도로의 빗물받이 간격을 고려한 우수관거 최적설계

장동일,이정호,전환돈,김중훈,Chang, Dong-Eil,Lee, Jung-Ho,Jun, Hwan-Don,Kim, Joong-Hoon 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.5

본 연구에서는 도로 측구에 매설된 우수관거와 함께 빗물받이 간격을 최적화하는 우수관거 최적 설계 모형을 제시하였다. 빗물받이 간격이 변화하면 각 측구에 대한 유역면적이 변화하게 되며, 각 측구로 유입되는 유량을 또한 변화시키게 된다. 각 측구로 유입되는 유량이 달라질 경우 하부에 매설된 우수관거의 필요용량이 달라지므로 관경의 변화가 요구되는 결과를 낳는다. 즉 빗물받이 간격이 달라진다면 빗물받이 개수, 각 우수관거의 관경 및 연장, 그리고 관거별 경사 등의 설계조합이 달라진다. 그에 따라서 최소비용을 위한 빗물받이 간격 별 우수관의 설계조합은 최적화를 통하여 해결해야한다. 수리학적 조건을 만족하는 빗물받이 간격 및 우수관의 설계조합을 유전자 알고리즘을 통하여 결정하였다. 도로의 조건들은 실제도로에 맞게 가정하였으며 강우조건은 서울지방의 재현기간 10년 지속시간 1시간 강우를 사용하였다. 현재 하수도 시설기준 및 여러 기준에 의해 포괄적으로 소개된 빗물받이 적정 간격은 $10{\sim}30\;m$이므로 본 모형을 이용한 빗물받이 최적 간격에 대한 해의 탐색은 이 범위 내에서 이루어졌다. 본 연구는 도로의 경사조건에 따른 빗물받이 최적간격과 우수관의 최적조합을 최소 건설비용을 통하여 제시하였으며 본 연구에 의해 획득된 결과에 의하면 노면경사에 따라 최적 빗물받이 간격이 다르며 빗물받이 간격에 따라 공사비용을최대 20% 감소시킬 수 있었다. This study presented a design model optimizing a distance of inlet with drainage pipe laid under the gutter in road. When the distance of inlet changed, a basin for the gutter divided by the distance of inlet and the inflow coming into the gutter would be changed. In this case, the change of inlet distance causes the change of a diameter of drainage pipe and slope because of the change of capacity. Therefore, the optimization is needed to design the combination of them for the distance of inlet. Genetic Algorithm is used to determine the optimal combination of them. The conditions of road and the precipitation were assumed like a real and the range of inlet distance adopted $10{\sim}30\;m$ which has been introduced in domestic. This model presented the optimal distance of inlet and the combination of pipe and slope through the minimum cost. The result of the study is that the optimal distance of inlet is different from each slope of road and it can reduce about 20% of total cost for the distance of inlet.

위탁영농을 위한 기계화 전문가 시스템 개발

장동일,김성래,김만수 ( D . I . Chang,S . R . Kim,M . S . Kim ) 한국농업기계학회 1994 바이오시스템공학 Vol.19 No.3

강섬유보강콘크리트의 파괴거동에 관한 실험적 연구

장동일,곽종현,채원규,Chang, Dong-Il,Kawk, Jong-Hyun,Chai, Won-Kyu 대한토목학회 1991 대한토목학회논문집 Vol.11 No.3

본 논문에서는 강섬유보강콘크리트 구조물의 파괴거동을 규명하기 위하여 파괴실험을 수행하였다. 실험대상 시험체는 모두 36개였으며, 실험시 시험체의 하중의 변화에 대한 휨 변형률과 중앙처침량의 변화를 관찰하였다. 이들 결과를 토대로, 강섬유 혼입량, 강섬유 형상비와 초기균열비의 변화에 대한 강섬유보강콘크리트의 파괴거동을 고찰하였으며, 강섬유보강콘크리트의 울력확대계수, 인성지수, 휨강도를 계산 비교하였다. 아울러 회귀분석에 의하여 강섬유보강콘크리트의 휨강도를 예측할 수 있는 예측공식을 유도하였다. In this paper, fracture tests were carried out in order to investigate the fracture behavior of SFRC (Steel Fiber Reinforced Concrete) structures. Thirty six SFRC beams were used in this test. The relationships between loadings, strains, and mid-span deflections of the beams were observed under the three point loading system. From the test results, the effects of percentage of fiber by volume, the fiber aspect ratio and the initial crack depth ratio on the concrete fracture behavior were studied, and the stress intensity factors, the thoughness index, and the flexural strength of SFRC beams were calculated. According to the regression technique, some empirical formulae for predicting the flexural strength of SFRC beams were also suggested.

철근(鐵筋)콘크리트보의 전단피로거동(剪斷疲勞擧動)에 관(關)한 연구(硏究)

장동일,곽계환,Chang, Dong Il,Kwak, Kae Hwan 대한토목학회 1988 대한토목학회논문집 Vol.8 No.1

철근콘크리트 보의 전단피로거동(剪斷疲勞擧動)에 관(關)해 실험적(實驗的)인 연구(硏究)를 실시하여, 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 비교(比較) 검토하였다. 전단실험(剪斷實驗)은 정적실험(靜的實驗)과 피로파괴실험(疲勞破壞實驗)으로 구별하였는데, 정적실험(靜的實驗)에서는 3가지 경우의 시험부재(試驗部材) 4개를 제작하여 실험한 결과, 응력과 스터럽의 변형률 관계를 관찰하였고, 피로파괴실험(疲勞破壞實驗)에서는 4가지 경우의 시험부재(試驗部材) 11개를 제작하여 실험한 결과, 하중-중앙처짐 관계와 하중-인장철근 변형률 관계 그리고, 하중-스터럽의 변형률 관계를 관찰하였다. 100 만회(萬回)에 대한 부재(部材)의 피로강도(疲勞强度)는 정적극한강도(靜的極限强度)의 약 65%임을 확인할 수 있었다. This study is intended to investigate the shear fatigue behaviour of reinforced concrete beams based on a series of experiments, and verify the test results in comparison with the analysis result obtained by using a nonlinear finite element method. The experiments are divided into the tests under the static loading and the test under the dynamic fatigue loading. In order to investigate the shear failure behaviour under static loadings, four specimens for three different cases were made and tested. The behaviour of stirrups with the static stress and strain variations were observed based on the results of these tests. In the fatigue fracture tests, eleven specimens for four different cases were made and tested. Various observations on mid-span deflection of test beams and tensile strains of reinforcing steels as well as stirrups were made against various fatigue loadings. It may be concluded that the shear fatigue strengths of R.C. specimens at one million cycles turn out to be approximately 65 percent of the static ultimate shear strength.

축산을 위한 환경제어 및 자동화 사양관리 시스템 설게에 관한 문헌 연구

장동일,장홍희,Chang, Dong-Il,Chang, Hong-Hee 한국축산환경학회 1995 축산시설환경학회지 Vol.1 No.1

The objective of this study was to review and analyze the application technologies of electronics and microprocessor for environment control and automated management systems of livestock production of the advanced countries, and to select the appropriate and applicable technologies for our systems among the analyzed. In this study, the environment control systems were analyzed mainly on the poultry production systems and the automated management systems on swine and dairy production systems. According to the results, the advanced technologies reviewed and analyzed could be applicable for designing our animal production systems, if those were modified and remodeled for our situation.

강철도교(鋼鐵道橋)의 등가피로피해(等價疲勞被害)에 관한 연구(硏究)

장동일,이종득,정영화,Chang, Dong Il,Lee, Jong Deuk,Chung, Yeong Wha 대한토목학회 1982 대한토목학회논문집 Vol.2 No.4

3개의 기존(旣存) 강철도교량(鋼鐵道橋梁)의 주요부재(主要部材)에 대해 열차(列車) 통과시(通過時)의 동적(動的)인 변형율(變形率)-시간(時間)(${\varepsilon}$-t)곡선을 측정(測定) 통계정리(統計整理)하여 허용응력(許容應力)을 기준으로 한 등가피로피해(等價疲勞被害)를 산출(算出) 검토(檢討)하였다. 이로부터 강철도교량(鋼鐵道橋梁)의 안전도(安全度) 및 내용연한(耐用年限)을 추정(推定)할 수 있는 중요한 토대가 마련되었다. 아울러, 강철도교량(鋼鐵道橋梁)을 설계함에 있어서 참조할 수 있는 다음과 같은 몇가지 중요한 특성을 밝힐 수 있었다. 같은 중량(重量)의 열차(列車)라도 차축(車軸)의 중량(重量) 및 차량(車輛)의 배축(配軸)의 차이 등에 따라 피로피해(疲勞被害)가 달라짐을 확인하였다. 부재(部材)의 재료성분(材料成分)이나 제작(製作) 및 시공(施工) 중의 결함(缺陷), 혹은 부식(腐蝕)이나 마모 등이 있는 부분에서는 피로피해(疲勞被害)가 큰 것을 알았다. 지간(支間) 및 교량형식(橋梁形式)을 여러 가지로 바꾸면서 계속해서 이와 같은 연구가 이루어진다면 더욱 유익한 자료가 얻어질 수 있으리라 사료된다. The dynamic strain-time(${\varepsilon}$-t) curves of the fatal members in three existing steel railway bridges was measured during the selected trains was passing, and was regulated statistically. By the results of these the equivalent fatigue damages of the selected members was calculated in comparison with the allowable stresses, and was examined. From these the base available in evaluating the stability and the lifeproof of the steel railway bridge was obtained. In addition to this, the following several properties which could be used availably in designing the steel railway bridges. It was conformed that the fatigue damages was different each other even in the same members, if the unit weight of the trains was same but the weights and the dispositions of the wheels of the trains was different each other. It was indicated that the fatigue damages was larger in the members which had the defects in components of the materials, the flaws being made during producing and constructing, and the corrosions, etc. It was considered that more a vailable data could be obtained, if the same studies were continued under the spans and the types of the bridges being changed continuously.

철도궤조(鐵道軌條)의 용접연결부(鎔接連結部)에 대한 피로균열성장(疲勞龜裂成長)

장동일,박용걸,경갑수,Chang, Dong Il,Bak, Yong Gul,Kyung, Kab Soo 대한토목학회 1986 대한토목학회논문집 Vol.6 No.3

철도궤조(軌條) 용접연결부(鎔接連結部)는 용접(鎔接)에 의한 저인성(低靭性), 잔류응력(殘溜應力), 용접변형등(鎔接變形等)의 효과로 피로균열성장거동(疲勞龜裂成長擧動)의 복잡성을 나타낸다. 또한 철도궤조(軌條)의 장대화(長大化)로 용접연결(鎔接連結)이 불가피하며 용접연결부(鎔接連結部)에서는 피로파괴(疲勞破壞)가 빈번히 발생(發生)하고 있다. 이에 본(本) 연구(硏究)는 소재부(素材部), 가스압접부(壓接部), 테르밋트용접부(鎔接部)에 대하여 피로실험(疲勞實驗)을 행(行)하여 S-N 선도작성(線圖作成)의 기본적인 자료를 제시코져 하였다. 그 결과(結果), 소재부(素材部)가 용접부(鎔接部)보다, 또 가스압접부(壓接部)가 테르밋트용접부(鎔接部)보다 피로균열성장(疲勞龜裂成長)에 대한 저항성(抵抗性)이 좋으며, 이와같은 용접부(鎔接部)와 고강도(高强度)의 궤조강(軌條鋼)은 종래의 재료역학적(材料力學的)인 방법(方法)만으로 파괴(破壞)를 제어하는 것은 매우 위험하다는 것을 알 수 있었다. The welded joint of the rail of railroad had shown the complicated behaviour of fatigue crack growth due to the effect of low toughness, residual stress, welding stress and strain etc. resulting from welding. Also, the welding connection has been necessary as making longer the rail, thus fatique fracture has often occurred at welded joints. From above, in this paper, faigue test was done at base metal, gas pressure and thermit welded joints to give the basic data to construct S-N diagrams. From this, it was known that the base metal was better than welded joint and gas pressure better than thermit welded joints in the resistance against the behaviour of fatigue crack growth. And it was also found that it is very dangerous to control fracture only by the method of material mechanics.

농가용 소형 사료분쇄기 개량에 관한 연구 (Ⅱ)

장동일,김성래,김만수,이규장 ( Dong Il Chang,Soung Rai Kim,Man Soo Kim,Kyu Jang Yi ) 한국농업기계학회 1984 바이오시스템공학 Vol.9 No.2

용접(鎔接) 강구조(鋼構造) 부재(部材)의 잔류응력(殘留應力) 특성(特性)에 관한 연구(?究)

장동일,김두환,Chang, Dong Il,Kim, Doo Hwan 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

용접부(鎔接部)에서 잔류응력(殘留應力)은 용접열(鎔接熱)에 의한 국부(局部) 가열(加熱)과 불규칙적(不規則的)이고 비교적(比較的) 급속(急速)한 냉각(冷却)으로 유발(誘發)되는 열응력(熱應力)과 구조물(構造物)의 강성(剛性) 및 재료(材料) 등에 의하여 발생(發生)되며, 잔류응력(殘留應力)의 존재(存在)는 취성파괴강도(脆性破壞强度), 피로강도(疲勞强度), 좌굴강도(挫屈强度), 진동특성(振動特性), 부식저항(腐蝕抵抗) 등에 영향(影響)을 미치는 궁극적(窮極的) 요인(要因)으로 간주(看做)됨으로 본(本) 연구(硏究)는 구조물(構造物)의 강도(强度)를 저하(低下)시키고 기능(機能)에 악영향(惡影響)을 끼치는 잔류응력(殘留應力)의 기구학적(機構學的) 특성(特性)을 파악(把握)하기 위하여 SWS 58 강판(鋼板)을 X홈 용접(鎔接)하여 이것을 4단계(段階) 즉 $350^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리(熱處理)하여 hole drilling method를 사용(使用)하여 잔류응력(殘留應力)을 측정(測定)한 결과(結果), 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 잔류응력(殘留應力)을 제거(除去)시키는 가장 효과적(效果的)인 온도(溫度)는 $650^{\circ}C$ 정도(程度)이었고, 구멍의 직경(直經)이 구멍의 깊이와 일치할 때 구멍바로 근처(近處)의 소성변형(塑性變形)은 완전(完全)히 해방(解放)되었으며, 경도시험(硬度試驗)을 통(通)해 열처리(熱處理) 후(後) 열영향부(熱影響部)의 높은 경도(硬度)가 모두 삭감(削減)되는 것을 알 수 있었으며 또한 잔류응력(殘留應力)에 끼치는 용접입열(鎔接入熱)의 영향(影響)은 입열량(入熱量)의 표준(標準)보다 1/4 이상(以上), 이하(以下)인 경우 잔류응력(殘留應力)은 용접입열(鎔接入熱)에 큰 영향(影響)이 없음을 알았다. Residual stresses have remained around welding areas of a steel structure member after welding operation. The major causes to occur these residual stresses are the local heat due to a welding, the heat stresses due to a irregular and rapid cooling condition, the material and rigidity of a steel structure. Ultimatly, these residual stresses have been known to decrease a brittle fracture strength, a fatigue strength, a buckling strength, dynamic properties, and the corrosion resistance of the material. This paper deals with the residual stresses on a steel structure member through experimental studies. SWS 58 plates were welded by the method of X-groove type. These plates were layed on the heat treatment at four different temperatures; $350^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $650^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$. The resulting residual Stresses were measured by hole drilling method, and the followings were obtained. The residual stresses on the vicinity of a welding point were relieved most effectively at the temperature of $650^{\circ}C$, and these stresses relieved completly when the ratio of a hole diamerter to a hole depth became unity. Hardness test shows that the higher value of hardness at the heat affected zone dropped to belower as the temperature went up from $350^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$. The Welding input heats have not influenced the magnitude of residual stresses at the input heat range between above and below one forth than standard.

구조용(構造用) 연강재(軟鋼材)에 대한 피로경화(疲勞硬化)의 영향(影響)에 관한 연구(硏究)

장동일,용환선,황윤국,Chang, Dong Il,Yong, Hwan Sun,Hwang, Yoon Koog 대한토목학회 1982 대한토목학회논문집 Vol.2 No.4

강구조물(鋼構造物)의 안전유지(安全維持) 및 보수보강(補修補强)에 필요한 자료(資料)를 얻기 위해, 공용이역(供用履歷)을 갖는 강재(鋼材)와 갖지 않는 강재(鋼材)의 기계적(機械的) 성능(性能) 및 인성변화(靭性變化)를 실험적(實驗的) 방법(方法)을 통(通)해 비교검토 하였다. 본(本) 연구(硏究)에서는, 공용중(供用中)에 받은 피로누적(疲勞累積)에 의한 경화(硬化) 및 취화인성저하(脆化靭性低下)등을 검토하였으며, 파악된 사항이 강구조물(鋼構造物) 연결방법(連結方法)에 사용되고 있는 용접(鎔接)에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과(結果), 경화(硬化) 및 취화(脆化)의 영향은 강도증가(强度增加) 보다 인성저하(靭性低下)에 더 많은 작용을 하였으며, 강구조물(鋼構造物) 연결방법(連結方法)으로 채택한 용접(鎔接)에서도 같은 경향을 보였다. 또한 공용이역(供用履歷)을 갖는 강재(鋼材)와 갖지 않는 강재(鋼材)를 용접(鎔接)하였을 경우에는 상온(常溫)에서도 취성(脆性)을 나타내고 있음을 알 수 있었다. In order to obtain the necessary data for the safety maintenance, repair, and reinforcement of steel structures, experiment was carried out to examine the mechanical capacity and toughness variation for steel with service history and without. In this paper, hardening and embrittlement by fatigue accumulation, and the decrease of toughness was examined and weld that was commonly used as the connection method of steel structure was also examined. It was found that hardening and embrittlement have more effect on the decrease of toughness than the increase of strength. Such a tendency was also similary state in case of weld. And it was found that, in the weld of steel with service history and without, embrittlement was observed at normal temperature.