• 제목/요약/키워드: structural safety performance

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복합 열전달 해석을 이용한 중속 디젤엔진 실린더 부품 온도 분포 예측 (Temperature Prediction of Cylinder Components in Medium-Speed Diesel Engine Using Conjugate Heat Transfer Analysis)

  • 최성욱;윤욱현;박종일;강정민;박현중
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권8호
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    • pp.781-788
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    • 2013
  • 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포 계산은 엔진 전체 구조안정성 평가시 열응력에 의한 변형을 고려하기 위해 필수적으로 수행된다. 최근 박용 및 발전용 중속엔진은 압축비 및 출력이 증대 되어 설계되고 있는 추세여서 증가된 연소실 열부하에 의한 영향을 고려하기 위해 열전달 해석의 높은 정확도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포를 계산하고 계산된 온도 수준이 설계기준에 만족하는지를 정확히 평가 하기 위한 열전달 해석 프로세스를 정립하였다. 각 주요 열부하 영역의 경계조건 설정 과정을 1 차원 엔진 성능해석 및 3 차원 열유동 해석을 통하여 산출하여 적용하였으며 해석 결과는 해당엔진 모델의 프로토 타입엔진 주요 부품 온도를 계측하여 검증하였다.

탄산화에 노출된 콘크리트 구조물의 배합설계에 대한 연구 - 유전자 알고리즘 적용성 평가 (Concrete Mixture Design for RC Structures under Carbonation - Application of Genetic Algorithm Technique to Mixture Conditions)

  • 이성칠;;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.335-343
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    • 2010
  • 콘크리트 내부의 철근부식은 구조물의 안전성에 큰 영향을 주므로, 목표 내구수명동안 구 조물의 성능을 확보하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이 연구는 대도시나 지하구조물에서 중요하게 평가되는 탄산화에 대하여, 유전자 알고리즘을 적용한 콘크리트 배합기법에 대한 연구이다. 이를 위해, 배합인자에 따른 이산화탄소 확산계수를 문헌조사를 통하여 분석하였으며, 습도를 고려한 최적 함수식을 회귀분석을 통하여 도출하였다. 최적 함수식은 12개의 실험자료에 대하여, 물-시멘트비, 단위 시멘트량, 잔골재율, 단위 굵은골재량, 그리고 상대습도를 포함하도록 고려하였으며, 유전자 알고리즘을 통하여, 주어진 이산화탄소 확산계수에 대한 콘크리트 배합을 도출하였다. 3개의 배합에 대하여 검증한 결과, 10% 미만의 상대오차를 보이며 주어진 배합을 잘 추정하였다. 최종적으로 서로 다른 환경과 설계 제원을 가지는 콘크리트 구조물을 가정하여, 목표 확산계수와 단위 시멘트량을 계산하였으며, 이를 이용하여 배합을 추정하였다. 제안된 기법은 주어진 확산계수와 배합을 잘 추정하였으며, 다양한 배합인자 및 혼화재료가 고려된 실험 자료를 이용한다면 더욱 합리적인 배합 기법으로 발전할 것이다.

비탄성 지진 해석을 통한 박스 터널의 손상 상태 및 손상 지수 규명 (Identification of damage states and damge indices of single box tunnel from inelastic seismic analysis)

  • 박두희;이태형;김한섭;박정선
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.119-128
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    • 2016
  • 성능기반 설계에서 구조물의 안정성은 손상 상태와 이를 수치화한 손상 지수에 의해 평가한다. 지상 구조물에 대해서는 이들이 비교적 명확하게 정의되어 있으나 지중 구조물에 대한 연구 수행 사례는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 국내 지하철 시스템에 널리 사용되는 박스형 개착식 터널에 작용하는 지진하중에 의한 손상 상태와 손상 지수를 일련의 비탄성 프레임 해석을 통하여 규명하였다. 터널의 3 단계 손상 상태는 구조물에 발생한 소성 힌지의 수에 의해 정의하였다. 손상 지수는 터널 구조 부재의 탄성 모멘트와 항복 모멘트의 비로 정의하여 탄성 해석만으로도 비탄성 거동과 파괴 메커니즘의 모사가 가능하도록 하였다. 또한 손상 지수를 자유장 전단 변형률의 함수로도 제시하였다. 전단 변형률은 1 차원 지반응답해석으로 쉽게 계산할 수 있으므로 이를 이용하여 간편하게 박스형 터널의 초기 내진 안정성 평가가 가능할 것으로 판단된다. 보다 일반적이고 보편적인 적용성 확보를 위해서는 추후 포괄적인 해석을 수행하여 다양한 형태의 터널과 지반에서의 전단 변형률 분포와 불확실성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시된 터널 내진설계를 위한 손상 상태, 손상 지수, 그리고 전단파 속도 및 전단변형률 간의 상호관계 플래트폼은 새로운 아이디어를 담고 있으며 추후 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

연결 강판 형상에 따른 모듈러 유닛 간 접합부의 거동 비교 (Comparison of Behavior of Connections between Modular Units according to Shape of Connector Plates)

  • 이상섭;배규웅;박금성
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제28권6호
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    • pp.467-476
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    • 2016
  • 모듈러 건축물에서 모듈러 유닛 사이의 접합은 연결 강판을 이용하여 볼트 접합하는 것이 일반적이다. 건축물의 강도는 가장 약한 부분에 의해 결정되며, 접합부는 부재보다 약한 부분이 될 가능성이 있다. 따라서 모듈러 건축물의 안전성을 확인하기 위해 모듈 내부 기둥-보 접합부의 구조성능뿐 아니라 모듈러 유닛과 유닛 접합부의 구조성능도 평가되어야 한다. 이 연구에서는 각형강관 기둥과 ㄷ형강보가 사용된 모듈이 일자형 접합철물과 십자형 접합철물로 연결된 접합부의 거동을 KBC2009 0722.2.4에 따라 모듈의 폭 방향과 길이 방향에 대해 층간 변위각으로 반복 가력을 제어하는 실험을 통해 조사하였다. 실험결과 모든 실험체는 0.04rad 변위각까지 비교적 안적정인 거동을 보였고, 길이 방향 실험체의 결과가 에너지 흡수능력 면에서 좋은 거동을 보였다. 그러나 일자형 연결 강판이 십자형 연결 강판에 비해 변위각이 커질수록 강성이 저하하고, 기둥의 실제 변위각이 늘어나는 결과를 보였다.

BSC 시스템 수용요인이 지속적 사용의도에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effects of BSC System Acceptance Factors on the Intention for Continuous Use)

  • 권오준;서현식;오재인
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권3호
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    • pp.151-179
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    • 2009
  • The purpose of this study is to make an empirical analysis on the factors affecting the intention for the continuous use of the BSC system, which has been recently spread in the public sector. Because the object of acceptance is the performance management system based on BSC (Balanced Scorecard) implemented in the form of information systems, this study proposes a research model by applying TAM (Technology Acceptance Model). Independent variables are factors affecting the acceptance of BSC system such as training, communication, IS support, CEO support and personal innovativeness, and we examine their effects on the dependent variable, namely, intention on continuous use via mediating variables: perceived usefulness and perceived ease of use. A questionnaire survey was conducted with public institutions(firms) that had introduced and were operating the BSC system; 264 valid questionnaires are adopted. Collected data are analyzed using SPSS 16.0 and AMOS 7.0. Results of reliability test show that all analyzed data are reliable. In validity test, one item regarding communication was excluded; 9 latent variables and 34 observed variables are used in the final analysis. Based on the results of the hypothesis test through path analysis using a structural equation model, 10 out of 16 hypotheses are accepted. Factors affecting perceived usefulness are training and IS(Information System) support. The analysis results indicate that perceived ease of use is mainly affected by IS support, CEO support, and personal innovativeness among the factors related to the acceptance of the BSC system. This suggests that, contrary to the expectation that the BSC system may be used without difficulty, the management's active support is required in order to attain expected improvement in productivity and work efficiency. This was also pointed out in case studies on the construction of the BSC system in public sectors. On the other hand, perceived ease of use is found to affect perceived usefulness. This supports the results of previous researches on TAM. Perceived ease of use and perceived usefulness are found to affect the attitude towards the use of the system. The intention on continuous use is affected more by perceived usefulness than by the attitude towards the use of system. This result supports the results of previous researches on TAM, showing that the BSC system is utilized substantially in worksites. This study is considered meaningful in that it was actually performed on users at public institutions(firms) that had introduced the BSC system and that it empirically tested hypotheses on the acceptance of the BSC system by applying TAM to the research model.

집중하중을 받는 비합성.합성 생태아치구조물의 성능평가를 위한 수치해석 및 모형실험 연구 (A Numerical and Experimental Study on Structural Performance of Noncomposite and Composite Eco-Arch Structures subjected to Concentrated Loads)

  • 김용희;박종섭;이영호;오민수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.173-183
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    • 2010
  • 본 논문은 I형 강재와 프리캐스트 콘크리트 바닥판으로 구성된 비합성 합성아치 생태교량에 대한 해석 및 실험 연구이다. 범용유한 요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 단위거더, 단위합성거더, 3거더 아치, 3거더 합성아치 등 4종류의 해석모델이 검토되었으며, 해석 결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 3거더 합성아치 모형실험체에 설치될 응력 및 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 본 연구의 정적파괴 하중실험에 사용된 실험체는 3개의 I형강 거더와 14개의 PC패널로 구성되어 있다. 모형실험체 정적파괴실험결과로부터 강거더 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 유한요소해석을 통해 얻어진 정적하중과 17%정도의 차이를 나타내고 있으며, 실험체 파괴하중은 1,961kN으로 AASHTO LRFD 교량설계기준 (2007)의 단면 소성모멘트를 이용한 작용가능하중은 1,380kN으로 본 실험체는 충분한 내하력을 나타내고 있다. 해석결과와 실험결과를 토대로 새로운 형식의 비합성 합성아치 교량의 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

지반보강용 주입재의 성능향상을 위한 초음파 에너지의 활용 (Application of ultrasonic energy to enhance capability of soil improving material)

  • 문준호;;정강복;김영욱
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.567-576
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    • 2017
  • 본 연구에서는 지반보강용 시멘트-페이스트에 초음파를 조사하여 온도변화, 점도, 일축압축강도, 육안관측 시험을 통해 초음파가 시멘트-페이스트에 어떠한 물리적 특성을 변화시키는지에 대하여 고찰하였다. 실험에 사용된 w/c는 50~100%까지 다양하게 진행하였으며, 그라우트재의 온도변화는 ${\pm}2^{\circ}C$내에서 범위를 벗어나지 않도록 조절하여 실험을 진행하였다. 실험결과 온도변화는 초음파 조사시간에 비례하여 일정하게 증가하였고, 초음파를 조사한 지반보강용 시멘트-페이스트 점도는 최대 40%까지 감소하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 평균 30% 증가하였으며 육안관측시험에서도 초음파를 조사한 시멘트-페이스트의 단면이 공극이 많이 감소하는 양상을 보였다.

강연선의 국부적 손상에 따른 응력 회복길이 분석 연구 (Study on Stress Recovery Length of 7-Wire Strand due to Local Damage)

  • 서동우;김병철;정규산;나원기;박기태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.150-156
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    • 2017
  • 본 연구는 PSC(Post Tensioned Concrete) 교량 및 사장교(Cable Stayed Bridge) 등에 많이 적용되는 강연선의 국부적 손상에 따른 응력 회복길이를 분석하였다. 강연선은 PC 강선(Prestressing Strand)을 여러 줄을 꼬은 강재이며, 재료의 특성상 준공후 지속적으로 손상이 발생하며 부식 등이 주요 손상원인이다. 이에 따른 손상에 따른 성능저하가 발생하지만, 구조적인 특성상 케이블 내부의 손상 정도 및 응력 변화 패턴을 파악하기 어렵다. 교량에 적용된 케이블의 경우 설치 형상에 따라 채수 등에 따라 부식에 취약한 부분이 발생하며, 이로 인해 국부적인 손상이 발생할 수 있다. 본 연구는 교량 Post-Tensioning 또는 케이블 사장재에 주로 적용되는 강연선(7-Wire Strand)의 국부적 손상에 따른 성능저하 경향 및 응력 회복길이를 FEA 해석을 통하여 분석하였다. 향후 본 연구에서 구축하고자 하는 해석모델을 활용하여 PSC 교량 및 사장교 케이블 등의 안전성 평가 및 잔존수명 예측에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

노후 군시설물의 경제성 평가 시스템 (Economic Evaluation System for Deteriorated Military Facilities)

  • 장원석;임태경;이동은
    • 한국건축시공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.181-192
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    • 2013
  • 구조안전성과 경제성이 확보될 수 있다면, 노후 시설물의 재건축보다 개보수가 바람직하다. 이런 인식은 자원과 국가 예산을 절감하는 기회를 제공한다. 그러나 예하부대가 노후 군시설물에 대한 개선요구를 일관되고 신속하게 결정하기가 용이하지 않다. 이는 대안 평가 방법론이 업무 매뉴얼로만 존재하고 자동화된 시스템으로 존재하지 않기 때문이다. 따라서 신속하고 정확한 데이터 처리를 지원하는 실무적 관점에서 기존의 평가방법론을 자동화된 시스템으로 전환하는 연구가 요구된다. 본 연구의 기여점은 다음과 같다. 1) 선행 연구고찰을 통해 시스템화가 용이한 군시설물의 경제성 평가 방법론을 선정하고, 유사연구와 연산과정을 비교하여 취약점을 파악하고 상호 보완점을 제시한다. 2) 특정 주제문제를 해결하기 위해 연구자가 개발한 이론체계를 시스템으로 전환하는 방법론을 제시한다. 3) 평가자의 사용성과 접근성을 고려한 4 가지 기능모듈을 사용자 환경으로 개발한다. 4) 개발된 시스템은 사례연구를 통해 4가지 성과지표들을 평가함으로써 성능검증을 실시한다.

대심도 복층터널 프리캐스트 중간슬래브의 횡방향 현장이음방식에 대한 실험연구 (The Experimental Study on Transverse Field Joint Method of Precast Road Deck Slab of Double Deck Tunnel in Great Depth)

  • 이두성;김보연;배철기;허재훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.23-32
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    • 2017
  • 대심도 복층터널 구조물에서 중간슬래브 구조에 적용되는 형식중 하나인 프리캐스트 구조에서는 차량 진행 방향으로 이음이 발생한다. 따라서, 이 이음부를 일체로 거동하게 하는 것이 중요하다. 이 연구에서 제안하는 대심도 복층터널 중간슬래브는 터널의 공간 활용을 극대화 하기 위하여 프리스트레스를 도입한 보 형식의 구조체로, 'PS 이음방식'과 '볼트체결방식'에 대한 이음방법을 개발하였다. 또한, 두 가지 이음방식을 적용한 중간슬래브의 구조성능을 평가하기 위해서 실물모형 구조실험을 수행하였으며, Contact 모델을 적용한 FEM 해석을 통해서 구조적인 안정성을 검증하였다. 이음방식을 적용한 복층터널 중간슬래브의 정적재하실험 결과 매우 안정적인 거동을 보였으며, 균열 및 처짐에 있어 도로교설계기준(2011)을 만족하여 사용성에도 문제가 없다고 판단되었다. FEM 해석에 따른 중간슬래브의 거동은 실험과 비교하여 강성이 미소하게 크게 나타났으나 전체적인 거동이 거의 유사하게 나타났다. 따라서 이 연구에서 개발한 이음방법을 적용한 중간슬래브를 시공함에 있어 구조적으로 문제가 없을 것으로 판단된다.