신뢰성(信賴性) 이론(理論)에 기초(基礎)한 철근(鐵筋)콘크리트 원통-쉘 차폐(遮蔽) 구조물(構造物)의 설계하중(設計荷重) 조합(組合) 규준(規準)

한봉구,Han, Bong Koo 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.2

본 연구에서는 구조물의 사용성 한계상태와 유한요소 해석 결과를 기초한 랜덤 진동 이론에 의한 확률적 신뢰성 해석 방법에 대해 연구하였다. 한계상태 모형은 보다 실제적인 방사능 누출 한계 균열에 대한 사용성 한계상태로 정의하여 연구하였다. 차폐구조물은 SAP V-2를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 하였으며, 본 연구에 적합하게 수정 개발한 HRAS 신뢰성 프로그램으로 신뢰성 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 하중조합 설계규준 보정 기법을 이용하여 국내의 철근콘크리트 차폐 구조물에 적합한 하중계수를 제안하였으며, 현행 ASME 규준과 비교하였다. 제안한 하중계수는 시방서 목적과 잘 일치하며, 한계상태 확률이 일관성 있음을 입증하였다. In this paper, a probability-based reliability analysis was proposed based on a finite element method-based random vibration analysis and serviceability limit state of structures. The limit state model defined for the study is a serviceability limit state in terms of the more realistic crack failure that might cause the emission of radioactive materials. The SAP V-2 is used for a three-dimensional finite element analysis of concrete containment structure, and the reliability analysis is carried out by modifying HRAS reliability analysis program for this study. In this study, the load factors for the design of reinforced concrete cointainment structures in Korea are proposed by considering appropriate load combination criteria for design, and the results are compared with the present ASME code. The proposed load factors were proved to be in accordance with a set of code performance objective and showed consistency in the limit state probability.

Reliability Analysis Method for Concrete Containment Structures

한봉구,장승필,Han, Bong Koo,Chang, Sung Pil Korean Society of Civil Engeneers 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.1

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. The safety of concrete nuclear containment structures should be secured against all kinds of loading due to various natural disasters or extraordinary accidental loads. The current design criteria of concrete containment structures are not based on the reliabillty-based design concept but rely on the conventional design concept. In this paper, a probabillty-based reliability analysis were proposed based on a FEM-based random vibration analysis and serviceability limit state of structures. The limit state model defined for the study is a serviceability limit state in terms of the more realistic crack failure that might cause the emission of radioactive materials, and the results are compared with those of the strength limit state. More accurate reliability analyses under various dynamic loads such as earthquake loads were made possible by incorporation the FEM and random vibration theory, which is different from the conventional reliability analysis method. The uncertainties in loads and resistance available in Korea and the refernces were adapted to the situation of Korea, and especially in the case of earthquake, the design earthquake was assessed based on the available re ports on probabilistic description of earthquake ground acceleration in the Korea peninsula.

특별직교이방성 이론에 의한 포스트텐션 슬래브교의 해석

한봉구,방배산,Han, Bong-Koo,Bang, Bae-San 한국복합신소재구조학회 2010 복합신소재구조학회논문집 Vol.1 No.4

A post-tensioned slab bridge is analyzed by the specially orthotropic theory. Each longitudinal and transverse steel layer is regarded as a lamina, and material constants of each lamina is calculated by the use of rule of mixture. This slab bridge with simple support is under uniformly distributed vertical and axial loads. In this paper, the finite difference method and the beam theory are used for analysis. The result of beam analysis is modified to obtain the solution of the plate analysis. The result of this paper can be used for post-tensioned slab bridge analysis by the engineers with undergraduate study in near future.

21세기 건설재료로서 복합신소재구조물의 전망

한봉구,Han, Bong-Koo 한국복합신소재구조학회 2010 복합신소재학회논문집 Vol.1 No.1

특별직교이방성 판이론을 응용한 강교량의 해석

한봉구,김덕현,Han, Bong Koo,Kim, Duk Hyun 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.1

본 연구에서는 거더와 가로보로 이루어진 패널을 특별 직교 이방성 판이론을 응용하여 해석하였다. 거더와 가로보는 H 형단면을 사용하였으며, 임의의 단면과 지점을 갖고 임의의 하중을 받는 보다 탑의 진동해석 방법이 발표된 바가 있다. 본 논문에서는 특별 직교 이방성 판이론을 강교량에 응용하였으며, 해석한결과를 제시하였다. 이러한 진동 해석을 위하여 처짐의 영향을 고려한 다양한 방법이 검토되었다. 이러한 목적으로 본 논문에서는 유한차분법을 사용하였다. 고유진동수에 대한 $D_{22}$ 탄성계수의 영향을 철저히 검토하였다. 본 연구에서는 제시한 판이론을 수치해석을 해본 결과 빔이론 보다 강성이 2.43배인 것을 알 수 있었다. The specially orthotropic plate theory is used for analysis of panels made of girders and cross-beams. The cross-sections of both girders and cross-beams ar H-type. A method of calculating natural frequencies corresponding to the modes of vibration of beams and tower structures with irregular cross sections and arbitrary boundary conditions was developed. The results of application of this method to steel bridge by using specially orthotropic plate theory is presented. The result is compared with that of the beam theory. Finite difference method is used for this purpose. The influence of the $D_{22}$ stiffiness on the natural frequency is rigorously investigated. According to numerical examination given in this paper the result by the plate theory is 2.43 times stiffer than of beam theory.

적층판 해석시 형상비 증가에 따른 종방향 모멘트의 무시효과

한봉구,김덕현,Han, Bong Koo,Kim, Duk Hyun 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.1

건설관련 설계기술자들에게는 첨단 복합재료구조에 대한 이론이 너무 어려워서 간단하면서도 쉽게 적용할 수 있는 정확한 방법을 필요로 하고 있다. 몇 가지 섬유 배향각을 가진 적층판은 층수가 증가하면 D16, B16, D26 및 B26 강성이 감소하게 되어 특별직교이방성 판처럼 거동함을 밝히고, 간단한 공식들을 개발하여 발표한 바 있다. 대부분의 교량이나 건물의 상판은 형상비가 큰 경우가 많은데, 이런 구조물의 평형방정시에 대한 종방향 모멘트항(Mx)의 영향은 매우 작아서, 더욱 간단한 해석이 가능하다. 본 논문에는 이러한 문제들에 대한 연구 결과를 제시하였다. Theories for advanced composite structures are too difficult for such design engineers for construction and some simple but accurate enough methods are necessary. The senior author has reported that some laminate orientations have decreasing values of $D_{16}$, $B_{16}$, $D_{26}$ and $B_{26}$ stiffnesses as the ply number increases. For such plates the fiber orientations given above behave as specially orthotropic plates and simple formulas developed by the senior author. Most of the bidge and building slabs on girders have large aspect ratios For such cases frurther simplification is possible by neglecting the effect of the longitudinal moment terms(Mx) on the relevant partial differential equationsof equilibrium In this paper, the result of the study on the subject problem is presented.

특별직교이방성 복합적층판 이론을 응용한 포스트텐션된 슬래브 교량의 해석

한봉구,김은표,Han, Bong Koo,Kim, Yun Pyo 한국강구조학회 2002 한국강구조학회 논문집 Vol.14 No.1

포스트텐션된 슬래브 교량은 특별직교이방성 복합적층판 이론으로 해석할 수 있다. 슬래브 교량의 해석에 있어 단면의 기하학적, 물리적 특성이 중립축을 중심으로 휨-연계 강성 $B_{ij}=0$ 이고, $D_{16}=D_{26}=0$ 임을 고려해야 한다. 각각의 횡방향철근과 수직방향철근은 하나의 lamina로 간주하고, 재료상수는 각각의 lamina의 혼합법칙에 의해서 계산되어진다. 단순지지된 슬래브 교량은 등분포하중과 축하중을 받고 있다. 본 논문에서는 유한차분법과 보 이론에 의해서 해석하였다. 그 결과 보 이론에 의한 해석 값이 판 이론에 의한 해석 값에 근접함을 알 수 있었다. 본 논문에서 얻은 연구 결과를 이용하여 가까운 장래에 학부정도의 실력을 가진 기술자가 포스트텐션된 슬래브 교량의 해석에 있어서 유용하게 사용 할 수 있다. A post-tensioned slab bridge is analyzed by the specially orthotropic laminates theory. Both the geometry and the material of the cross section of the slab are considered symmetrical with respect to the mid-surface so that the bending extension coupling stiffness, $B_{ij}=0$, and $D_{16}=D_{26}=0$. Each longitudinal and transverse steel layer is regarded as a lamina, and material constants of each lamina is calculated by the use of rule of mixture. This bridge with simple support is under uniformly distributed vertical and axial loads. In this paper, the finite difference method and the beam theory are used for analysis. The result of beam analysis is modified to obtain the solution of the plate analysis. The result of this paper can be used for post-tensioned slab bridge analysis by the engineers with undergraduate study in near future.

PROBABILISTIC SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF TUNED LIQUID COLUMN DAMPERS

한봉구,Han, Bong Koo Korean Society of Steel Construction 1996 한국강구조학회 논문집 Vol.8 No.4

유연구조물(柔軟構造物)의 수동제어(受動制御) 시스템인 TLCD 감쇠기(減衰器)의 지진(地震)에 대한 성능(性能) 평가(評價)를 확률적(確率的) 랜덤 진동(振動) 해석방법(解析方法)을 이용하여 연구하였다. 대표적(代表的) 지진운동(地震運動)은 확률적(確率的) 비정상(非正常) 추계과정방법(推計過程方法)을 이용(利用)하였으며, TLCD 감쇠기(減衰器)의 비선형(非線型) 감쇠력(減衰力)에 대한 계산(計算)은 등가선형기법(等價線形技法)을 이용(利用)하였다. 매개변수(媒介變數)에 대한 연구(硏究)를 통하여 TLCD 감쇠기(減衰器)의 성능(性能) 평가(評價)를 수행(遂行)하였다.

특별직교이방성 적층판이론에 의한 콘크리트 슬래브교량의 간편해석법

한봉구,석준호,Han, Bong-Koo,Suck, Jun-Ho 한국복합신소재구조학회 2010 복합신소재구조학회논문집 Vol.1 No.2

단순지지된 슬래브교량의 경우 특별직교이방성 판이론에 의하여 해석하였다. 이 방법은 일반 기술자들에게는 너무 어려워서 현장에서 기술자들이 실무적으로 접근하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 일반 현장의 실무 기술자들이 사용할 수 있는 보 이론을 사용하여 단순지지된 콘크리트 슬래브를 단위 폭을 가진 보로 해석이 가능하도록 수정계수를 만들어서 실무에 적용할 때의 사용 가능한 자료를 만들고자 하였다. 본 연구에서는 1 : 1 ~ 1 : 6 까지 형상비를 변화 시켜가며 해석을 수행하였다. 본 논문의 연구의 결과는 단순지지된 슬래브교량의 해석에 이용할 수 있다. The simple supported reinforced concrete slab bridges are analyzed by the specially orthotropic laminates theory. This method, however, may be too difficult for some practising engineers. In this paper, the result of analysis for such plate by means of the beam theory with unit width is reported. By using the "correction factor", the accurate solution for the plate can be obtained by the beam theory. By using the "correction factor", the accurate solution for the plate can be obtained by the beam theory. The plate aspect ratio considered is from 1 : 1 to 1 : 6. The result of this paper can be used for simply supported slab bridges analysis.

치수효과를 고려한 특별직교이방성 샌드위치 슬래브교량의 파괴강도해석

한봉구,이용호,Han, Bong Koo,Lee, Yong Ho 한국강구조학회 2004 한국강구조학회 논문집 Vol.16 No.3

복합재료는 건설공학 분야의 해석, 설계, 제작, 건설, 품질 제어 등에서 경제적이고 효율적인 재료로 사용될 수 있다. 많은 교량 구조물중 거더, 가로보로 이루어진 콘크리트 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적인 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 인장강도 감소율을 적용하여 파괴강도 해석을 수행하였다. 또한 이러한 경우에 대한 수치해석을 수행하였다. 응력영역에 대한 Tasi-Wu의 파괴기준을 적용하였다. In civil engineering applications, the establishment of standards and procedures for analysis, design, fabrication, construction, and quality control are essential in facilitating the economic and efficient use of composite materials. Many bridge systems, including girders. cross beams, and concrete decks, function as specially orthotropic plates. in general, the analytical solution for such complex systems is very difficult to achieve. Thus, the finite difference method is used for the analysis of the problem. The rate of tensile strength reduction due to increased size is considered. Strength reduction is necessary to ensure the safe design of building structures. This paper suggests the use of a strength-failure analysis procedure using the reduced tensile strength. A numerical study is conducted for different cases. The Tasi-Wu failure criterion for stress space is also used.