• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.19-25
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• 2020

최근 도심지 공사에 있어서는 공간부족 및 주변환경의 영향으로 기성파일의 시공이 불가능한 경우가 많다. 이러한 경우에 소형 장비로 시공이 가능하고 기존 파일의 지지능력을 발휘할 수 있는 소구경 파일 공법이 많이 사용되고 있다. 소구경 파일공법은 현장타설말뚝의 한 종류로서 파일의 직경이 75mm~300mm인 정도로 주변 구조물이나 지반 그리고 공간적인 장애물이 있는 경우에도 시공의 어려움이 거의 없으며 모든 종류의 토질조건에서 시공이 가능하다. 또한 시공과정에서 진동과 소음이 적고 건물 천장이 낮은 곳에서도 시공이 가능하므로 기존 건물의 기초보강에도 많이 이용된다. 이러한 마이크로파일이 압축력이나 인장력을 받았을 때 혹은 시공된 지반특성에 따라 변화되는 거동 특성에 대해서는 연구가 많지 않은 실정이다. 따라서 이 연구에서는 현장에 시공된 마이크로파일에 대한 현장재하시험 자료 분석을 통하여 마이크로 파일에 압축력 및 인장력을 가했을 경우 지반을 구성하는 성분과 파일의 근입조건에 따른 침하 및 지지력 특성을 규명하고 통계분석프로그램인 SAS를 활용하여 마이크로파일의 침하와 지지력에 영향을 미치는 주요한 인자에 대한 분석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1005-1011
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• 2016

기어소음의 근본적인 원인은 전달오차로 인해 발생하게 된다. 전달오차는 기어가 맞물릴 때 발생하는데 크게 정적전달오차와 동적전달오차가 있다. 이러한 오차들은 기어 이빨의 처짐 또는 치면 마찰에 의해 발생하고 이 요인들이 원인이 되어 기어 시스템에 진동이 발생하게 된다. 그리고 이 진동이 기어의 축으로 이동하게 되어 축을 떠받치고 있는 베어링에 전달되고 베어링에 전달된 가진은 최종적으로 기어의 케이싱으로 이동하게 되어 소음을 방출하게 된다. 본 논문에서는 이러한 전달오차에 의해 발생하는 최대 굽힘응력을 가지는 롤각을 찾기 위한 응력해석을 수행되었다. 본 논문에서는 이론적 바탕으로 설계되어 인볼류트 곡선을 가진 기어와 수정된 치형을 가진 기어의 전달오차에 대한 해석을 진행하였다. 또한, 급작스러운 작동이나 큰 백래쉬로 인해 발생하는 충격강도에 대한 영향을 알아보기 위해 유한요소해석을 통해 각각 정적 최대굽힘응력과 동적 최대굽힘응력의 결과를 이용하여 충격인자 값을 예측해 보았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.75-90
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• 1995

본 연구에서는 riser 내부의 유체흐름에 의해 발생하는 유체력이 심해저 riser의 동특성에 미치는 영향에 관해 조사하였다. riser의 비선형 동적해석을 위해 riser 내부의 유체흐름을 시스템에 포함하여 수학적 모델을 개발하였으며 유도된 모델에 Galerkin의 유한요소근사법과 시간증분자를 적용함으로써 수치해석을 위한 모델을 개발하였다. 또한 시스템의 자유도를 줄이고 비선형모델의 수치해를 얻기 위해 행해지는 반복계산을 줄이며 정확도를 높이기 위해 riser의 축방향 extensibility 조건을 사용 하였다. 관내부 유체 흐름으로 인한 riser의 동특성에 미치는 영향을 상부 인장력, 조류속도, 파주기 등과 같은 여러 영향요인들을 변화시키면서 조사하였다. 수치해석 결과 내부류체 흐름으로 인한 영향을 줄이기 위해서는 riser의 상부에 인장력을 riser의 허용내력 한도내에서 증가시키는 방법이 있으나 심해저로 갈수록 인장력 증가에 한계가 있기 때문에 riser 주위에 부체를 부착시키는 방법이 제시된다. 이 이외에도 riser의 해석시 대변형으로 인한 비선형성을 고려하게 되면 내부 유체흐름이 riser의 동특성에 미치는 영향을 증가시킴을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.93-101
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• 2012

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 $K_0$와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제3권3호
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• pp.281-298
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• 2007

The load carrying capacity of a bridge needs to be properly assessed to operate the bridge safely and maintain it efficiently. For the evaluation of load carrying capacity considering the current state of a bridge, static and quasi-static loading tests with weight-controlled heavy trucks have been conventionally utilized. In these tests, the deflection (or strain) of the structural members loaded by the controlled vehicles are measured and analyzed. Using the measured data, deflection (or strain) correction factor and impact correction factor are calculated. These correction factors are used in the enhancement of the load carrying capacity of a bridge, reflecting the real state of a bridge. However, full or partial control of the traffic during the tests and difficulties during the installment of displacement transducers or strain gauges may cause not only inconvenience to the traffic but also the increase of the logistics cost and time. To overcome these difficulties, an alternative method is proposed using an excited response part of full measured ambient acceleration data by ordinary traffic on a bridge without traffic control. Based on the modal properties extracted from the ambient vibration data, the initial finite element (FE) model of a bridge can be updated to represent the current real state of a bridge. Using the updated FE model, the deflection of a bridge akin to the real value can be easily obtained without measuring the real deflection. Impact factors are obtained from pseudo-deflection, which is obtained by double-integration of the acceleration data with removal of the linear components on the acceleration data. For validation, a series of tests were carried out on a steel plategirder bridge of an expressway in Korea in four different seasons, and the evaluated load carrying capacities of the bridge by the proposed method are compared with the result obtained by the conventional load test method.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-16
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• 1990

콘크리트 원전(原電) 차폐(遮蔽) 구조물(構造物)은 발생(發生) 가능(可能)한 각종(各種) 자연재해(自然災害) 또는 사고하중하(事故荷重下)에서도 안전성(安全性)이 보장(保障)되어야 한다. 그러나 현행(現行) 설계(設計) 규준(規準)은 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)에 의한 것이 아닌 재래적(在來的)인 설계(設計) 개념(槪念)을 그대로 사용(使用)하고 있는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 구조물(構造物)의 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)와 FEM 해석(解析) 결과(結果)를 기초(基礎)로한 랜덤 진동(振動) 이론(理論)에 의한 확률적(確率的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)에 대해 연구(硏究)하였다. 한계상태(限界狀態) 모형(模型)은 보다 실제적(實際的)인 방사능(放射能) 누출(漏出) 한계(限界) 균열(龜裂)에 대한 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)로 정의(定義)하였으며, 강도(强度) 한계상태(限界狀態)의 경우(境遇)와 비교(比較)하였다. 종래(從來)의 일반적(一般的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)과는 달리 유한요소(有限要所) 해석(解析) 결과(結果)를 랜덤 진동이론(振動理論)에 결합(結合)하여 한계상태(限界狀態) 확률(確率)을 계산(計算)하므로써 지진하중(地震荷重) 등 각종(各種) 동적(動的) 하중(荷重)에 대한 보다 정확(正確)한 신뢰성(信賴性) 해석(解析)이 가능(可能)하게 되었다. 하중(荷重) 및 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)에 대해서는 가용(可用)한 국내외(國內外) 자료(資料)를 우리 실정(實情)에 맞게 수정보완(修整補完)하였으며, 특히 지진하중(地震荷重)의 경우, 설계(設計) 지진하중(地震荷重)은 한반도(韓半島) 지반(地盤) 가속도(加速度)에 대한 확률적(確率的) 연구(硏究) 결과(結果)를 종합(綜合)하여 산정(算定)하였다.

• 토지주택연구
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• 제2권3호
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• pp.287-297
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• 2011

본 논문은 적층고무형베어링을 갖는 15층 면진 무량판 아파트건물의 내진거동을 진동대실험을 통하여 검증한 결과를 제시하고 있다. 진동대실험은 중국의 CABR에서 1/10규모의 모형실험체를 대상으로 수행되었다. 실험의 진행은 4개의 지진파를 이용하여 X, Y, X+Y방향으로 다양한 크기의 지진동이 입력되었다. 실험결과, 비 면진건물은 중진레벨에서 진동주기가 현저히 감소하고, 비선형적인 거동을 보였으며, 가속도가 건물의 높이에 따라 현저하게 증가하고, 층간변위도 허용한계를 넘는 거동을 보였다. 반면, 면진건물은 중진레벨에서 거의 일정한 진동주기의 탄성적인 거동을 나타내었으며, 지진하중과 층 가속도가 현저하게 감소하는 응답을 나타내었다. 또한 면진층의 변위는 허용범위 내에서 거동하고, 층간변위는 무시할 수 있을 만큼 작은 강체거동을 나타내었다. 결론적으로 면진은 건물에 대한 지진의 영향을 감소시키는데 매우 효과적이며, 층 가속도의 감소를 통하여 사용성을 증가시키고, 건물 내 설비 등을 안전하게 보호할 수 있음이 입증되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.141-152
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• 2022

친환경 에너지원 개발에 관한 관심이 증가하면서, 해상풍력발전기 시장은 매년 높은 증가율을 보이면서 성장하고 있다. 이와 맞물려 대용량 해상풍력발전기를 설치할 수 있는 설치선의 수요 또한 급증하고 있다. 풍력발전기 설치 선박(Wind Turbine Installation Vessel)은 설치 및 해체를 위하여 레그(Leg)와 스퍼드캔(Spudcan)을 해저면에 관입시켜서 고정하며, 이때 스퍼드캔 구조 강도 안전성에 대한 검토는 전체 시스템과 연관된 중요한 문제이다. 본 연구에서는 현재 선급에서 제시하고 있는 절차서를 분석하고, 실제 발생할 수 있는 하중 시나리오를 반영한 새로운 절차서를 제안하였으며, 유한요소해석을 통한 검증을 하였다. 기존 방식은 해저면의 기울기와 레그에 발생하는 휨모멘트 그리고 형상에 따른 영향을 검토하지 않기 때문에, 허용응력보다 작은 최대 응력 값을 보이지만, 신규 절차에 따른 결과는 대부분 구조보강이 발생하였다. 이러한 현상은 해상풍력발전기의 크기가 커지면 커질수록 차이가 크게 나타나며, 실제 관입(Pre-load) 조건을 고려하면 상당수의 부재에서 구조적 문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 더욱 실제적인 작업조건을 고려한 절차서를 제안하였고, 적용 시 문제점들에 대해서 구조해석을 통한 검증을 수행하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권2호
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• pp.97-115
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• 2024

In this paper, a database consisting of the dynamic shear modulus ratio and damping ratio test data of clay obtained from 406 groups of triaxial tests is constructed with the starting area of Xiong'an New Area as the research background. The aim is to study the nonlinear dynamic properties of clay in this area under cyclic loading. The study found that the effective confining pressure and plasticity index have certain influences on the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of clay in this area. Through data analysis, it was found that there was a certain correlation between effective confining pressure and plasticity index and dynamic shear modulus ratio and damping ratio, with fitting degree values greater than 0.1263 for both. However, other physical indices such as the void ratio, natural density, water content and specific gravity have only a small effect on the dynamic shear modulus ratio and the damping ratio, with fitting degree values of less than 0.1 for all of them. This indicates that it is important to consider the influence of effective confining pressure and plasticity index when studying the nonlinear dynamic properties of clays in this area. Based on the above, prediction models for the dynamic shear modulus ratio and damping ratio in this area were constructed separately. The results showed that the model that considered the combined effect of effective confining pressure and plasticity index performed best. The predicted dynamic shear modulus ratio and damping ratio closely matched the actual curves, with approximately 88% of the data falling within ±1.3 times the measured dynamic shear modulus ratio and approximately 85.1% of the data falling within ±1.3 times the measured damping ratio. In contrast, the prediction models that considered only a single influence deviated from the actual values, particularly the model that considered only the plasticity index, which predicted the dynamic shear modulus ratio and the damping ratio within a small distribution range close to the average of the test values. When compared with existing prediction models, it was found that the predicted dynamic shear modulus ratio in this paper was slightly higher, which was due to the overall hardness of the clay in this area, leading to a slightly higher determination of the dynamic shear modulus ratio by the prediction model. Finally, for the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of the engineering site in the starting area of Xiong'an New Area, we confirm that the prediction formulas established in this paper have high reliability and provide the applicable range of the prediction model.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권6호
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• pp.417-431
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• 2024

The fundamental period of vibration is one of the most critical parameters in the analysis and design of structures, as it depends on the distribution of stiffness and mass within the structure. Therefore, building codes propose empirical equations based on the observed periods of actual buildings during seismic events and ambient vibration tests. However, despite the fact that infill walls increase the stiffness and mass of the structure, causing significant changes in the fundamental period, most of these equations do not account for the presence of infills walls in the structure. Typically, these equations are dependent on both the structural system type and building height. The different values between the empirical and analytical periods are due to the elimination of non-structural effects in the analytical methods. Therefore, the presence of non-structural elements, such as infill panels, should be carefully considered. Another critical factor influencing the fundamental period is the effect of Soil-Structure Interaction (SSI). Most seismic building design codes generally consider SSI to be beneficial to the structural system under seismic loading, as it increases the fundamental period and leads to higher damping of the system. Recent case studies and postseismic observations suggest that SSI can have detrimental effects, and neglecting its impact could lead to unsafe design, especially for structures located on soft soil. The current research focuses on investigating the effect of infill panels on the fundamental period of moment-resisting and eccentrically braced steel frames while considering the influence of soil-structure interaction. To achieve this, the effects of building height, infill wall stiffness, infill openings and soil structure interactions were studied using 3, 6, 9, 12, 15 and 18-story 3-D frames. These frames were modeled and analyzed using SeismoStruct software. The calculated values of the fundamental period were then compared with those obtained from the proposed equation in the seismic code. The results indicate that changing the number of stories and the soil type significantly affects the fundamental period of structures. Moreover, as the percentage of infill openings increases, the fundamental period of the structure increases almost linearly. Additionally, soil-structure interaction strongly affects the fundamental periods of structures, especially for more flexible soils. This effect is more pronounced when the infill wall stiffness is higher. In conclusion, new equations are proposed for predicting the fundamental periods of Moment Resisting Frame (MRF) and Eccentrically Braced Frame (EBF) buildings. These equations are functions of various parameters, including building height, modulus of elasticity, infill wall thickness, infill wall percentage, and soil types.