Design of End Plate Stiffeners and Curved Connection of Buried Corrugated Pipes for Stress Reduction

Safety analyses were performed for the end sides and connections of buried corrugated steel pipes. A steel end plate with stiffeners and concrete end plate were analyzed with a FEA program and their safeties were checked. The analysis results showed that the steel end plates required stiffeners for the safety. And it was efficient to increase the number of the stiffener for the safety. However, the concrete end plate was safe without any stiffener because it is very thicker than the steel one. For connection, two cases were considered. One was the connection between two pipes which had different diameters. The other case was the connection between two pipes which had equal diameters. In the first case, the stress concentration occurred along the side line of the connection. In the second case, the stress concentration occurred on the top of the connection. To mitigate the stress concentration, the connection part was redesigned to have curved surface, and it was efficient to decrease the stress concentration. 파형강관 관로의 마감부와 연결부에 대해 안전성 해석을 수행하였다. 강재 마감부에 보강재 설계를 수행하여 안전성을 검토하였으며, 콘크리트로 마감부를 설계한 경우에 대해서도 안전성을 검토하였다. 해석결과, 강재 마감부의 경우에는 보강재의 설치가 반드시 필요하며, 보강재 크기나 마감재의 두께 증가 보다는 보강재의 수를 늘리는 것이 효율적이었다. 콘크리트 마감부의 경우에는 강재 마감부에 비해 두께가 크기 때문에 보강재의 설치는 필요 없었다. 연결부에 대해서는 본관보다 작은 직경의 분기관이 연결될 경우와 본관과 동일한 직경의 분기관이 연결될 경우에 대하여 해석을 수행하여 안전성을 검토하였으며, 본관과 분기관의 직경이 다른 경우에는 양 측면에서 응력 집중이 발생하며, 본관과 분기관의 직경이 동일한 경우에는 연결부 상단에서 응력집중 현상이 가장 크게 발생하였다. 연결부 응력집중 현상을 저감하기 위하여 연결부를 곡선으로 처리하여 해석한 결과, 연결부의 응력집중 현상이 저감됨을 확인할 수 있었다.22Nkc

Pipe Stiff Reinforcing And Reinforcement

본 발명은 파이프 강성 보강재 및 이를 이용한 파이프 강성 보강 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따 른 파이프 강성 보강재는 내부에 중공부를 포함하고 파이프에 부착되어 상기 파이프의 강성을 증가시키는 보강부재 상기 보강부재에 구비되어 상기 보강부재를 상기 파이프에 부착시키는 접착부재 및 상기 중공 부에 주입되어 상기 보강부재의 강성을 증대시키는 충전부재 를 포함하는 것을 특징으로 한다

축하중을 받는 ICH-CFT 단면의 비선형 거동 분석

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Nonlinear Buckling Behavior of Circular Steel Tube Under Uniaxial Compression in Elevated Temperature

The Circular Steel Tube, CST is a structure that is widely used throughout industries such as fluids or gas containers for storages and transport, bridges, piers and building members. The purpose of this study is to investigate the nonlinear buckling behavior of CST under uniaxial compression in the elevated temperate considering the material and geometric non-linearity. The parameters of the analytical model were selected as a fire exposure condition, a slenderness ratio, and a diameter/thickness ratio, and comprehensive buckling behavior characteristics of the CST were obtained using ABAQUS, a general structural analysis program. The critical buckling strength and buckling shape of the CST were analyzed through 3D modeling in order to present basic data of reasonably efficient design. As a result, it can be found that the influence of the thickness ratio in the short column under the 100% section is more significant and the material and geometric nonlinear behavior should be considered than the slenderer column.2

내부 구속 중공 철근 콘크리트 기둥의 내진 특성에 관한 매개 변수 연구

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A Study on Optimum Confined Effect for Internally Confined Hollow CFT Columns under Uniaxial Compression

최근 기둥의 구속효과에 대한 연구가 많이 연구되어지고 있다. 주로 철근 콘크리트 기둥과 CFT(Concrete Filled Tube)기둥과 같이 중실 기둥에 대한 연구로 한정되어 있는 반면 중공 기둥에 대한 구속효과 연구가 매우 미비한 실정이다. 중공 기둥의 외부 구속력에 대한 연구가 주로 연구되고 있고 내부 구속력을 외부 구속력과 동일하게 가정하고 구속 콘크리트의 구속효과를 평가하고 있다. 본 연구에서는 중공 CFT 기둥에 내부 튜브를 삽입하여 구속 콘크리트 3축 구속 상태로 놓이게 하여 연성 및 강도를 상승 시킨 내부 구속 중공 CFT 기둥(Internally Confined Hollow CFT, ICH CFT)의 최적 구속메커니즘을 도출하기 위한 연구를 하였다. 내부튜브 두께, 중공비, 기둥의 직경, 콘크리트와 외부튜브의 휨강성비를 매개변수로 삼아 범용 FEM 프로그램으로 비선형 해석 연구를 수행하여 최적 내부 구속력 도출을 통하여 수정 파괴 조건식을 제안하였다. 수정 파괴 조건식은 최적 내부 튜브의 두께를 산정하여 기둥이 경제성을 확보하도록 하였다. Recently, study of confining effect in column members is progressed. But these studies are limited to about RC column and external confining effect in hollow columns. Internal confining effect in hollow columns has not researched. Internal confining stress is assumed the same external confining stress in hollow columns. In this study, there are to investigate the internal direction confining effect in ICH CFT column by FEA analysis. FEA analysis methods have verified by experimental values. Parametric study has performed as thickness of internal tube, hollow ratio, diameter of column and bending stiffness between concrete and external tube. Modified equations have suggested to estimating economic and reasonable thickness of internal tube.22Nkc

Parametric Study on Curved Tub Girders for Varying Radii of Curvature Parametric Study on Curved Tub Girders for Varying Radii of Curvature

본 연구에서는 개구제형 트윈 거더 교량의 곡률에 따른 상부수평브레이싱 부재력 산정식의 적절성 및 적용성을 검토하였다. 이를 위해 3경간 연속교를 대상으로 곡률반경을 50m에서 1,200m로 변화시켜 상부수평브레이싱의 부재력 산정식과 3차원 유한요소해석을 통한 부재력을 비교하였다. 그리하여 상부수평브레이싱의 공칭부재력을 계산할 수 있는 보정계수를 제안하였다. 특히 상부수평브레이싱 수직재 부재력 산정식은 3차원 유한요소해석결과와 잘 부합하지 않는 것으로 나타났는데, 이는 가로보의 유무에 따른 교축직각방향 강성의 영향이라 판단된다. 그리고 사재와 수직재의 휨, 비틀림, 뒤틀림 및 수평분력의 영향을 곡률별로 도식화하여 나타내었다. A parametric study for varying the radii of curvature is performed with a curved tub girder bridge having three continuous spans. The bracing forces of top lateral bracings from the results of numerical equations are compared to those of 3-dimensional finite element analyses. New modifying factors applicable in computing the nominal member forces of top lateral bracings were suggested. The numerical equations were derived based on one girder system, and it is shown that the numerical equations exhibit some errors compared with 3D FEA results. The main reason for this phenomenon lies on the number of girders. The twin girder system has an external cross-beam between inner and outer girder. It also has larger lateral stiffness than the single girder system. Finally, the distributions by the torsion, bending, distortion, and lateral loading of the top lateral bracing forces were presented in this paper.22Nkc

Internal Confining Stress of Internally Confined Hollow Columns under Compressive Load

Internally Confined Hollow RC(ICH RC) column consisted of concrete, transverse reinforcement, longitudinal reinforcement, and inner tube. It had good strength and ductility by core concrete was become triaxial confining state with transverse reinforcement and inner tube. There were two confining stress as external confining stress and internal confining stress in an ICH RC column. While external confining stress was researched by former researchers, internal confining stress has not researched. In this paper, confining stress of both Hollow RC column and ICH RC column was investigated using FEA program. Relation between theoretical confining stress and internal confining stress was drawn by analysis results. Modified failure condition equations of inner tube were suggested to base on failure condition equations of inner tube by former researcher. When thickness of inner tube was calculated by modified equations, it could be economic because thickness of inner tube was reduced 50% compared with former researcher equations in order to same confining stress. 내부구속중공 RC(Internally Confined Hollow RC, ICH RC) 기둥이란 중공 RC 기둥의 중공부에 내부튜브를 삽입하여 코어 콘크리트를 3축 구속 상태에 놓이게 하여 기둥의 강도와 연성도를 증가시킨 기둥이다. ICH RC 기둥의 구속응력에 대한 연구는 선행 연구자에 의하여 이루어 졌으나 외부 구속응력에 대한 연구만 진행된 상태이다. 본 연구에서는 중공 RC 기둥과 ICH RC 기둥의 구속응력을 유한요소 해석프로그램을 이용하여 분석하였다. 이론 구속응력과 외부 구속응력 그리고 내부 구속응력과의 관계를 도출하였으며, 이를 이용하여 기존의 내부 튜브 파괴조건식을 기반으로 수정 내부튜브 파괴 조건식을 제안하였다. 이론 구속응력과 내부 구속응력과의 관계를 회귀 분석식을 이용하여 나타내어 내부 구속응력을 쉽게 산정할 수 있다. 또한 수정 내부 튜브 파괴 조건식을 이용하여 ICH RC 기둥을 설계할 경우 동일 구속응력대비 기존의 파괴조건식보다 약 50%의 내부 튜브 두께를 감소할 수 있어 경제성을 확보하였다.22Nkc

Performance Evaluation of the Column-Coping Joint for Prefabricated DSCT Pier

연안 환경모니터링 사업이 확대되면서 방대하게 축적되어 있는 연안 환경모니터링 자료의 통계적 분석을 위해서는 모니터링 자료에서 빈번하게 발생하는 이상 자료의 감지 처리가 우선적으로 필요하다. 본 연구에서는 연안 환경모니터링 자료의 어림성분과 나머지(또는 잔차)성분을 이용한 이상자료 진단기법을 제안하였다. 주기함수를 이용한 조화분석 방법과 국지 회귀함수추정 방법을 이용하여 각각 어림성분과 나머지성분을 추출한 후, 추출된 나머지성분 자료에 범용적인 Grubbs 검정기법 및 수정표본점수기법을 적용하여 이상자료를 진단 제거한 후 이상자료가 제거된 자료로 재구성하는 방법이다. 제안된 이 기법을 국립수산과학원 실시간어장정보시스템 제공하는 연안 수온 연속 모니터링 자료에 적용한 결과 이상자료가 성공적으로 제거되는 양상을 보이는 것으로 파악되었다. Outlier detection and treatment process is highly required as the first step for the statistical analysis of the monitoring data having many outliers frequently occurred in the coastal environmental monitoring projects. In this study, the outlier detection method using the approximate and detail (or residual) components of the (raw) data is suggested. The approximate and detail components of the data can be separated by the diverse filtering and smoothing methods. The decomposition of the data is carried out by the harmonic analysis and local regression curve, respectively. Then, the Grubbs' test and modified z-score method widely used to detect outliers in the data are applied to the detail components of the water temperature data. The new data set is reconstructed after removed the outliers detected by these methods. It can be shown that the suggested process is successfully applied to the outlier detection of the coastal water temperature monitoring data provided by the Real-time Information System for Aquaculture Environment, National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI).22Nkc

Experimental Study on Column-Foundation Connection of Composite Hollow RC Column

철근콘크리트 기둥에서 기둥-기초 연결법으로서 기둥의 주철근은 기초의 철근에 연결된다. 반면에 강합성 중공 RC 기둥에서는 중공단면에 내부 강관이 설치되기 때문에, 강합성 중공 RC 기둥과 기초 접합부를 보강하기 위하여 내부 강관을 연결시키는 것이 중요하다. 본 연구에서는 선행연구에서 제시된 기초 철근과의 간섭을 피하여 내부 강관을 관통하는 연결방법 외에 강관과 기초부 철근을 용접커플러로 연결하는 방법과 앵커볼트로 연결하는 2가지 접합방법을 추가로 제시하였다. 제안된 기둥-기초 접합법의 강도, 연성도, 거동 등의 성능을 평가하기 위하여, 해석 및 실험 연구를 수행되었다. 연구결과, 용접 커플러 접합법이 강합성 중공 RC 기둥과 기초의 접합부로서 가장 적합한 것으로 나타났다. The main reinforcements of reinforced concrete(RC) column are connected to the reinforcement of footing as column-footing connection. On the other hand, it is important to connect with inner tube to reinforce the connection of composite hollow RC column and footing, because inner tube is located at hollow section. In this paper, two connection methods of welding coupler connection method and anchor bolting method were proposed for the connection of composite hollow RC column-footing in addition to penetrated connection method proposed by previous researchers. To evaluate performance such as strength, ductility and behavior of the connections, finite element analysis and experimental tests were performed. Finally, it was found that the welding coupler connection method are suitable for the column-footing connection.22Nkc