Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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v.24
no.2
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pp.29-35
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1987
As offshore activities move into deeper ocean, conventional fixed-base platforms drastically increase in size and cost, One of alternatives available is a guyed tower, in which environmental loads are supported by guylines instead of structural members. The guying system of the guyed tower is designed on one hand to be stiff enough to limit the structural displacement in normal operations, but on the other hand to be soft enough to permit large slow sways during the presence of design-level storms. This compliancy provides an efficient means of withstanding harsh environment so that the disproportionate increase in size of deep water platforms can be kept to a rational limit. Novel configurations contain always some degrees of potential risks mainly due to the lack of experience. The most critical hazard inherent to a guyed tower may be the pullout of anchor piles. Once it happens, the guyline fails to function and it may eventually lead to the total collapse of the system. It is the aim of this paper to discuss and quantify the anchor-pullout risk of a guyed tower. A stochastic analysis is made for evaluating the first-upcrossing probability of the tension acting on anchor piles over the uplift capacity. Nonlinearities involved in the mooring stiffness and hydrodynamics are taken into account by using time-domain analysis. A simplified two dimensional dynamic model is developed to exemplify the underlying concept. Real hurricane data in the Gulf of Mexico spanning over 70 years are incorporated in a numerical example of which result clearly indicates highly potential risk of anchor pullout.
Precast concrete elements in accelerated bridge construction (ABC) extends from superstructure to substructure, precast pile foundation has proven a benefit for regions with fragile ecological environment and adverse geological condition. There is still a lack of knowledge of the seismic behavior and performance of the precast pile foundation. In this study, a 1/8 scaled model of precast pile foundation with elevated cap is fabricated for quasi-static test. The failure mechanism and responses of the precast pile-soil interaction system are analyzed. It is shown that damage occurs primarily in precast pile-soil interaction system and the bridge pier keeps elastic state because of its relatively large cross-section designed for railways. The vulnerable part of the precast pile with elevated cap is located at the embedded section, but no plastic hinge forms along the pile depth under cyclic loading. Hysteretic curves show no significant strength degradation but obvious stiffness degradation throughout the loading process. The energy dissipation capacity of the precast pile-soil interaction system is discussed by using index of the equivalent viscous damping ratio. It can be found that the energy dissipation capacity decreases with the increase of loading displacement due to the unyielding pile reinforcements and potential pile uplift. It is expected to promote the use of precast pile foundation in accelerated bridge construction (ABC) of railways designed in seismic regions.
In the west coast, south coast, and river basin, the use of geotextile mats has been increasing to improve the soft ground for making industrial facilities space and farmland. As an initial step to improve the vast and soft ground, the geotextile mats are laid and bonded to increase the bearing capacity of the wide ground for supporting construction equipment. Seam strength of geotextile mats exert a force only about 50% of the tensile strength of the fabric, which causes problems such as uplift and sinking in the soft ground. In this study, various types of geosynthetic matting techniques were investigated and the tensile strength of each method was compared and analyzed. Numerical analysis shows that stress increment in the ground due to the overburden load decreases when the seam strength of the geosynthetics mats is increased. When the seam strength was increased to 60, 70 and 80%, the bearing capacity of ground by geotextile mat was increased.
The reliable estimation of pile bearing capacity is essential for the improvement of the re- liability and the cost-effectiveness of the design. There have been numerous pile bearing capacity prediction methods proposed up to now, however, execpt for the estimation made from the result of the pile loading test, not one method is appropriate for the reliable prediction. Due to the considerable time and expenses required to carry out the pile loading test, the test has seldom been utilized. The development of Simple Pile Loading Test(SPLT) which utilizes the pile skin friction as the required reaction force to cause the pile tip settlement, provides a solution to perform more pile loading tests and consequently a more economical pile design is possible. The separate measurement of skin friction and tip resistance during the course of performing SPLT provides a better understanding of the pile behavior than the result of the conventional pile loading test where only the total resistance is measured. On the other hand, there are some points to be clarified in order to apply the test results of SPLT to practical problem. They are the direction of the applied load to mobilize the skin friction and the use of reduced sized sliding core. In this research, both the SPLT and the conventional pile loading test on 406mm diameter steel pipe pile have been performed. From the result, it would be safe to use the measured SPLT skin friction value directly in the design, since the value is somewhat lower than the value measured in the conventional test. It is further assumed that the tip resistance value of the reduced sized sliding core should properly be analysed by taking the incluonce of scale effect into consideration.
An emergy analysis of the main energy flows driving the economy of humans and life support systems was made including environmental energies, fuels, and imports, all expressed as solar emjoules. The total emergy use (4, 373 E20 sej/yr) is 90 per cent from imported sources, fuels and goods and services. The emergy flows from the environment are modest, because the share of global inputs such as ruin and geological uplift flux is modest. Consequently, the ratio of outside investment to attracting natural resources is already large, like other industrialized countries. The population level is already in excess of carrying capacity. The emergy use per person in Korea indicates a moderate emergy standard of living, even though the indigenous resource is very poor. If the present economy were running entirely on stored reserves of fuels, soils, woods, etc., it would last about 2 years. Its carrying capacity for steady state on its renewable sources is only 3.3 million people, compared to 43.3 million in 1991. Continued availability of foreign oil at a favorable balance of emergy trade, currently about 7 to 1 net emergy, is the basis for present economic activity and must decrease as the net emergy of foreign oil purchased goes down. Close economic integration with Middle East may determine how long this is possible in the future.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.14
no.7
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pp.3502-3507
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2013
If a sky-bridge is rigidly connected to adjacent buildings, the irregularity of the connected structures is increased resulting in providing a worse seismic behavior. Therefore, a friction pendulum system (FPS) or lead rubber bearing (LRB) is frequently used for the connection system between a sky-bridge and building structures. These connection systems should be carefully designed to prevent a skyfall of a sky-bridge subjected to severe seismic loads. In this paper, the inevitable structural design procedures for a sky-bridge connection system using a friction pendulum system without uplift resistance capacity have been investigated. To this end, Nuri Dream Square building structure is used as a example structure. The structural design process of a friction pendulum system for fail safe of a sky-bridge has been proposed in this paper by evaluating structural responses of the sky-bridge and building structures subjected to earthquake loads.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.33
no.1
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pp.101-113
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2013
This paper intends to develop mechanical analysis models that are able to predict complete nonlinear behavior in the bolted connector subjected to cyclic loads. In addition, experimental data which were obtained from loading tests performed on the T-stub connections are utilized to validate the accuracy of analytical prediction and the adequacy of numerical modeling. The behavior of connection components including tension bolt uplift, bending of the T-stub flange, stem elongation, relative slip deformation, and bolt bearing are simulated by the multi-linear stiffness models obtained from the observation of their individual force-deformation mechanisms in the connection. The component springs, which involve the stiffness properties, are implemented into the simplified joint element in order to numerically generate the behavior of full-scale connections with considerable accuracy. The analytical model predictions are evaluated against the experimental tests in terms of stiffness, strength, and deformation. Finally, it can be concluded that the mechanical models proposed in this study have the satisfactory potential to estimate stiffness response and strength capacity at failure.
Recent seismic events occurred in Italy (Emilia-Romagna 2012, Abruzzo 2009) and worldwide (New Zealand 2010 and 2011) highlighted some of the weaknesses of precast concrete industrial buildings, especially those related to the connecting systems traditionally employed to fasten the cladding panels to the internal framing. In fact, one of the most commons fails it is possible to observe in such structural typologies is related to the out-of-plane collapse of the external walls due to the unsatisfactory behaviour of the connectors used to join the panels to the perimeter beams. In this work, the strengthening of a traditional industrial building, assumed as a case study, made by precast reinforced concrete is proposed by the adoption of a dual system allowing the reinforcement of the structure by acting both internally; by pendular columns and, externally, on the walls. In particular, traditional connections at the top of the walls are substituted by devices able to work as a slider with vertical axis while, the bottom of the walls is equipped with two or more hysteretic dampers working on the uplift of the cladding panels occurring under seismic actions. By means of this approach, the structure is stiffened; obtaining a reduction of the lateral drifts under serviceability limit states. In addition, its seismic behaviour is improved due to the additional source of energy dissipation represented by the dampers located at the base of the walls. The effectiveness of the suggested retrofitting approach has been checked by comparing the performance of the retrofitted structure with those of the structure unreinforced by means of both pushover and Incremental Dynamic Analyses (IDA) in terms of behaviour factor, assumed as a measure of the ductility capacity of the structure.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.21
no.10
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pp.267-273
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2020
Suction anchors are used for floating structures because they have advantages in installation and stability. Recently, the demand for floating structures requiring low allowable displacement has increased. Thus, it is strongly suggested that the displacement of the suction anchor be evaluated. However, conventional studies regarding suction anchors have concentrated on the capacity of the anchor, and research on the displacement of the anchor is limited. In particular, rotation is the primary behavior of a suction anchor subjected to an inclined load, and related information has been insufficient. Therefore, the main objective of this paper is to investigate the rotation behavior of a suction anchor via centrifuge model tests. The experimental parameters are the inclination of the pull-out load, anchor dimensions, and aspect ratio. The rotation values of suction anchors were compared using a series of load-rotation curves. The results show that the inclination of the load has a dominant influence on the rotation behavior of the suction anchor.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2011.05a
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pp.319-324
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2011
최근 자연환경보전이라는 새로운 패러다임의 대두로 하천의 생태기능 향상을 위한 호안조성공법 중 하나인 식생매트호안 공법의 적용이 증가하고 있다. 국내 하천의 경우 비교적 큰 하상계수와 소류력의 증가로 식생매트 고정용 앵커핀의 기능 저하에 따른 호안의 피해가 발생하고 있다. 그러나 앵커핀의 외력저항성 연구 및 설치를 위한 기준이 마련되어 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 앵커핀의 인발특성을 연구함으로서 외력저항 특성을 파악하고자 하였다. 연구방법으로는 앵커핀을 관입시킨 토사에 인발장치를 연결하여 최대인발력과 인발력의 변화추이를 관찰하였다. 실험에 사용된 토사는 물다짐으로 다졌으며, 앵커핀은 식생매트 고정용으로 적용이 많은 이형철근형 앵커핀을 사용하였다. 대조군으로 형태가 동일한 원형철근을 이용하여 앵커핀을 제작 실험에 사용하였다. 실험조건은 앵커핀의 직경(10mm, 16mm)에 따른 주면과 침수토사의 배수시간 (48hr, 96hr, 144hr) 조절을 통한 함수율의 변화에 따른 인발특성을 관측하였다. 실험결과 평균 최대인발력의 변화는 48시간 배수시 직경변화에 따라 이형철근은 12.8N, 28N, 원형철근은 10.6N, 21N으로 나타났으며, 96시간 배수시 이형철근은 18.8N, 33N, 원형철근은 12.2N, 21.6N으로 나타났고, 144시간 배수시 이형철근은 21.4N, 36.4N, 원형철근은 20.4N, 33.2N으로 나타났다. 앵커핀의 인발력은 주면의 크기에 비례하며, 표면의 형태와 함수량에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 앵커핀의 인발 특성을 파악하고, 식생호안에 적용한다면 피해를 최소화 할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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