The nuclear accident due to the recent earthquake in Japan has triggered awareness of the importance of safety with regard to nuclear power plants (NPPs). An earthquake is one of the most important parameters which governs the safety of NPPs among external events. Application of a base isolation system for NPPs can reduce the risk for earthquakes. At present, a soil-structure interaction (SSI) analysis is essential in the seismic design of NPPs in consideration of the ground structure interaction. In the seismic analysis of the base-isolated NPP, it is restrictive to consider the nonlinear properties of seismic isolation devices due to the linear analysis of the SSI analysis programs, such as SASSI. Thus, in this study, SSI analyses are performed using an iterative approach considering the material nonlinearity of the isolators. By performing the SSI analysis using an iterative approach, the nonlinear properties of isolators can be considered. The difference between the SSI analysis results without iteration and SSI with iteration using SASSI is noticeable. The results of the SSI analysis using an effective linear (non-iterative) approach underestimate the spectral acceleration because the effective linear model cannot consider the nonlinear properties of isolators. The results of the SSI analysis show that the horizontal response of the base-isolated NPP is significantly reduced.

In order to perform a soil-isolation-structure interaction analysis of seismically isolated nuclear power plant (NPP) structures, the nonlinear behavior of a seismic isolation system may be converted to an equivalent linear model used in frequency domain analysis. Seismic responses for seismically isolated NPP containment structures subjected to a simple artificial acceleration history and different site class earthquakes are evaluated for the equivalent-linear and nonlinear models that have been applied to lead-rubber bearing (LRB) modeling. It can be observed that the maximum displacements of the equivalent linear model are larger than that of the nonlinear model. From the floor response spectrum analysis for the top of NPP containment structures, it can be observed that the spectral acceleration of an equivalent linear model at about 0.5 Hz frequency is about 2~3 times larger than that of a nonlinear model.

일반적으로 CFRP 레저선박의 상부구조물은 동급전장 타 선박보다 매우 작은 경향을 보이고 있는데, 이는 풍압면적에 의한 횡요저항력과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 CFRP 레저선박의 이러한 상부구조물 형상 특성을 풍압면적 변화에 따른 복원안정성 분석을 통해 파악하고자 한다. GFRP 레저선박과 CFRP 레저선박의 선체 및 상부구조물 형상 특성을 상호 비교하고, CFRP 레저선박의 상부구조물 형상변화를 통해 그 변화가 복원안정성에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이를 위해 GFRP, CFRP 레저선박 총 10척의 형상을 비교, 분석하여 선체와 상부구조물 간의 형상 추세를 파악하였고, ISO 12217에 따른 횡요저항력 추정 및 복원안정성 평가 프로그램 개발을 통해 상부구조물의 형상 변화와 복원안정성 간의 관계를 분석하였다. 연구결과, CFRP 레저선박의 풍압면적 분포경향은 GFRP 레저선박과 비슷하였으나, 상대적으로 상부구조물 형상 비율은 절반정도 크기에 그치는 경향을 보였다. 또한 CFRP 레저선박의 상부구조물 크기를 동급전장의 GFRP 선박 상부구조물 면적 비율 이상(10%) 증가시키는 경우 횡요저항력에 의한 복원성능에 문제가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 액화천연가스 운송을 위해 사용되는 맴브레인형 Mark Ⅲ 화물창 시스템의 주요 구조물인, 방열 판 구조물의 파손 강도 평가를 수행한 내용을 다루고 있다. Mark Ⅲ 방열 판 구조물을 복합적층 구조물로 고려하였으며 상용화된 범용 유한요소 프로그램인 MSC사의 PATRAN과 MARC를 사용하여 Mark Ⅲ 방열 판 구조물의 유한요소 모델을 개발하였다. 특히, 액화천연가스 화물의 특성으로 인해 Mark Ⅲ 방열 판 구조물이 접하는 상온에서 극저온에 이르는 광범위한 온도분포에 따른 재료 물성치 변화를 유한요소 모델에 포함하였다. 이 유한요소 모델을 기반으로 파손 강도 평가 절차가 확립되었으며, 이 때 Mark Ⅲ 방열 판 구조물의 파손 발생 여부를 판단하기 위해 Hashin, Hill, Hoffman, maximum stress, 그리고 Tsai-Wu와 같은 이방성 파손 기준들을 사용하였다. Mark Ⅲ 방열 판 구조물의 전반적인 구조적 거동을 이해하였으며 이후 초기 파손 영역에서 강도 평가를 수행하여 파손이 발생되었을 때의 위치와 하중 등을 알 수 있었다.

기계 구조물에서 부재의 결합부가 시스템 전체의 동적 거동에 매우 심각한 영향을 미치고 있다. 따라서 동적인 응답의 정확한 예측은 이러한 결합부를 어떻게 모델링 하느냐에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 본 논문에서는 결합부의 유연성을 정량적으로 표현하기 위하여 서로 대칭이고 마주보는 외팔보의 중앙에 선형 및 비틀림 스프링을 결합부에 이식하였다. 이를 바탕으로 결합부의 강성 변화에 따른 시스템의 재해석은 축약법과 유한요소법으로 계산하였다. 이항 급수로 표현되는 기저벡터의 수에 따라서 전체 모델의 크기는 획기적으로 감소되어 축약 모델로 매우 짧은 시간에 효율적으로 계산할 수 있었다. 본 연구에서는 두 가지 경우의 수치해석 예가 제시되어 축약 모델의 결과가 정밀해와 잘 일치함을 보여주고 있다.

본 논문에서는 견고표적 피해분석 무기효과 계산 SW의 Framework에 대하여 기술하였다. 탄두의 침투이력, 기폭에 의해 발생되는 폭압, 폭압에 의한 구조 및 비구조 구성품 파괴가 이론식 및 경험식을 통해 계산되었다. 또한 사용자의 편의를 위해 손쉬운 UI가 설계되었으며, 각 해석 단계는 모듈화되어 향후 개선 및 보완이 용이하게 하였다.

본 논문에서는 질점계 비선형 지진응답해석을 통한 역량스펙트럼 도출방법을 소개한다. 일반적인 건축물의 손상도 평가는 비선형 등가정적해석(Push-over Analysis)을 통하여 건축물의 역량스펙트럼을 도출하고, 역량스펙트럼과 요구스펙트럼의 교차점을 성능점으로 평가하고 있다. 등가정적해석은 지진의 영향을 등가의 정적하중으로 환산한 후 이를 이용하여 정적해석을 수행함으로써 구조물의 지진에 의한 거동을 예측하는 방법이다. 이 방법은 고차모드 및 층별 동특성의 영향을 고려할 수 없다. 따라서 건축물의 동특성이 반영된 역량스펙트럼을 산출하기 위하여 질점계 비선형 지진응답해석을 진행하여 건축물의 역량 스펙트럼을 제안하고자 한다.

Spatial structures as like dome structure have the different dynamic characteristics from general rahmen structures. Therefore, it is necessary to accurately analyze dynamic characteristics and effectively control of seismic response of spatial structure subjected to multi-supported excitation. In this study, star dome structure that is subjected to multi-supported excitation was used as an example spatial structure. The response of the star dome structure under multiple support excitation are analyzed by means of the pseudo excitation method. Pseudo excitation method shows that the structural response is divided into two parts, ground displacement and structural dynamic response due to ground motion excitation. And the application of passive tuned mass damper(TMD) to seismic response control of star dome structures has been investigated. From this numerical analysis, it is shown that the seismic response of spatial structure under multiple support seismic excitation are different from those of spatial structure under unique excitation. And it is reasonable to install TMD to the dominant points of each mode. And it is found that the passive TMD could effectively reduce the seismic responses of dome structure subjected to multi-supported excitation.

This study analyzes performance-cost ratio of various polycarbonate(PC) pigpen. The finite element models using the ANSYS program described in this paper is attractive not only because it shows excellent accuracy in analysis but also it shows the benefit of parameter study by using APDL. We have performed various parameter study of total 6 models. And we compared and analyzed the results of 6 models. From the numerical examples, we recommend model M2. Model M2 is PC pigpen with steel in PC.

In this paper. the effects of the aspect ratio on the natural frequency of the advanced composite road structures is studied. The advanced composite structures are too difficult for such design engineers for construction and some simple but accurate enough methods are necessary. Some laminate orientations have decreasing values of  ,  ,  and  stiffnesses as the ply number increases. The plate aspect ratio considered is from 1 to 5. Most of the road structures have large aspect ratios, for such cases further simplification is possible by neglecting the effect of the longitudinal moment terms.

고 종횡비 MEMS 구조물의 습식 공정에서 세정 이후 건조 과정에서 발생하는 문제점들을 극복하기 위하여 초임계 이산화탄소를 이용한 고 종횡비의 MEMS 구조물의 건조방법에 대하여 조사하였다. 실험에 사용된 MEMS 구조물 습식 제조방법의 세정은 HF/water에서 식각된 cantilever beam을 isopropyl alcohol (IPA)로 치환하여 진행되었다. 초임계 이산화탄소에 의한 IPA의 제거율은 VOC 분석법을 통하여 다양한 조건에서 측정 되었고, 건조된 cantilever beam은 SEM을 이용하여 관찰하였다. 자연 건조를 통한 방법으로는 종횡비 1:15의 cantilever beam까지 stiction 없이 제조할 수 있었으나, 초임계 이산화탄소를 이용한 MEMS 구조물의 건조는 기존의 건조방법 보다 고 종횡비를 가지는 1:75의 cantilever beam까지 stiction 없이 제작할 수 있었다.

PURPOSES: An conventional method for electric power generation is converting thermal energy into mechanical energy then to electrical energy. Due to environmental issues such as global warming related with CO2 emission etc., were the limiting factor for the energy resources which resulting in extensive research and novel technologies are required to generate electric power. Thermal energy harvesting using thermoelectric generator is one of energy harvesting technologies due to diverse advantages for new green technology. This paper presents a possibility of application of the thermoelectric generator、s application in the direct exchange of waste solar energy into electrical power in road space. METHODS : To measure generated electric power of the thermoelectric generator, data logger was adopted as function of experimental factors such as using cooling sink, connection methods etc. Also, the thermoelectric generator、s behavior at low ambient temperature was investigated as measurement of output voltage vs. elapsed times. RESULTS: A few temperature difference between top an bottom of the thermoelectric generator is generated electric voltage. Components of an electrical circuit can be connected in various ways. The two simplest of these are called series and parallel and occur so open. Series shows slightly better performance in this study. An installation of cooling sink in the thermoelectric generator system was enhanced the output of power voltage. CONCLUSIONS : In this paper, a basic concepts of thermoelectric power generation is presented and applications of the thermoelectric generator to waste solar energy in road is estimated for green energy harvesting technology. The possibility of usage of thermoelectric technology for road facilities was found under the ambient thermal gradient between two surfaces of the thermoelectric module. An experiment results provide a testimony of the feasibility of the proposed environmental energy harvesting technology on the road facilities.

PURPOSES: The purpose of this study is to verify the causes of surface scaling at L-shoulder concrete structure. METHODS : From the literature reviews, mechanisms of frost damage were studied and material properties including strength, air void, spacing factor and scaling resistance of L-shoulder concrete structure were analyzed using core specimens taken by real fields. RESULTS : The spacing factor of air void has relatively high correlation of surface conditions : lower spacing factor at good surfacing condition and vice versa. If the compressive strength is high, even thought spacing factor does not reach the threshold value of reasonable durability, the surface scaling resistance shows higher value. Based on these test results, the compressive strength also provide positive effect on the surface scaling resistance. CONCLUSIONS: The main causes of surface scaling of L-shoulder could be summarized as unsuitable aid void amount and poor quality of air void structure. Secondly, although the compressive strength is not the governing factor of durability, but it shows the positive effect on the surface scaling resistance.

Considering a rigorously fluid-structure interaction, a method for an earthquake response analysis of a floating offshore structure subjected to vertical ground motion from a seaquake is developed. Mass, damping, stiffness, and hydrostatic stiffness matrices of the floating offshore structure are obtained from a finite-element model. The sea water is assumed to be a compressible, nonviscous, ideal fluid. Hydrodynamic pressure, which is applied to the structure, from the sea water is assessed using its finite elements and transmitting boundary. Considering the fluid-structure interaction, added mass and force from the hydrodynamic pressure is obtained, which will be combined with the numerical model for the structure. Hydrodynamic pressure in a free field subjected to vertical ground motion and due to harmonic vibration of a floating massless rigid circular plate are calculated and compared with analytical solutions for verification. Using the developed method, the earthquake responses of a floating offshore structure subjected to a vertical ground motion from the seaquake is obtained. It is concluded that the earthquake responses of a floating offshore structure to vertical ground motion is severely influenced by the compressibility of sea water.

In order to increase the seismic safety of nuclear power plant (NPP) structures in high seismicity regions, seismic isolation techniques can be adapted to NPP structures. In this paper, the applicability of multi-step analysis of seismically isolated NPP containment structures with lead-rubber bearings (LRB) is evaluated. The floor response spectrum of NPP containment structures with equivalent linear LRB and nonlinear LRB are compared. In addition, the force-displacement relationships for equivalent linear LRB and nonlinear LRB are compared.

본 논문은 철근콘크리트 구조물의 지진해석에 관한 국제 벤치마크 프로젝트인 SMART-2013을 통해 3차원 비대칭 철근콘크리트 건물의 고유진동수와 재료 비선형성을 고려한 지진응답을 계산한 결과를 제시한다. 이를 위해 콘크리트와 철근의 비선형 재료모델을 구성하고 대표부피요소에 대한 국부테스트를 수행하여 비선형 모델의 성능을 평가하였다. 이러한 SMART-2013 철근콘크리트 건물의 비선형 유한요소모델에 대해 모드해석과 저강도 지진하중에 대한 선형 시간이력해석을 수행한 결과, 구조물의 고유진동수, 변위 및 가속도 시간이력이 SMART-2013 프로젝트에서 제시한 실험값들과 유사하였다. 또한 Northridge 지진에 대한 변위 및 가속도 응답의 시간이력과 최대층간상대변위의 응답스펙트럼을 계산하여 고강도 지진 하중에 대한 이 철근콘크리트 건물의 거동을 평가하였다.

현실세계의 구조물은 대부분 동하중의 영향을 받고 있지만, 구조해석이나 구조 최적화를 수행할 때는 정하중이 작용하는 것으로 가정한다. 실제 하중인 동하중을 고려하게 되면 다양한 하중들을 고려해야 하기 때문에 전산자원과 시간비용 측면에서 많은 제약이 따르기 때문이다. 그러나, 단순한 정하중 조건만을 고려하면 구조안전성 측면에서 바람직하지 못하기 때문에 가중치를 적용하거나 동하중을 대체하는 등가정하중을 적용하여 관련 문제를 보완하려는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 등가정하중을 적용하여 동하중을 받고 있는 구조물에 대한 구조최적화 기법을 제안한다. 본 연구에서 적용하는 등가정하중은 기존 연구에서 제안한 바 있는 주자유도를 기반으로 하여 등가정하중 부과 위치를 결정하고 최적화 과정을 통해 산출한다. 이 과정에서 지나치게 큰 하중이 구해지지 않도록 가중치를 고려한 구속조건을 추가하여 기존 연구의 등가정하중의 최적화 과정을 보완하였다. 수치예제에서는 동하중이 작용하는 트러스 구조물과 평판 구조물에서 최적화된 등가정하중을 적용하여 사이즈 최적화를 수행함으로써 제안된 최적화 기법의 신뢰성을 검증한다.

면진장치는 지진력을 감소시키기 위하여 사용되어왔다. 원자력발전소에 면진장치가 적용된다면, 운영기간동안 구조물과 기기들은 동일한 내구성 및 성능이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 면진된 원전의 지진에 대한 안전성을 확보하기 위하여 면진구조물의 장기거동을 해석적으로 분석하였다. 경년열화에 의한 면진장치 특성을 분석하였고, 다른 온도환경에서 면진장치의 경년열화에 의한 구조물의 지진응답을 분석하였다. 해석결과에 의하면 면진장치의 경년열화에 의하여 면진구조물의 고유진동수는 증가하였다. 그러나 면진 구조물의 최대가속도와 최대변위는 온도에 따라 크게 변하지 않았다. 면진장치의 열화에 의하여 구조물의 손상은 발생하지 않았지만 목표진동수 영역에서 스펙트럼가속도는 온도에 따라 증가하였다. 따라서 면진구조물에서 면진장치는 온도에 따른 지진응답의 증가를 고려하여 설치 및 제작해야 할 것으로 판단된다.

PURPOSES: In areas of high traffic volume, such as expressway across large cities, the amount of nitrogen oxides (NOx) emitted into the atmosphere as air pollution can be significant since NOx gases are the major cause of smog and acid rain. Recently, the importance of NOx removal has arisen in the world. Titanium dioxide (TiO2), that is one of photocatalytic reaction material, is very efficient for removing NOx. The NOx removing mechanism of TiO2 is the reaction of solar photocatalysis. Therefore, TiO2 in road structure concrete need to be contacted with ultraviolet rays (UV) to be activated. In general, TiO2 concretes are produced by replacement of TiO2 as a part of concrete binder. However, considerable portion of TiO2 in concrete cannot contact with the pollutant in the air and UV. Therefore, TiO2 penetration method using the surface penetration agents is attempted as an alternative in order to locate TiO2 to the surface of concrete structure. METHODS: This study aimed to evaluate the NOx removal efficiency of photocatalytic concrete due to various TiO2 application method such as mix with TiO2, surface spray(TiO2 penetration method) on hardened concrete and fresh concrete using surface penetration agents. The NOx removal efficiency of TiO2 concrete was confirmed by NOx Analyzing System based on the specification of ISO 22197-1. RESULTS: The NOx removal efficiency of mix with TiO2 increased from 11 to 25% with increasing of replacement ratio from 3 to 7%. In case of surface spray on hardened concrete, the NOx removal efficiency was about 50% due to application amount of TiO2 with surface penetration agents as 300, 500 and 700g/m2. The NOx removal efficiency of surface spray on fresh concrete due to all experimental conditions, on the other hand, which was very low within 10%. CONCLUSIONS: It was known that the TiO2 penetration method as surface spray on hardened concrete was a good alternative in order to remove the NOx gases for concrete road structures.

하천의 인공구조물이 저서성대형무척추동물에 미치는 영향을 파악하기 위하 여, 안동시 유역의 낙동강 수계와 반변천 수계에서 각 인공구조물의 상류 3개 지점 과 대조 2개 지점을 선정하였으며, 저서성대형무척추동물상 및 수질조사를 실시하 였다. 조사는 2014년 5월, 6월, 9월, 총 3회에 걸쳐 수행하였다. 분류군별 출현현황을 분석한 결과, 실험지점에서는 총 14목 44과 69종이 출현하 였으며, 대조지점에서는 총 16목 43과 77종이 출현하였다. 군집지수 분석결과, 평 균 다양도지수(Hˊ)와 풍부도지수(Rˊ)는 대조지점 Cont.2에서 각각 3.401와 4.097 로 가장 높았으며, 평균 우점도지수(DI)는 실험지점 Exp.2(0.764), 균등도지수(Eˊ) 는 Exp.1(0.835)에서 가장 높게 나타났다. 섭식기능군(FFG)은 실험지점에서 P(Predator)의 종수 비율(20.0%~41.67%)이 높은 것으로 나타났고, 서식기능군 (FHG)은 대조지점에서 CL(Clinger), 실험지점에서 CB(Climber)의 종수 비율이 각각 44.8%~57.8%, 11.5%~27.3%으로 높게 나타났다. 군집안정성 분석결과, 대 조지점에 비해 실험지점에서 저항력과 회복력이 높은 I 그룹에서 높은 종수 비율 (60.0%~80.0%)을 나타냈다. 유사도 분석을 실시한 결과, 2개의 대조지점(Cont.1, Cont.2)이 제 I 유사군으로 37.7%의 유사성을 보였고, 3개의 실험지점이 제 II 유사 군으로 Exp.1과 Exp.3이 가장 높은 48.3%의 유사성을 보였다. 생물학적 요인과 이 화학적 수질요인 간의 상관관계 분석을 실시한 결과, 종수 및 개체수는 생물학적 요 인 중 물리적 환경요인인 하상구조의 기질에서 Pebble 이상의 입자 및 Cobble 이하 의 입자와 상관성(p<0.05)이 높은 것으로 나타났다. 이화학적 수질요인에서는 T-P 가 개체수에 대해 상관성(p<0.05)이 높은 것으로 나타났다.