층지진하중분포 예측을 위한 모드조합법

엄태성,이혜린,박홍근 한국지진공학회 2006 한국지진공학회논문집 Vol.10 No.3

건물의 지진응답을 평가하기 위하여 비선형 푸시오버 해석을 수행한다. 구조물의 비탄성 지진응답을 정확히 예측하기 위해서는, 비선형해석에 사용되는 층하중분포가 구조물의 시간이력 지진응답 동안 실제로 발생되는 지진하중분포를 나타낼 수 있어야 한다. 본 연구에서는 건축물의 지진하중분포를 예측하기 위하여 새로운 모드조합법을 개발하였다. 개발된 모드조합법에서는 모드조합계수를 곱한 각 모드의 스펙트럼응답을 조합하여 다수의 지진하중분포를 예측한다. 모멘트 골조와 켄틸레버 벽체에 대한 변수연구를 수행하였다. 변수연구 결과를 토대로, 각 고유모드가 구조물의 지진응답에 미치는 영향을 나타내는 모드조합계수를 정의하였다. 다양한 정형 및 수직 비정형 구조물에 대하여 제안된 계수모드조합법을 적용하였다. 그 결과 제안된 모드조합법은 시간이력 응답 동안 구조물에 실제로 발생되는 지진하중분포를 정확히 예측할 수 있었다. Nonlinear pushover analysis is used to evaluate the earthquake response of building structures. To accurately predict the inelastic response of a structure, the prescribed story load profile should be able to describe the earthquake force profile which actually occurs during the time-history response of the structure. In the present study, a new modal combination method was developed to predict the earthquake load profiles of building structures. In the proposed method, multiple story load profiles are predicted by combining the modal spectrum responses multiplied by the modal combination factors. Parametric studies were performed far moment-resisting frames and walls. Based on the results. the modal combination factors were determined according to the hierarchy of each mode affecting the dynamic responses of structures. The proposed modal combination method was applied to prototype buildings with and without vertical irregularity. The results showed that the proposed method predicts the actual story load profiles which occur during the time-history responses of the structures.

조합하중을 받는 선체 판부재의 최종강도 상관관계 특성

백점기,이상곤,Thayamballi, Anil K 釜山大學校生産技術硏究所 1998 生産技術硏究所論文集 Vol.55 No.-

선체 판부재는 일반적으로 면내 2축 방향 축력, 면내 2축 방향 굽힘, 전단 및 횡압력의 조합하중을 받으며, 최종강도 상태에 도달하기까지 복잡한 거동 특성을 보인다. 구조 부재의 최종강도 특성은 단독하중 성분이 작용할 때와 조합하중이 작용할 때는 서로 판이하게 다르며, 정밀한 구조안전성 평가와 강도설계를 위해서는 조합하중 작용시 강도 상관관계 특성을 정확하게 분석해 두는 것이 중요하다. 본 연구에서는 선체구조를 구성하는 판 및 보강판이 조합하중을 받을 때의 최종강도 상관관계 특성을 분석한다. 이를 위해 본 연구에서는 증분 에너지법과 유한요소법의 조합에 의한 간이 해석법을 적용하여 선체 판 및 보강판에 상기 6개의 하중성분이 조합하여 작용할 때의 탄소성 대처짐 거동을 해석하고, 각 하중 성분간 최종강도 상관관계 특성을 분석한다. Ship plating is normally subjected to combined loads, namely bi-axial compression/tenstion, edge shear, bi-axial in-plane bending and out-of-plane(lateral) pressure loads and shows the complex behaviro up to the ultimate limit state. It is very important to analyz the ultimate strength interaction characteristics of unstiffened and stiffened panels between the combined loads for rational design and safety assessment. The present paper describes an accurate and fast procedure for analyzing the elastic-plastic large deflection behavior up to the ultimate limit state of unstiffened and stiffened panels under combined loads. Using the procedure, the ultimate strength interaction characteristics of unstiffened and stiffened panels subjected to the combined loads are examined.

실지진 모사를 위한 조합형 정현하중의 적용성 검증

최재순 대한토목학회 2019 대한토목학회논문집 Vol.39 No.6

Since the Gyeongju earthquake in 2016 and the Pohang earthquake in 2017, the performance of various dynamic tests for seismic design has increased in Korea. However, sinusoidal load has been continuously used in the conventional laboratory tests to evaluate liquefaction potential and determine input-parameters in the numerical analysis. However, recent research results suggest that it is difficult to accurately simulate excess pore water changes of the ground under earthquake loads. In order to solve this problem, thisstudy proposes a combined sinusoidal loading and examines its applicability to the cyclic shear and triaxial test. Also, its validity is examined through performing of shaking-table test and numerical analysis based on the effective stress model. As a result, it was found that the proposed combined sinusoidal loading can more accurately simulate the change of excess pore water pressure in saturated soilsunder real earthquake load than the sinusoidal load. 2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

지반-라이닝 상호작용 모델을 이용한 터널 2차라이닝 설계에 관한 연구

장석부,허도학,문현구,Chang, Seok-Bue,Huh, Do-Hak,Moon, Hyun-Koo 한국터널지하공간학회 2006 한국터널지하공간학회논문집 Vol.8 No.4

일반적으로 터널2차라이닝의 구조해석에는 골조해석모델이 적용되고 있다. 본 모델은 경험적 방법에 의한 지반 이완하중을 고려하고 있으나 주관적이고 과대평가되는 경향이 있다. 2차라이닝에 작용하는 지반하중은 숏크리트 및 록볼트와 같은1차지보재의 지지력 상실에 기인한다. 그러므로 2차라이닝에 작용하는 지반하중 산정에는 1차지보재와 지반의 평형상태가 고려되어야 한다. 지반-라이닝 상호작용(Ground-Lining Interaction, GLI)모델은1차지보재의 지지력 상실에 의해 야기된 지반의 변형을2차라이닝이 지지하는 개념을 토대로 수립되었다. 따라서 GLI모델은 복잡한 지반조건과 1차 지보재의 설치조건을 합리적으로 반영한 지반하중을 고려할 수 있다. 2차라이닝에 작용하는 하중은 지반하중 외에 지하수압, 지진하중 등이 있다. 극한강도 설계법을 이용한 라이닝 구조보강을 위해서는 계수하중 및 다양한 하중조합이 고려되어야 한다. GLI모델은 계수하중을 고려하기 곤란하기 때문에 개별 하중에 대해 산정된2차라이닝 단면력에 하중계수를 곱하는 중첩의 원리를 적용하였다. 끝으로, 본 연구에서 제시된 GLI모델을 이용한 2차라이닝 설계방법을 저심도 지하철 터널에 적용하였다. The structural analysis for the secondary lining of tunnels is generally performed by a frame analysis model. This model requires a ground loosening load estimated by some empirical methods, but the load is likely to be subjective and too large. The ground load acting on the secondary lining is due to the loss of the supporting function of the first support members such as shotcrete and rockbolts. Therefore, the equilibrium condition of the ground and the first support members should be considered to estimate the ground load acting on the secondary lining. Ground-lining interaction model, shortly GLI model, is developed on the basis of the concept that the secondary lining supports the ground deformation triggered by the loss of the support capacity of the first support members. Accordingly, the GLI model can take into account the ground load reflecting effectively not only the complex ground conditions but the installed conditions of the first support members. The load acting on the secondary lining besides the ground load includes the groundwater pressure and earthquake load. For the structural reinforcement of the secondary lining based on the ultimate strength design method, the factored load and various load combination should be considered. Since the GLI model has difficulty in dealing with the factored load, introduced in this study is the superposition principle in which the section moment and force of the secondary lining estimated for individual loads are multiplied by the load factors. Finally, the design method of the secondary lining using the GLI model is applied to the case of a shallow subway tunnel.

조합하중을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 강도 평가

주현진(Hyunjin Ju) 한국콘크리트학회 2023 콘크리트학회논문집 Vol.35 No.6

철도교량 설계기준의 표준열차하중에 의한 활하중 모멘트 비교

백인열(Inyeil Paik),윤태용(Taeyong Yoon),박수민(Sumin Park) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.5

철도교설계기준에 대한 신뢰도 기반 설계기준 개발의 일환으로 현행 국내 및 국외의 주요 설계기준의 철도하중에 의한 설계모멘트를 구하여 비교 분석한다. 국내 설계기준에는 최근 새로운 하중모델인 KRL-2012이 도입되어 설계에 적용한다. 국외 주요 설계기준으로 Eurocode에서는 LM-71, SW/0, SW2의 하중모델을 적용하고 있다. 이들 하중과 함께 적용하는 하중계수는 교량설계에 있어서 파괴에 대한 안전율 수준을 나타내게 되며, 설계기준에 따라 고유한 값을 정의하고 있다. 이 연구에서는 철도교량 설계에 적용하는 표준열차하중모델에 의한 계수모멘트와 비계수모멘트를 교량의 지간별로 구하여 그 결과를 비교 분석한다. As part of the development of design criteria based on the reliability of the railway bridge, the design moment by standard train load model of design codes is compared. The new load model KRL-2012 of the domestic code is recently introduced and applied to bridge design. Eurocode specifies design load model of LM-71, SW/0, SW2. Load factors accompanying to these design load model are used in order to obtain a certain level of structural safety against failure. Each design code defines a distinctive value of safety level. In this study, the factored and unfactored moments by the standard load models are obtained and compared for railway bridges.

PFC 2D를 이용한 하중조합에 따른 도상자갈 침하거동의 영향

김기재(Ki-Jae Kim),이성진(Sung-Jin Lee),이일화(Il-Hwa Lee),황수범(Soo-Beom Hwang),최항석(Hangseok Choi) 한국철도학회 2013 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2013 No.11

궤도의 거동을 보다 합리적으로 예측하기 위해서는 주요 구성품의 재료 특성과 거동에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 자갈도상 궤도의 주요한 구성요소인 자갈도상 재료에 대하여 하중크기 및 빈도 등의 하중조합이 침하거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 개별요소 프로그램인 PFC 2D를 활용하였다. 도상자갈의 입도는 상대적으로 긴 입자형상과 둥근 입자형상을 혼합하여 해석하였으며, 입자간의 micro parameter는 Box test 결과를 활용하여 산정하였다. 하중조합은 하중크기의 작용 시간 제어와 반복하중 횟수 제어를 통한 하중조합을 이용하여 도상자갈의 침하거동을 평가하였다. An understanding of material properties and behavior of the main component is a requisite for the prediction of the track behavior. In this study, PFC 2D which DEM(Discrete Element Method) program was used in order to analyze the impact on the settlement behavior by load combinations such as the amplitude and frequency of load about ballast material which major component of track. The Ballast was analyzed using the particle size distribution with round shape and elongated shape. And micro-parameters between particles are applied using the Box test result. The settlement behavior of ballast was evaluated using the load combination of which control time of load magnitude and number of repeated load.

조합하중이 작용하는 보강평판의 최적설계 연구

원종진 대한기계학회 1990 대한기계학회논문집 Vol.14 No.5

본 연구에서는 4변이 단순지지되고 보강재가 등간격으로 조밀하게 배치된 편 면직교보강평판에 조합하중이 작용하는 경우 최소중량화에 따른 최적설계변수들을 비 선형 최적화기법인 미분벡터유영법(gradient projection method)에 의하여 산정한다. 설계제한조건으로 전체좌굴응력, 평판및 보강재의 국부좌굴응력, 각부의 항복응력제한 그리고 설계변수들의 상, 하한치의 제한등을 설정하고 전체좌굴에 대한 지배방정식으 로 등가의 직교이방성 평판의 좌굴에 관한 평형방정식을 사용한다. 직교 보강의 경 우 기존연구결과와 비교, 분석하여 본 해석의 유용성을 입증하고 조합하중의 작용에 따른 대칭경사보강의 효율성도 검토한다. The minimum weight design for the simply-supported eccentrically stiffened plates subjected to combined loads is studied according to the stiffening configuration. The optimal programming is accomplished by formulating the design requirements in terms of a mathematical programming problem, and by using the gradient projection algorithm. The Huber type equilibrium equation is used as the governing equation for the overall buckling. The overall buckling of stiffened plates and the local buckling of the unstiffened plate between stiffeners and the stiffeners themselves are used as behavior constraints. Results of design examples for the orthogonally stiffening case compared with those of the other study support that the present study is feasible. Design examples for the symmetrically oblique stiffening case are presented and the results indicate that a significant improvement in design efficiency may be achieved through symmetrically oblique stiffening compared to the orthogonal stiffening under the combined loading condition.

조합하중하에서 Pulley의 내구성 해석

김철수 철도전문대학교 2004 論文集 Vol.19 No.-

In order to secure safety of power steering system, it is necessary to perform the strength and fatigue analysis of pulley in this system. The applied stress distribution of the pulley subject to combined loads condition was obtained using finite element analysis. Based on these results, fatigue life of the pulley with the variation of the fatigue strength was evaluated using durability analysis simulator. Moreover, the predicted fatigue life cycle with the simulator is verified by experimental durability tests.

반복하중하에서의 강부재에 대한 손상지수 제안

박연수,최동호,강대흥,오정태,오백만 한국강구조학회 2002 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.14 No.5

본 연구는 강한 반복하중하에서 강부재가 파괴에 이르는 손상과정을 규명하고 , 손상과 관련된 인자들을 이용하여 손상지수를 제시하며, 이와 관련된 해석 기법을 개발하는 것을 목적으로 한다 . 제안된 손상평가 방법은 변형이 가장 심하게 집중된 단면에 있어서 국소 변형율의 이력에 초점을 맞추어 유도되었다 . 해석모델은 좌굴변형의 발생 방향을 가정한 켄틸레버형 강상자형 부재이다 . 파괴에 이르는 중심 압축하중과 일정 압축하중이 가해진 상태에서 반복 제어변위가 작용하는 강부재에 대해 비선형해석을 실시하였다 . 본 해석에 적용된 주요 변수는 하중 재하패턴, 강종이다. 각 변수가 파괴모드, 변형능력, 그리고 손상과정에 미치는 영향을 기술하였고 , 각각 강종에 따른 파괴 과정을 비교하였다. 그 결과 강한 반복하중하에서의 강부재의 파괴는 국부좌굴에 의해서 결정되고 특히 파괴와 직접적으로 연관성이 있는 국 소 소성변형율과 관련되어 있음을 알 수 있었다 . paper aimed to investigate the damage process of steel parts experiencing failure under strong repeatedloading. Likewise, a damage index using various factors related to the damage was proposed. An analysis method for evaluating the damage state was also developed. The damage assessment method focused on the local strain history at the cross-section of the heaviest concentration of deformation. Cantilever-type steel parts were analyzed under uniaxial load combined with a constant axial load, considering horizontal displacement history. Loading patterns and steel types were considered as the main parameters in analyzing the models. The effects of the parameters on the failure modes, deformation capacity, and damage process as seen from the analysis results were also discussed. Each failure proces was compared as steel types. In addition, the failure of steel parts under strong repeated loading was determined according to loading. Results revealed that the state of the failure is closely related to the local plastic strain.