지진격리된 복층구조 파이핑 시스템의 내진성능평가

전준태,류용희,주부석 한국재난정보학회 2016 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2016 No.11

본 연구는 지진격리장치가 적용된 파이핑 시스템에서 빌딩과 같은 구조요소의 상호작용에 의한 동적 거 동을 분석하고자 기존 복층구조 파이핑 시스템과 빌딩시스템에 triple friction pendulum이 적용된 격리장 치를 적용 하였다. 파이핑 시스템의 시간이력해석에 의한 동적거동 평가를 위해 OpenSees를 이용하여 지진격리된 빌딩 및 파이핑시스템의 수치해석모델을 구축하였으며, 또한 파이핑시스템의 경우 ceiling system and supporting system 등과 같은 요소로 구분하여 유한요소모델을 구축하였다. 결과적으로 지진 격리장치가 적용된 빌딩-파이핑 시스템의 경우 각층의 drift 및 변위가 일정한 반면 비 적용된 시스템의 경우 층 가속도에 의한 구조물의 변위가 빌딩층에 따라 상당히 증가함을 볼 수 있다.

경주지진에 의한 곡선교량의 내진 안전성 평가

전준태 한국재난정보학회 2018 한국재난정보학회 논문집 Vol.14 No.1

This study presented 3D Finite Element (FE) analysis of curved beam structures subjected to static and dynamic loading conditions, which is particularly strong ground motions. It was shown that the results obtained from 3D FE analyses was similar to the theoretical solution within 1% convergency error, in order to validate the 3D solid FE models in this study. In particular, it was focusing on development of dynamic characteristics of curved beam structures subjected to three-different seismic ground motions: GyeongJu, Lomaprieta and Northridge earthquakes. Consequently, It was interesting to find that the results obtained from GyeongJu earthquake was detuned due to high frequency effect, but the Von-Mises of the curved beam structure under Lomaprieta earthquake was 647.824 MPa at 45 curvature degree. 본 연구에서는 곡선형 보의 선형탄성 3D Solid 유한요소 모델을 구축하고 외력이 작용하였을 때 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소 해석결과와 이론해 결과의 오차는 대부분의 위치에서 1%내외로 발생하는 것으로 보아 이론해와 잘 부합한다고 판단된다. 검증된 유한요소 모델을 이용하여 시간이력해석을 수행하였으며 시간이력해석결과 Gyeong-Ju 지진파적용 시 가장 작은 결과가 나타났으며 이는 Gyeong-Ju 지진파의 특성이 고주파 성분의 영역의 특성을 보이기 때문이다. 또한 곡선형 보의 곡률중심을 45°로 감소시켜 동적 해석을 수행하였을 때 Lomaprieta 지진파의 Von-Mises 결과가 647.824MPa로 가장 큰 것으로 나타났다.

화재방호계통 복층구조 스프링클러 파이프라인 내진성능 평가

전준태,정우영,주부석 한국재난정보학회 2014 한국재난정보학회 논문집 Vol.10 No.3

Fire protection (sprinkler) piping system is an essential element for the energy supplyand for the protection against the seismic-induced fire during and after an earthquake. The primary objective of this study was to understand the seismic performance ofcomplex two-story piping system installed in a low-rise building subjected tobi-directional and three-directional earthquakes. The result of current study revealed thatthe displacement of the piping system in accordance with floor level was significantlydifferent due to acceleration-sensitivity but the effect of the piping system due to thevertical direction earthquake was not significant. 화재방호계통 스프링클러 시스템의 경우 지진 발생 시 그리고 지진 발생 후에 유도되는 화재로부터 건물과 인명을 보호하고 에너지를 공급을 위한 필수 요소라 할 수 있다. 본연구의주목적은 양방향 (x, y) 그리고 3축(x, y, z)방향의 지진의 영향을 받는 저층 건물에 설치된복층구조 스프링클러 파이프라인의 거동과 내진성능을 평가 하고자 함이다. 결과적으로 건물의 비구조 요소인 스프링클러 파이프라인의 경우 각 층별로 다른 거동을 보이고 있으며,또한 수직 방향의 지진의 경우 수평방향의 지진보다 파이프라인에 미치는 영향은 미미하다고 볼 수 있다.

습식 Shotcrerte 리바운드량 감소량에 대한 실험적 연구

전준태,이양규 대한토목학회 2003 대한토목학회논문집(정기학술대회논문집) Vol.23 No.1

반복하중을 받는 스테인리스강의 이력거동 해석모델 개발

전준태 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.2

연구목적: 본 연구에서는 대변형 효과를 구현할 수 있는 유한요소 해석기법을 기반으로 반복하중에 의 한 스테인리스강의 이력거동을 정확하게 평가할 수 있는 비선형 반복소성 손상모델을 개발하였다. 연 구방법: 개선된 운동경화 모델과 등방경화 법칙을 연계하여 반복하중 하에서의 재료의 거동을 모사하 는데 필요한 반복소성 모델을 개발하였으며, 이를 비선형 손상모델과 결합하였다. 연구결과 및 결론: 제안된 비선형 손상모델을 검증하기 위하여 변형률 제어 단조 및 반복하중 시험을 모사하였으며, 이를 통한 해석결과를 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 본 연구에서 제안한 비선형 손상모델은 스테인리 스강의 반복하중 하에서의 이력거동을 정확하게 모사할 수 있음을 확인하였다. Purpose: This study intends to develop a nonlinear cyclic plasticity damage model in the framework of finite element formulation, which is capable of taking large deformation effects into account, in order to accurately predict the hysteretic behavior of stainless steel structures. Method: The new cyclic constitutive equations that utilize the combined isotropic-kinematic hardening rule for plastic deformation is incorporated into the damage mechanic model in conjunction with the large strain formulation. The damage growth law is based on the experimental observations that the evolution of microvoids yields nonlinear damage accumulation with plastic deformation. The damage model parameters and the procedure for their identification are presented. Results and Conclusion: The proposed nonlinear damage model has been verified by simulating uniaxial strain-controlled monotonic and cyclic loading tests, and successfully applied to a thin-walled stainless steel pipe subjected to constant and alternating strain-controlled cyclic loadings.

벨로우즈 신축이음관의 3D 유한요소 해석

전준태,손호영,전법규,주부석 한국재난정보학회 2021 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2021 No.11

2016년 경주 지진으로 인해 구조요소에 비해 비구조요소가 심각한 피해를 입은 것으로 나타났다. 비구조요소 중 배관 시스 템은 일반적으로 구조물 내에 설치되거나 지반에 매립되어 구조물과 연결된다. 지진 발생 시 매립된 배관은 과도한 상대변위로 피해를 입을 수 있어 벨로우즈 신축이음관 적용을 통해 일부 변위를 허용하여 내진성능을 향상시키는 경우가 종종 있다. 본 연 구는 벨로우즈 신축이음관의 반복가력 실험을 기반으로 유한요소 모델을 구축하였으며 해석결과와 실험결과를 비교하여 모 델의 타당성을 검토하였다.

화재방호계통 스프링클러 파이프라인 내진 성능 평가

전준태,정우영,주부석 한국재난정보학회 2014 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2014 No.1

폭발하중에 의한 다기능-수중보 구조물 거동평가

전준태,정우영,주부석 한국재난정보학회 2015 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2015 No.11

최근 위험물질에 의한 폭발 및 테러의 위험성 증가로 인하여 사회간접자본 시설물인 댐/보, 원자력 발전 소, 병원 구조물과 같은 주요 시설물의 폭발 안전성 평가 연구가 이슈화 되고 있어, 본 연구에서는 가스폭 발에 의한 다기능 보 구조물의 거동을 평가하고 안전성을 분석 하고 자 한다. 본 연구에서 폭발 해석에 필 요한 하중 조건 산정은 PHAST 프로그램을 사용하여 주변 온도 및 공기 특성 등을 고려한 약 5톤의 가스 폭발 조건을 구축 하였다. 또한 다기능 보 구조물의 거동 분석을 위해 구조물-지반 상호 작용을 고려한 2 차원 유한 요소 모델을 구축하여 폭발에 의한 구조물 거동을 평가 하였다. 다기능 보 구조물의 수치해석 결과 보 구체와 Stilling Basin구조물 사이의 연결부에 응력집중 현상이 발생하는 것으로 평가 되었다.

고주파 지진에 의한 곡선 교량의 지진 취약도 분석

전준태,주부석,손호영,Jeon, Juntai,Ju, Bu-Seog,Son, Hoyoung 한국재난정보학회 2020 한국재난정보학회 논문집 Vol.16 No.4

연구목적: I-Shape 거더를 갖는 곡선교량의 지진 안전성에 미치는 고주파 지진의 영향성을 분석하기 위해 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구방법: I-Shape 단면을 갖는 곡선교량의 선형탄성 유한요소 모델을 구축하고 고주파 영역의 인공지진파를 12개 생성하여 시간이력해석 및 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과:변위응답(LS1, LS2)에 대한 한계상태는 0.1g를 넘어서면서 파괴가 발생하였으며 거더의 응력응답 한계상태의 경우 0.2g를 넘어서면서 정해진 한계상태를 초과하는 것으로 나타났다. 결론: 현재 구축된 곡선교량 모델의 경우 고주파 지진에 민감하게 반응하는 것으로 판단된다. Purpose: This is aimed to evaluate the seismic fragility of curved bridge structure with I-shape girder subjected to 12 high frequency ground motions based on Gyeongju earthquake. Method: The linear elastic finite element model of curved bridge with I-Shape cross section was constructed and them linear elastic time history analyses were performed using the 12 artificial ground motions. Result: It was found that displacement response(LS1, LS2) was failed after PGA 0.1g and the stress response also showed failure after PGA 0.2g. Conclusion: The curved bridge with I-shape girder was sensitive to high frequency earthquakes.

등기하해석에 의한 기능경사복합재 판의 역학적 거동 예측

전준태,Jeon, Juntai 한국재난정보학회 2020 한국재난정보학회 논문집 Vol.16 No.4

연구목적: 본 연구에서는 고차전단변형이론을 적용한 등기하해석 방법을 이용하여 기능경사복합재 판의 휨에 의한 역학적 거동을 해석하고자 하였다. 연구방법: 기능경사복합재 판의 역학적 거동을 보다 더 정확하게 해석하기 위해서 전단보정계수를 도입할 필요가 없는 기하학적 비선형을 고려한 고차전단변형이론을 이용하여 휨을 받는 기능경사복합재 판의 평형방정식과 지배방정식을 도출하였으며, 등기하 해석방법에 의한 수정된 Newton-Raphson 반복법을 이용하여 방정식들을 풀었다. 연구결과: 판의 용적비, 길이-두께 비 및 경계조건은 기능경사복합재 판의 휨 거동에 상당한 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 결론: 제안된 등기하해석 방법은 휨을 받는 기능경사복합재 판의 역학적 거동을 해석하는데 있어 정확하고 효과적인 수치해석 방법임을 확인하였다. Purpose: This study attempts at analyzing mechanical response of functionally graded material (FGM) plates in bending. An accurate and effective numerical approach based on isogeometric analysis (IGA) combined with higher-order shear deformation plate theory to predict the nonlinear flexural behavior is developed. Method: A higher-order shear deformation theory(HSDT) which accounts for the geometric nonlinearity in the von Karman sense is presented and used to derive the equilibrium and governing equations for FGM plate in bending. The nonlinear equations are solved by the modified Newton-Raphson iterative technique. Result: The volume fraction, plate length-to-thickness ratio and boundary condition have signifiant effects on the nonlinear flexural behavior of FGM plates. Conclusion: The proposed IGA method can be used as an accurate and effective numerical tool for analyzing the mechanical responses of FGM plates in flexure.