절점과 이동하는 강체 질량의 절점 변위를 다지점 구속조건으로 연계하여 해석하는 방법을 제시하였다. 기존 해석적 방법에 의한 해와 비교하여 제안하는 방법을 검증하고 보행하중 모델을 이용한 이동 보행 하중해석에서 보행자의 질량 효과를 살펴보기 위한 간단한 연속 보 모델에 대한 해석 결과를 제시하였다.

선박 복원 성능 평가를 위한 실시간 데이터 수집 및 DTW 적용에 대한 연구 (A Study for Real-time Data Collection and Application of DTW for Evaluation Ship Stability)

  • 우정훈;석호준;심승;조준래;조득재;백종화;정재룡
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
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    • pp.206-207
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    • 2023
  • 지능형 해상교통정보서비스는 해상교통 안전을 위한 서비스들을 제공하고 있지만, 선박들의 제원과 적재량 차이로 인해 선박 복원력 이상 판단 방법은 일반화하지 못하였다. 이번 연구에서는 선박 복원성 계산을 위한 경사계 및 GPS 데이터의 수집, 가공 방법을 정립하였다. 또한 실 해역의 기상요인을 반영하지 못하는 근사적 GM 계산에서 벗어나, 각기 선박 특성 및 외력을 반영할 수 있는 데이터 과학 알고리즘을 통해 선박 운항 상태를 실시간 판별할 수 있는 모델을 연구하였다.

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Service life evaluation of HPC with increasing surface chlorides from field data in different sea conditions

  • Jong-Suk Lee;Keun-Hyeok Yang;Yong-Sik Yoon;Jin-Won Nam;Seug-Jun Kwon
    • Advances in concrete construction
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    • 제16권3호
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    • pp.155-167
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    • 2023
  • The penetrated chloride in concrete has different behavior with mix proportions and local exposure conditions, even in the same environments, so that it is very important to quantify surface chloride contents for durability design. As well known, the surface chloride content which is a key parameter like external loading in structural safety design increases with exposure period. In this study, concrete samples containing OPC (Ordinary Portland Cement), GGBFS (Ground Granulated Blast Furnace Slag), and FA (Fly Ash) had been exposed to submerged, tidal, and splash area for 5 years, then the surface chloride contents changing with exposure period were evaluated. The surface chloride contents were obtained from the chloride profile based on the Fick's 2nd Law, and the regression analysis for them was performed with exponential and square root function. After exposure period of 5 years in submerged and tidal area conditions, the surface chloride content of OPC concrete increased to 6.4 kg/m3 - 7.3 kg/m3, and the surface chloride content of GGBFS concrete was evaluated as 7.3 kg/m3 - 11.5 kg/m3. In the higher replacement ratio of GGBFS, the higher surface chloride contents were evaluated. The surface chloride content in FA concrete showed a range of 6.7 kg/m3 to 9.9 kg/m3, which was the intermediate level of OPC and GGBFS concrete. In the case of splash area, the surface chloride contents in all specimens were from 0.59 kg/m3 to 0.75 kg/m3, which was the lowest of all exposure conditions. Experimental constants available for durability design of chloride ingress were derived through regression analysis over exposure period. In the concrete with GGBFS replacement ratio of 50%, the increase rate of surface chloride contents decreased rapidly as the water to binder ratio increased.

Comparison study between recovered carbon black and commercial carbon black filled epoxy conductive materials

  • Huai M. Ooi;Pei L. Teh;Cheow K. Yeoh;Wee C. Wong;Chong H. Yew;Xue Y. Lim;Kai K. Yeoh;Nor A. Abdul Rahim;Chun H. Voon
    • Advances in materials Research
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    • 제13권3호
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    • pp.221-232
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    • 2024
  • Waste tire management and recycling have grown to be significant issues because they bring up a global environmental concern. Thus, turning recycled waste tires into useful products may help tackle the environmental issue. This research aims to study and compare the effect of recycled carbon black (rCB) and commercial carbon black (CB) at certain 15 vol. % of filler loading on the mechanical, thermal, morphology and electrical properties of epoxy/CB composites. For this project, epoxy resin, diethyltoluenediamine (DETDA), recovered carbon black (rCB) and commercial carbon black (CB) graded N330, N550, N660 and N774 were mixed and compared accordingly to the formulation determined. The CB content was dispersed in the epoxy matrix using the mechanical mixing technique. The distribution and dispersion of CB in the epoxy matrix affect the characteristics of the conductive composites. rCB content at 15 vol% was selected at fixed content for comparison purposes due to the optimum value in electrical conductivity results. The flexural strength results followed the sequence of rCB>N774>N660>N550>N330. As for electrical conductivity results, epoxy/N330 exhibited the highest conductivity value, while the others achieved a magnitude of X10-3 due to the highest external surface area of N330. In terms of thermal stability, epoxy/N330 and epoxy/N774 were slightly more stable than epoxy/rCB.

터널 숏크리트 응력계의 성능검증과 신뢰성 시험 연구 (Performance Verification and Reliability Test of Tunnel Shotcrete Stressmeter)

  • 김영배;박영배;이성원;이강일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.113-126
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    • 2024
  • NATM 터널에서 숏크리트의 응력측정은 계측기기의 신뢰도를 검증할 방법, 절차, 규정 등에 관한 연구 부족으로 인해 터널현장에서는 성능검증 없이 숏크리트 응력계가 설치 및 관리되고 있다. 본 연구에서는 일체형 및 셀타입 숏크리트 응력계의 외관검사, 구조·기능검사를 통해 불량 원인 및 문제점을 파악하고, 성능검사는 1차 시험으로 센서에 직접 하중을 재하하는 방식으로 하고, 셀타입 숏크리트 응력계는 KOLAS인증을 받은 성능검증장치를 국내 최초로 개발하여 성능검사를 실시하였다. 2차 시험으로 콘크리트 몰드시험을 통하여 일체형 및 셀타입 숏크리트 응력계의 구조적인 문제점을 파악하고 개선방안과 성능검증 절차를 제시하였다. 본 연구는 향후 숏크리트 응력계의 성능검증을 위한 규정 마련과 현장에서 계측기기를 선정하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

조임회전력이 임플랜트-지대주 나사 연결부의 안정성에 미치는 영향 (Influence of Tightening Torque on Implant-Abutment Screw Joint Stability)

  • 신현모;정창모;전영찬;윤미정;윤지훈
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.396-408
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    • 2008
  • 연구목적: 임플랜트 치료에서 가장 흔히 발생하는 기계적 문제점 중 하나는 나사의 풀림이다. 지대주 나사에 조임회전력을 가하는 목적은 나사를 신장시켜, 신장된 나사의 인장력에 의한 지대주와 고정체간의 압축력을 통해 연결부의 안정성을 부여하는 데 있다. 조임 회전력의 결과로 나타나는 전하중의 크기는 다양한 요소에 의해 영향을 받기 때문에, 동일한 조임회전력을 적용하였다 할지라도 임플랜트 시스템의 종류에 따라 전하중의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 지대주 나사 연결부의 안정성을 위한 다양한 임플랜트 시스템의 적정 조임회전력 크기에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 external butt joint와 두 가지 internal cone 연결형태를 갖는 임플랜트 시스템들에서 지대주 나사의 조임회전력이 임플랜트-지대주 나사 연결부의 안정성에 미치는 영향을 하중 전후의 풀림회전력 측정을 통해 알아보고자 하였다. 연구재료 및 방법: External butt joint 형태를 가지는 US II 시스템과 $8^{\circ}$ internal cone 연결형태의 SS II 및 $11^{\circ}$ internal cone 연결형태의 GS II 시스템에서 20 Ncm, 30 Ncm, 그리고 40 Ncm의 각기 다른 조임회전력을 적용한 후 초기 풀림회전력 및 상실률과 $10^5$회의 반복하중 후의 풀림회전력 및 상실률을 비교 분석하였다. 연구결과 및 결론: 1. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력은 조임회전력의 크기가 증가할수록 크게 나타났다 (P < .05). 2. 초기 풀림회전력 상실률은 SS II 시스템에서는 조임회전력 크기에 따른 차이가 없었으나 (P > .05), GS II와 US II에서는 20 Ncm 보다 40Ncm의 조임회전력에서 더 낮게 나타났다 (P < .05). 3. 하중 후 풀림회전력 상실률은 세 시스템 모두 30 Ncm의 조임회전력을 가했을 때 가장 낮게 나타났다 (P < .05). 4. 하중 후 풀림회전력 상실률은 SS II, GS II, 그리고 US II 순으로 높아지는 경향을 보였다. 5. 초기 풀림회전력과 하중 후 풀림회전력 상실률 간에는 상관관계가 없었다 (P > .05). 이상의 결과로부터 임플랜트 시스템의 종류뿐만 아니라 조임회전력의 크기 또한 지대주 나사의 풀림회전력 상실에 영향을 준다는 것을 알 수 있다. 따라서 임플랜트-지대주 나사 연결부 안정성 유지를 위해서는 임플랜트 시스템마다 적정 조임회전력이 제시되어야 하고, 또한 임상에서 이를 준수하는 것이 매우 중요하다고 생각된다.

휠체어 추진속도 및 등받이 경사각도에 따른 둔부 압력 변화 특성 (Characteristics of the Buttock Interface Pressure According to Wheelchair Propulsion Speed and Various Back Reclined Seating Position)

  • 권혁철;공진용
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.1-10
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    • 2005
  • Pressure ulcers are serious complications of tissue damage that can develop in patients with diminished pain sensation and diminished mobility. Pressure ulcers can result in irreversible tissue damage caused by ischemia resulting from external loading. There are many intrinsic and extrinsic contributors to the problem, including interface tissue pressure, shear, temperature, moisture, hygiene, nutrition, tissue tolerance, sensory and motor dysfunction, disease and infection, posture, and body support systems. The purposes of this study were to investigate the relationship between buttock interface pressure and seating position, wheelchair propulsion speed. Seated-interface pressure was measured using the Force Sensing Array pressure mapping system. Twenty subjects propelled wheelchair handrim on a motor-driven treadmill at different velocities (40, 60, 80 m/min) and seating position used recline ($100^{\circ}$, $110^{\circ}$, $120^{\circ}$) with a wheelchair simulator. Interface pressure consists of average (mean of the pressure sensor values) and maximum pressure (highest individual sensor value). The results of this study were as follows; No significant correlation in maximum/average pressure was found between a static position and a 40 m/min wheelchair propulsion (p>.05). However, a significant increase in maximum/average pressure were identified between conditions of a static position and 60 m/min, and 80 m/min wheelchair propulsion (p<.05). No significant correlation in maximum pressure were found between a $90^{\circ}$ recline (neutral position) and a $100^{\circ}$, $110^{\circ}$, or $120^{\circ}$ recline of the wheelchair back (p>.05). No significant difference in average pressure was found between conditions of a $90^{\circ}$ recline and both a $100^{\circ}$ and $110^{\circ}$ recline of wheelchair back. However, a significant reduction in average pressure was identified between conditions of a $90^{\circ}$ and $120^{\circ}$ recline of wheelchair back (p<.05). This study has shown some interesting results that reclining the seat by $120^{\circ}$ reduced average interface pressure, including the reduction or prevention in edema. And interface pressure was greater during dynamic wheelchair propulsion compared with static seating. Therefore, the optimal seating position and seating system ought to provide postural control and pressure relief. We need an education on optimal seating position and a suitable propulsion speeds for wheelchair users.

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