체크 밸브의 정의
역류방지밸브라고도 하는 체크밸브는 배관에 설치되어 유체가 오직 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는데 사용된다. 체크밸브는 오직 배관 내의 유체에 의해서 작동하기 때문에 어떠한 외부 구동력도 필요로 하지 않는다. 여기서는 유체가 흘러야 하는 방향을“정방향”, 반대 흐름을“역방향”이라고 할 것이다.체크밸브를 사용하는 이유는 다음과 같다. 유량계, 펌프, 컨트롤 밸브와 같은 역류에 의해 영향을 받을 수 있는 장치 보호워터해머와 같은 수충격과 관련된 압력 서지 차단범람 방지시스템 가동 중지시 역류 방지진공 조건 해소체크밸브를 이용하면 역류를 완벽하게 막을 수 있지만, 체크밸브를 배관 내에서 스톱밸브 대용으로 사용해서는 안된다. 체크밸브에는 응용처 별로 적합한 여러가지 종류가 있다.
기술/공학 > 토목/건설
항만의 정의
해상교통과 육상교통의 접속지이며 관문이다. 그러므로 항만은 해륙(海陸) 양면으로 입지조건이 좋고 필요한 시설을 갖추어야 한다. 선박이 안전하게 정박하고 여객과 화물을 내리고 실을 수 있게 하기 위해 필요한 항만은 항만시설, 교통시설, 보관시설, 공장시설, 수륙연락시설 등이 필요하다. 항만시설은 주로 항만구역 ·인접지역 ·임항지역 ·어항구역 내에 설치된 항로와 정박지 등의 수역시설 ·방파제 ·수문 등의 외곽시설, 안벽 ·잔교 ·물량장 등의 계류시설, 항해표지 등의 항해보조시설, 화물분배 ·보관시설, 여객시설, 후생시설, 하역기계 등을 포함한다. 항만은 인간이 바다로 진출하면서 인간과 역사를 같이해 왔는데, 고대의 항만은 주로 자연적 입지조건에 기반한 자연항이 대부분이었으며, 인공항이 있더라도 그 규모나 사용이 작았다. 따라서 항만시설의 유지와 관리의 필요성이 없거나 부담이 작았고, 정부의 개입도 없었다. 그러나 18세기 중엽 산업혁명 이후 교역량의 급격한 증가로 인공 항만 또는 항만시설이 필요하게 되고 그 규모나 사용이 거대해지면서 항만시설의 유지와 관리 및 보수 ·확장에 대한 부담이 급증하게 되었다.
바실리카식 교회 (Basilican Church)
구조계획 1) 로마에서 널리 사용되었던 두가지 구조방식을 계승하여 이용 - 좁은 간격의 열주와 엔타블레춰에 의해 가구식구조 - 다소 넓은 간격의 열주와 아치에 의한 아케이드 구조 2) 지붕은 간단한 목조트러스 구조 배치 및 진입계획 - 동서를 주축으로 하여 건물을 배치 - 서측입구를 통해 사방이 열주랑으로 둘러쌓인 중정에 진입 - 중정에서 전실을 통과하여 교회내부로 진입 평면계획 1) 장축형 평면구성 - 입구로부터 계단에 이르는 장축 주축으로 하여 평면을 구성 - 교회내부는 신랑, 측랑, 후진, 수랑 등으로 구성 2) 신랑 - 양측의 열주에 의해 형성되는 장방형의 대공간으로서 신자석으로 이용 - 폭은 측량의 2배 정도이고 천장고도 측량보다 높다 3) 측랑 - 열주에 의해 신랑과 분리되는 신랑양측의 복도 - 폭은 측랑의 반정도이고 천장의 높이는 신랑에 비해 낮다
초기기독교 건축
로마의 콘스탄티누스 황제의 밀라노칙령에 의해 기독교가 공인된 313년부터 로마네스크 양식이 시작된 9세기경사이에 기독교 건축에 집중되어 이탈리아 반도를 중심으로 유럽지역에서 전개된 기독교적 건축양식 2. 건축양식의 특성 재료 및 구조 1) 재료나 구조에 있어서 새로운 기술이 개발되지 못하여 로마의 건축양식을 계승 2) 로마에서 사용되었던 두 가지 구조방식을 지속적으로 사용 - 기둥과 보에 의한 가구식구조 - 기둥과 아치에 의한 아케이드 구법 기독교 건축의 발달 - 대부분의 건축활동이 기독교에 집중되어 교회, 세례당 등의 기독교 건축물이 발달 - 기독교건축 이외에 건축분야는 상대적으로 소외되어 발달도 부진 교회 건축양식의 정립 - 로마시대의 공공건물이었던 바실리카를 교회건물로 전용 - 급속한 교세확장에 비해 교회재정이 빈약하여 새로운 건물의 건설이 곤란 - 교회에서 요구되는 집회공간, 제단, 사제석 등의 기능과 기존의 바실리카의 기능이 상호유사 - 바실리카식 교회는 중세 교회건축의 원형으로서 로마네스크 양식을 거쳐 고딕양식에 이르러 완성됨
압축재의 정의
부재축을 따라서 축방향 압축력을 받는 직선 부재를 압축재(compression member) 라 한다. 그림 4.1에 일반구조물에서 주로 볼 수 있는 압축재들의 예를 보여주고 있다. 교량이나 건축물에서 흔히 볼 수 있는 대표적인 압축재는 주로 수직하중을 지지하는 기둥(column)이다. 또한,트러스 구조물에서 축방향 압축력을 저항하는 부재와 가새구조의 스트럿도 압축재에 속한다. 압축재에 순수압축력만이 작용하도록 하는 것은 사실상 매우 어려우며, 시공 및 제작, 압축재에 작용하는 횡하중, 또는 모멘트 골조의 기둥과 같이, 여러가지 이유로 압축재에 축하중뿐만 아니라 휨모멘트도 동시에 받는 경우도 많이 있다. 압축재가 휨모멘트를 동시에 받는 경우에 대해서는 보-기둥 부재 (beam-column member)로 분류하여 제6장에서 설명한다. 본 장에서는 축방향 하중만을 주로 받는 압축재에 대해서만 설명한다. 압축재로 이용되는 구조용 강재는 그림 4.2와 같이 형강 강관등이다. 하중의 크기, 부재의 세장성 또는 부재의 연결성을 고려해서 단일압축부재나 조립압축부재등을 적절하게 사용할 수 있다. 조립압축부재는 단일압축부재만은 단면 성능이 부족한 경우에 사용한다. 압축재와 인장재 모두 축방향 하중을 받는 부재이지만 다음과 같은 차이점들을 지니고 있다. •인장재 설계시에는 안정성 (stability) 문제가 지배적인 설계조건이 아니나, 압축재 설계시에는 안정성 문제가 매우 결정적인 설계조건이 된다. •인장재 설계시에는 볼트구멍등을 고려한 순단면적을 사용하나, 압축재 설계시에는 전단면적을 사용한다. •인장재의 인장력은 휨에 의한 부재의 처짐을 감소시키는 역할을 하나, 압축재의 압축력은 처짐을 증가시키는 역할을 한다. 위에서 언급한 바와 같이, 압축재에서 안정성 문제는 매우 중요한 사항이며, 이는 압축재의 강도에 큰 영향을 미친다. 따라서, 압축부재 설계시에는 이러한 안정성에 영향을 줄 수 있는 편심하중, 부재의 초기 변형, 잔류응력등을 고려한 압축강도를 구해서 단면을 산정해야 된다.
타워크레인의 각 명칭
① 마스트 : 타워크레인을 지지하는 기둥 ② 메인지브 : 크레인에서 실제적인 작업을 하는 팔 모양의 긴장치 ③ 카운터 지브 : 메인지브의 모멘트및 하중 균형을 이루기 위하여 메인지브의 반대 쪽에 설치되는 지브. ④ 카운터 웨이트 : 메인지브와의 균형을 위해서 카운터 지브에 올리는 콘크리트 블록 ⑤ 타이 바 : 메인지브와 카운터지브를지지하면서 타워해드에 연결해주는와이어 ⑥ 타워 해드 : 타이바를 연결하는 부분으로 A형 구조. ⑦ 선회 장치 : 메인지브가 돌아가면서작업할 수 있도록 하는 장치 ⑧ 트롤리 : 메인지브를 따라 훅에 걸린하물을 수평이동시킬수 있도록 하는횡행장치.
유한요소해석의 종류
유한요소 해석에 사용되는 요소의 종류는 여러 가지가 있다. 이들은 비록 모양이 동일하다 하더라도 요소 영역에 가정된 해가 다른 경우에는 전혀 별개의 요소로 취급된다. 따라서 해석자는 상용 프로그램에서 정의한 여러 가지 요소의 기능을 정확히 이해하고 이를 해석에 사용해야 한다. 1차원 요소(1-Dimensional Element) 1차원 요소는 보(beam)나 트러스(truss)요소처럼 가장 간단한 요소로서 가장 실용적인 요소기이기도 하다. 1차원 요소는 축 방향으로만 하중을 받는 트러스 구조물이나 보와 긷웅으로 구성된 격자형 구조물의 응력해석 문제 등에 매우 유용하게 사용된다. 2차원 요소(2-Dimensional Element) 평판(plate)이나 shell과 같이 어느한 방향(두께 방향)이 다른 두 밯ㅇ향의 크기에 비해 상대 적으로 매우 작은 입체는 2차원 요소로 이상화될 수 있다.(그림3.7). 2차원 영역을 나타내는 2차원 요소는 그 형태에 따라 삼각형 요소(triangular element)와 사각형 요소(quadrilateral element)로 분류 될 수 있다.
강재/강판 인장시험의 목적
금속재료는 건축 재료로서 철근, 창호 등에 주로 쓰이며, 특히 구조재로서 트러스, 골조, 뻐대 돔(dome)등에 널리 사용되고 있는 중요한 재료이다. 건축물에 쓰이는 금속재료의 화학적 성분이나 물리적 성분은 제작회사에서 미리 명시되어 있으나 각종 부위에 적합한 기계적 특성을 파악하기 위하여 인장 및 압축강도, 휨강도, 내력 등에 대하여 시험할 필요성이 요구된다. - KS에 규정되어 있지 않은 강재를 사용하는 경우에는 인장시험을 실시하여 작당한 허용응력을 정해야만 함.
강구조 볼트 연결 이음
일반적으로 강구조물은 공장 또는 제작장에서 가설이 가능한 크기로 부재들을 제작한 후 현장에서 최종 구조물로 만들어진다. 이 과정에서 강재 또는 부재들을 절단하고 용접이나 볼트연결 등의 방법으로 연결한다. 볼트연결은 연결작업을 수행하는 현장의 조건이 용접작업에 적합하지 않거나 용접이 불가능한 경우에 사용한다. 볼트 연결은 연결할 부재와 연결판에 볼트구멍을 뚫고 볼트를 끼운 다음 너트를 조임으로써 이루어진다. 용접에 비하여 강재에 열을 가하지 않고, 간단한 공구를 사용하여 강구조물의 가설 현장에서 기후의 영향을 거의 받지 않고 볼트연결 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다. 그러나 볼트연결이 가능하도록 연결판을 사용하는 등 연결부의 상세가 복잡해지고, 복잡한 구조물의 경우에는 볼트이음이 불가능한 경우가 있다. 대부분 용접의 품질관리가 용이한 공장에서는 용접으로, 작업여건이 열악한 가설 현장에서는 볼트연결로 부재를 연결한다.
내력의 형태
ⅰ) 인장력 (tension) : ←항력 [항공기] 추력→ ㄱ. 보를 축 방향 (길이방향) 으로 잡아당길 때 보가 받는 내력. ㄴ. 항공기의 예 : 프로펠러 추력에 의해 항공기가 전진할 때, 동체 각부에 공기저항이 뒤쪽으로 작용 -> 동체는 인장력을 받음. ㄷ. 인장력을 그 힘이 작용하는 단면적으로 나누어 수직인장응력 (stress / 부호+) 이라 함. cf) 응력이란 : 물체가 힘을 받을 때 본래 상태를 유지하기 위해 버티는 힘. ⅱ) 압축력 (compression) : 항력→ [항공기] ←추력 ㄱ. 인장력과 같이 축 방향으로 힘을 받지만, 그 방향이 반대인 경우.
항력의 종류
ⅰ) 압력항력 : 유동분리에 의한 압력 분포의 차이로 발생 ⅱ) 마찰항력 : 공기점성에 의한 마찰력에 의한 항력 ⅲ) 형상항력 : 압력항력 + 마찰항력. 항공기 외부의 형태에 의해서 결정되는 공기흐름의 저항. ⅳ) 유해항력 : 공기흐름이 항공기 구조물의 돌출부에 부딪혀 발생. ⅴ) 유도항력 : 양력 발생 시 같이 발생. 큰 가로세로비가 최소화 시킨다.
철근 콘크리트 구조 (reinforced comcrete construction)
거푸집 속에 철근을 조립하고 그 사이에 콘크리트를 부어 일체식(一體式)으로 구성한 구조로서 내구(耐久), 내화(耐火), 내진(耐震)상 가장 우수한 구조체이다. 따라서 고층 큰 간사이 건물(建物)에 가장 적당하나 중량이 무겁고, 소정의 발현강도를 얻기 위해서 공기(工期)가 길어지는 단점(短點)이 있다. 이구조는 철근(鐵筋)과 콘크리트를 부어 놓으면 두 재료(材料)의 선팽창계수(線膨脹係數)가 거의 같고, 또한 철근(鐵筋)과 콘크리트와의 부착성(附着性)이 양호하고, 온도변화(溫度變化)에 대한 적응성도 좋다. ⑵ 철골구조 (steel skeleton construction) 여러 가지 단면모양으로 된 형강(形鋼)과 강판을 짜맞추어 만든 구조로서 접합 및 연결에는 용접이나 리벳(rivet) 또는 볼트(bolt) 등을 사용한다.
구조형식에 의한 분류
⑴ 라멘(Rahmen)구조 기둥과 보, 바닥으로 구성되며 철근콘크리트구조와 철골구조 등에 사용 ⑵ 벽식구조 내력벽과 바닥으로 구성되며 아파트 등의 구조방식으로 사용 ⑶ 트러스(Triss)구조 주로 삼각형의 형태로 체육관 등 큰 공간의 천장구조방식으로 사용 ⑷ 아치(Arch)구조 하중을 기둥없이 면내력으로 지지하는 구조로 조적식구조에도 적합함 ⑸ 플랫슬라브(Plat Slab)구조 보가 없이 하중을 바닥판이 부담하는 구조로 큰 내부공간 조성이 가능 ⑹ 절판(Folded Plate)구조 병풍같이 굴절된 평면판의 큰지지력을 이용한 형식으로 주로 지붕구조에 사용 ⑺ 셀(Shell)구조 곡판구조, 곡률반경에 비해 얇은 곡면의 판부재를 이용하여 곡면내응력으로 대스판을 처리하는 방식 ⑻ 스페이스 프레임(Space Frame)구조 단일부재를 입체적으로 조합한 입체트러스구조 ⑼ 현수식(Suspension)구조 케이블을 사용하여 인장응력에 의하여 하중을 지탱하는 구조로, 대스판이 가능하여 교량 등에 이용 ⑽ 막구조 ①Truss Membrane Structure 구조적인 안정감과 개구부를 자유롭게 만들수 있는 특징을 가지며 경제성이 뛰어나 대,소 규모에 상관없이 넓고 다양하게 사용 ② Suspension Membrane structure 기복(높고낮음)이 풍부한 형태로 곡면의 유니크함을 살릴 수 있는 디자인, 그리고 강한 임펙트로 시각효과가 높은 건축물을 구축 ③ Air dome 기둥이나 보없이 공기압으로 지탱하는 돔 형태의 구조물로 광대한 공간 형성에 있어 높은 경제성, 시공성이 있는 구조방식 2. 주요구조부의 사용재료에 의한 분류
평면프레임 구조물
우리는 우선 3차원보다 덜 복잡한 2차원 구조물의 움직임과 각 점에서의 변위와 응력을 알아 보기 위해 평면프레임을 모델링 하였고 그것을 해석하였다. 각 하중이 10t, 10t, 3t, 6t, 7t, 7t, 6t, 3t,의 힘을 받고, 6번 절점에서10tm의 토크가 작용한다. 지지점은 아래 왼쪽 점에서 ux=uy=0이고 ux=uy=0이고, 오른쪽에서는 ux=uy= θ=0인 경계 조건을 가지고 있다. 다음의 물성치를 가진 구조물의 각 절점에서의 변형 값과 δ의 최대값을 구하도록 하겠다.
엔시스를 이용한 구조해석 (Structural analysis Using ANSYS)
ANSYS는 공학 분야의 제반 문제를 컴퓨터를 이용하여 해석하기 위해 만들어진 프로그램으로1970년 공학분야의 모든 문제를 컴퓨터를 이용하여 해석하기 위해 John Swanson박사가 개발한 범용 유한요소 해석 프로그램으로 구조해석, 열 해석, 열 구조해석, 진동모드 해석 등 많은 엔지니어링 분야에서 활용되고 있다. 프로그램의 활용은 제품의 제작 기간이 단축되고 있는 상황에서 더욱 그 가치를 발휘하고 있다. 또한 실제 물건을 만들기 전에 그 설계의 타당성을 검증할 수 있으므로 자원절약, 설계시간 단축 등 장점이 있다. 실제 항공기나 자동차와 같은 물체에 사용되는 기계부품 등의 경우 충분한 강도가 있음에도 불구하고 파손되는 경우가 발생한다. 이 경우 단순히 강도를 높이기 위해 크기를 크게 하거나 보강재를 설치해 주는 등의 조치를 취하면 파손이 일어나지 않겠냐고 생각할 수 있다. 하지만 크기를 크게하여 중량이 증가하게 되면 중량이나 마찰력, 관성력 등이 모두 증가하기 때문에 문제가 해결되지 않는다. 이것을 해결하는 주요 요소로서 하중이 발생할 경우 응력이 집중되는 곳을 알고, 이것을 완화하기 위한 최소한의 보강재 설치, 또는 모델링의 변화를 어떻게 하는 것이 파손을 최소화 할 수 있는 지를 알기 위해서도 ANSYS의 모델링 및 해석은 꼭 필요한 부분이다. 이것들을 하기 위해서 필요한 기초를 갖추기 위하여 모델링과 해석에 관한 기본 프로그램 활용능력 등을 갖추는 것이 필요하게 되었다.
