[논문]석션 가물막이 보강 상판의 구조 거동에 대한 수치해석 연구

김정수

doi:10.5762/kais.2019.20.10.7

석션 가물막이 보강 상판의 구조 거동에 대한 수치해석 연구
Numerical Investigation on Structural Behavior of a Lid with Stiffeners for Suction-installed Cofferdams 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.10, 2019년, pp.7 - 17

초록
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대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

With increasing demand for large offshore infrastructures, suction cofferdams have been large, and the lid stiffener arrangement for a suction cofferdam has become a key element in cofferdam design to constrain the flexural deformation effectively. This study analyzed the changes in the structural behavior of a lid for a suction cofferdam due to lid stiffeners to provide insights into effective stiffener arrangements. By investigating conventional suction anchors, several stiffener patterns of a lid for a polygonal suction cofferdam were determined and analyzed. The structural performance of the stiffened lids was estimated by comparing the stress and deformation, and the reaction distributions on the edge of lid were investigated to analyze the effects of the stiffener arrangement on the lid-wall interface. Finite element analysis showed that radial stiffeners contribute dominantly to decreasing the stress and vertical deflection of the lids, but the stiffeners cause an increase in shear forces between the lid and wall; the forces are concentrated on the lid near the areas reinforced with radial stiffeners, which is negative to lid-wall connection design. On the other hand, inner and outer circumferential stiffeners show little reinforcement effects in themselves, while they can help reduce the stress and deformation when arranged with partial radial stiffeners simultaneously.

주제어

표/그림 (20)

그림 Fig. 1. Construction process of suction-installed cofferdam [18]
그림 Fig. 2. Conventional lid with stiffeners for suction anchor [20-22]
그림 Fig. 3. Shape of lid with stiffeners
표 Table 1. Scenarios for Suction lid with stiffeners
표 Table 2. Specification of lid and stiffeners
표 Table 3. Material input parameters for von Mises plasticity
그림 Fig. 4. Stress and displacement of octagonal plate (CASE A)
그림 Fig. 5. Stress distribution of CASEs B-D
그림 Fig. 6. Vertical displacement distribution of CASEs B-D
표 Table 4. Maximum stress and vertical displacement of plates with fundamental radial and circumferential stiffeners
그림 Fig. 7. Comparison of reaction distribution on theedge of fundamental stiffened plate
표 Table 5. Maximum reaction forces on the edge
그림 Fig. 8. Stress and displacement of stiffened plate (CASE E)
그림 Fig. 9. Reaction distribution on the edge (CASE E)
그림 Fig. 10. Stress and displacement of stiffened plate (CASE F)
그림 Fig. 11. Reaction distribution on the edge (CASE F)
그림 Fig. 12. Stress and displacement of stiffened plate (CASE G)
그림 Fig. 13. Reaction distribution on the edge (CASE G)
표 Table 6. Maximum stress and vertical displacement (CASE E~H)
표 Table 7. Maximum reaction (CASE E~H)

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	재래식 해상 공법의 과정은?	해상공사는 본 구조물 설치를 위한 가물막이, 작업대 등의 가설 구조물의 사용이 필연적이다. 재래식 해상 공법은 일반적으로 여러 개의 쉬트파일 조립하여 폐단면을 형성하고, 폐단면 내부를 배수함으로써 본 구조물 시공을 위한 육상화 작업 공간을 확보하게 된다. 그러나 쉬트파일의 항 타 및 조립과정에서 공기 및 시공 비용의 증가가 야기되며, 이는 결과적으로 육지에 비해 경제성을 크게 악화시킨다[2].
	쉬트파일의 항 타 및 조립과정에서 발생하는 문제점은?	재래식 해상 공법은 일반적으로 여러 개의 쉬트파일 조립하여 폐단면을 형성하고, 폐단면 내부를 배수함으로써 본 구조물 시공을 위한 육상화 작업 공간을 확보하게 된다. 그러나 쉬트파일의 항 타 및 조립과정에서 공기 및 시공 비용의 증가가 야기되며, 이는 결과적으로 육지에 비해 경제성을 크게 악화시킨다[2].
	해상 교량설치를 위해 무엇이 필수적인가?	국토공간의 활용이 확장됨에 따라 연육교 및 연도교와 같은 해상 교량에 대한 수요가 증가되고 있다[1]. 해상공사는 본 구조물 설치를 위한 가물막이, 작업대 등의 가설 구조물의 사용이 필연적이다. 재래식 해상 공법은 일반적으로 여러 개의 쉬트파일 조립하여 폐단면을 형성하고, 폐단면 내부를 배수함으로써 본 구조물 시공을 위한 육상화 작업 공간을 확보하게 된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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