• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.839-856
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• 2023

This work presents a simple four-unknown refined integral plate theory for mechanical and thermal buckling behaviors of functionally graded (FG) plates resting on Visco-Pasternak foundations. The proposed refined high order shear deformation theory has a new displacement field which includes indeterminate integral variables and contains only four unknowns in which any shear correction factor not used, with even less than the conventional theory of first shear strain (FSDT). Governing equations are deduced from the principle of minimum total potential energy and a Navier type analytical solution is adopted for simply supported FG plates. The Visco-Pasternak foundations is considered by adding the impact of damping to the usual foundation model which characterized by the linear Winkler's modulus and Pasternak's foundation modulus. The accuracy of the present model is demonstrated by comparing the computed results with those available in the literature. Some numerical results are presented to show the impact of material index, elastic foundation type, and damping coefficient of the foundation, on the mechanical and thermal buckling behaviors of FG plates.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권2호
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• pp.103-119
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• 2024

The present research investigates the thermodynamically bending behavior of FG sandwich plates, laying on the Winkler/Pasternak/Kerr foundation with various boundary conditions, subjected to harmonic thermal load varying through thickness. The supposed FG sandwich plate has three layers with a ceramic core. The constituents' volume fractions of the lower and upper faces vary gradually in the direction of the FG sandwich plate thickness. This variation is performed according to various models: a Power law, Trigonometric, Viola-Tornabene, and the Exponential model, while the core is constantly homogeneous. The displacement field considered in the current work contains integral terms and fewer unknowns than other theories in the literature. The corresponding equations of motion are derived based on Hamilton's principle. The impact of the distribution model, scheme, aspect ratio, side-to-thickness ratio, boundary conditions, and elastic foundations on thermodynamic bending are examined in this study. The deflections obtained for the sandwich plate without elastic foundations have the lowest values for all boundary conditions. In addition, the minimum deflection values are obtained for the exponential volume fraction law model. The sandwich plate's non-dimensional deflection increases as the aspect ratio increases for all distribution models.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권2호
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• pp.139-155
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• 2024

The piled raft foundations are subjected to lateral loading under the action of wind and earthquake loads. Their bearing behavior and flexural responses under these loadings are of prime concern for researchers and practitioners. The insufficient experimental studies on piled rafts subjected to lateral loading lead to a limited understanding of this foundation system. Lateral load sharing between pile and raft in a laterally loaded piled raft is scarce in literature. In the present study, lateral load-displacement, load sharing, bending moment distribution, and raft inclinations of the piled raft foundations have been discussed through an instrumented scaled down model test in 1 g condition. The contribution of raft in a laterally loaded piled raft has been evaluated from the responses of pile group and piled raft foundations attributing a variety of influential system parameters such as pile spacing, slenderness ratio, group area ratio, and raft embedment. The study shows that the raft contributes 28-49% to the overall lateral capacity of the piled raft foundation. The results show that the front pile experiences 20-66% higher bending moments in comparison to the back pile under different conditions in the pile group and piled raft. The piles in the piled raft exhibit lower bending moments in the range of 45-50% as compared to piles in the pile group. The raft inclination in the piled raft is 30-70% less as compared to the pile group foundation. The lateral load-displacement and bending moment distribution in piles of the single pile, pile group, and piled raft has been presented to compare their bearing behavior and flexural responses subjected to lateral loading conditions. This study provides substantial technical aid for the understanding of piled rafts in onshore and offshore structures to withstand lateral loadings, such as those induced by wind and earthquake loads.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권1호
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• pp.120-137
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• 2021

조선시대에는 5개의 궁궐이 있었다. 태조 4년(1395) 경복궁이 창건되고, 그 후 역사적 상황에 따라 창덕궁, 창경궁, 경운궁(덕수궁), 경덕궁(경희궁)이 추가로 중건되었다. 궁궐은 당대 최고의 건축을 대변한다고 할 수 있다. 또한 조선시대 궁궐은 수차례 중건과 소실을 반복하며 조선왕조 500여년 건축의 역사를 고스란히 담고 있다. 본고에서는 이러한 조선시대 5개 궁궐의 발굴 현황을 검토하여 건물의 기초인 건물지에 대해 연구하였다. 그 중에서도 특히 건물 기둥의 하중을 지탱하는 핵심 시설인 '적심(積心)'에 대한 분석을 통해 궁궐 건물지가 가지는 궁궐·시기별 특징을 파악하고자 하였다. 또한 적심의 편년을 통해 시기별 궁궐 건물 기초의 변화 양상을 확인하였다. 적심은 총 23개 형식이 확인되는데, 전반적으로 5개 궁궐 모두 I~V 형식의 일정한 적심 축조 방식을 가지고 있어 조선시대 궁궐 건물 기초 축조 방식에는 일정한 패턴이 있음을 확인할 수 있었다. 또한 14~17세기에는 일정하게 통일된 재료와 축조 방식(원형 잡석 적심(I-1))이 주를 이루다가 18세기 정조대를 기점으로 다소 다양해지는 양상을 새롭게 확인할 수 있었다. 이후 19세기 고종대에는 다양한 재료와 축조 방식으로 22가지 형식의 건물지 적심이 축조되는 것을 알 수 있었다. 그동안 궁궐 건물지 연구는 발굴조사가 많이 이루어진 경복궁 건물지가 주가 되어, 임진왜란 후 중건이 중단된 17~18세기 건물지의 편년을 확인할 수 없었다. 하지만 이번 연구를 통해 다른 궁궐의 건물지들을 함께 비교 검토함으로써 14세기 말~20세기 초 조선시대 전반에 걸친 궁궐 건물 기초 축조 방식의 시대적 흐름을 파악할 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.187-195
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• 2015

본 연구에서는 내재해형 플라스틱 온실과 유리온실의 기초에 대하여 인발저항력을 검토하기 위해 사질토 지반에서 실규모로 제작한 총 15개의 온실 기초를 이용하여 현장시험을 실시하였다. 그 결과, 대상 온실 기초의 최대인발저항력은 기초의 형태 및 규모가 서로 상이함에 따라 11.6 kN~82.4kN의 범위로 나타났다. 온실기초의 최대인발저항력 산정을 위해 제안된 이론식에 대하여 현장시험 결과를 이용하여 적용성을 검토한 결과 전반적으로 기존의 산정 이론식이 현장시험결과와 근접하는 수치를 제공하는 것으로 검토되었다. 다만, 본 연구에서 고려한 지반은 사질토 지반이며, 향후 점성토지반에 대하여 기존의 인발저항력 산정 이론식의 검증이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.261-271
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• 2003

본 연구에서는 다단계 하중 Falling Weight Deflectometer를 사용하여 도로기초의 상태를 평가하는 방법을 제시하였다. 응력의존 재료모델을 포함한 동적 유한요소법을 활용하여 가상의 처짐과 응력/변형률 데이터베이스를 구축하였다. 이러한 가상의 데이터베이스를 바탕으로 표면처짐 및 보조기층 또는 노상의 중요한 위치에서 발생하는 응력/변형률과의 관계를 제시하였다. 미국의 LTPP와 노스캐롤라이나 주도로국에서 실시한 FWD 처짐값, 동적관입시험 결과, 그리고 반복하중 탄성계수시험을 활용하여 평가방법을 개발하였다. 특히 본 연구는 FWD 하중크기가 상태평가 방법에 미치는 영향에 대하여 연구의 초점을 맞추었다. 연구결과, 구조적으로 수정된 보조기층 손상지수와 보조기층 곡률지수가 각각 보조기층과 노상토의 강성도 특성을 예측할 수 있는 좋은 인자들로 판단되었다. 66.7kN 또는 그 보다 작은 하중은 예측의 정밀도를 높이는데 부족하였다. 도로기초의 비선형 거동에 대한 연구결과, 다단계 하중으로부터 발생하는 처짐비는 도로기초 재료의 종류와 상태를 판단할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제40권
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• pp.105-135
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• 2007

지금까지 한국 고대 목탑에 대한 연구는 발굴조사와 사료를 통한 평면 배치계획, 사리장엄구, 복원 등에 중심을 두고 진행되어 왔다. 이에 비해 목탑의 기단 및 심초부 축조기법에 대한 연구는 상대적으로 미진하였던 것이 사실이다. 이에 본고에서는 지금까지 조사된 삼국시대 사찰 중 목탑지로 확인된 유구의 검토를 통해 각각 기단토 구축방법과 심초석의 형태, 안치 방법, 심주의 입주 등에 대하여 연구를 진행하였다. 그 결과 목탑지 기단 구축방법은 지상성토형 굴광판축형 지상삭토형으로 구분되며, 심초석은 지하(반지하)와 지상에 안치되는 형식으로 확인되었다. 또한 심초석의 위치가 지하에서 지상으로 상승함에 따라 심주의 위치도 변화를 보여주고 있다. 이러한 변화는 목조건물의 구조 변화에 따른 것으로 특히 7세기 백제 무왕(武王)대에 목탑이 대형화되는 사실을 알 수 있었다. 이렇게 대형화된 목탑의 조탑술은 신라 황룡사지 목탑, 일본 백제대사(百濟大寺) 목탑의 건립과 관련이 있는 것으로 추정할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.1-11
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• 2021

기존 육상풍력터빈의 리파워링 시 기존 기초를 재사용하기 위해서는 증가된 타워 직경 및 터빈 하중에 맞게 기존 기초를 재설계 및 보강하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 육상풍력터빈의 기초형식 중 가장 널리 사용되고 있는 확대기초의 재사용을 위해 기존 확대기초 위에 새로운 콘크리트 기초부를 증설하는 슬래브 확장 보강방법 및 앵커부 구조디테일에 대해 검토하였다. 그리고 앵커부 구조디테일에 따른 보강된 확대기초의 하중저항성능을 실험적으로 평가하였다. 실험결과, (1) 앵커부 철근 유무에 따라 내력이 30 % 이상 증가하였다. (2) 앵커링에 부착된 Pile-sleeve는 앵커링과 콘크리트 사이의 전단슬립거동을 방지하여 회전강성 증가에 기여하였다. (3) Slab connector는 신?구 콘크리트 분리 방지 및 일체화 거동을 향상시켜 내력 및 변형능력 증가에 기여하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.5-16
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• 2023

본 연구는 기초판의 연성률이 말뚝지지 전면기초에 미치는 영향을 해석적 연구와 수치해석으로 분석했다. 기초판의 연성률(K_R)과 선단지지 조건에 따른 말뚝과 기초판의 하중 분담률을 분석했다. 각각의 말뚝과 전체적인 응답은 3차원 유한 요소 해석법을 사용하여 분석했다. 본 연구에서 수직 하중이 증가하고 기초판의 연성률이 감소함에 따라 말뚝지지 전면기초의 하중분담비(α_pr)가 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 선단지지 말뚝을 사용하는 것보다 마찰말뚝을 사용하는 경우에 더 뚜렷하게 나타났다. 또한, 연성 기초판의 경우, 하중조건에 따른 말뚝 위치별 축력 분포경향은 큰 차이를 보이지 않았으나, 강성 기초판의 경우, 하중조건에 따라 외곽에 위치한 말뚝 두부 축력이 증가하는 경향을 보였다. 기초판의 침하는 연성 기초판 조건이 강성 기초판보다 더 크게 나타났으며, 이로 인해 연성 기초판 조건에서 하중분담비가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.95-103
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• 2024

세계 인구의 지속적인 증가와 주거 공간 부족에 대한 대응으로, 인류 거주 영역의 새로운 대안과 해양 환경의 활용 방향을 제시하기 위해, 해저 공간 개발에 대한 연구가 수행되고 있다. 석션 케이슨 기초는 해저 공간 개발을 위해 연구되고 있는 기초 유형 중 하나이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통해 해양 환경하에 조합하중이 가해진 석션 케이슨 기초의 파괴포락선을 산정하였다. 유한요소해석의 지반은 깊이에 따라 강도가 선형적으로 증가하는 점토 지반으로 가정하였으며, 점토의 구성모델로 von Mises 모델을 적용하였다. 전반적으로 파괴포락선의 형태는 기울어진 타원의 형태를 나타냈다. 깊이에 따른 비배수전단강도의 증가 추세가 커지는 경우, 파괴포락선은 장축과 단축의 비율은 유지되며 크기가 증가하였다. 길이 대 직경비가 다른 두 석션 케이슨 기초의 파괴포락선을 비교했을 때, 길이대 직경비가 증가함에 따라 석션 케이슨 기초의 파괴포락선의 장축과 단축의 비율이 증가하는 경향을 보였다. 본 해석 결과는 해양 환경에서 석션 케이슨 기초의 설계에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.