수질 오염총량관리를 위한 안전율 산정방법

류병로 ( Byong-ro Ryu ),배용현 ( Yong-hyeon Bae ) 한국환경기술학회 2007 한국환경기술학회지 Vol.8 No.1

본 연구는 국내외에 사용되고 있는 안전율 적용사례를 분석하고 우리나라 실정에 적합한 안전율 설정기준을 제시하기 위하여 연구되었다. 특히 Walker의 방법과 Zhang의 방법을 중점 비교 분석하였으며 수정Walker의 방법을 제시하였다. 산정방법의 기술적 시간적 제약으로 수역의 제방특성을 고려한 안전율을 제시하지 못하였으며, 유역의 특성, 할당시설의 특성에 따른 안전율을 산정하였다고 하더라도 동일 수계내 구간을 단절하여 안전율을 적용하기에는 행정적으로 여러운 점이 있으며, 저수기와 평수기의 오염부하량 발생 특성에 따른 변동요인이 매우 크므로 수계 또는 계절에 따른 변동성을 표준화할 수 없는 문제가 있다. 특히 강우기에는 비점오염원의 비중이 높아 변동성이 크며 이를 고려하면 매우 큰 안전율 값을 갖게 되나 강우기간이 포함된 평수기 높은 안전율 값을 적용하려면 비점오염원에 대한 부하량 할당대책이 명확하지 않고 경제적 비용이 매우 커서 적용하기 어려운 점이 있다. 위의 불확실성을 고려하여 수정 Walker 방법과 Zhang에 의한 방법을 이용하여 오염총량제를 시행하고 있는 주요 수역을 대상으로 안전율을 산정한 결과 다음과 같이 나타났다. ① 수정 Walker 방법의 수질변동성에 의한 안전율 산정 결과 전체수질 자료로 산정한 안전율은 BOD가 57.5%, T-P가 115.6%를 나타났고, 이상치를 제거하기 위해서 저수량인 기준유량 상ㆍ하 25% 범위의 자료로 산정한 안전율은 BOD가 41.0%, T-P가 79.5%로 나타났다. ② 수정 Walker 방법 모델의 불확실성에 의한 안전율 산정 결과 전체수질 자료로 산정한 안전율은 BOD가 6.4%, T-P가 1.3%로 나타났고, 저수량 자료로 산정한 안전율은 BOD가 5.6%, T-P가 1.3%로 나타났다. ③ 수정 Walker 방법의 수질변동성과 모델의 불확실성에 의한 안전율 산정결과 BOD는 전체수질 자료로 산정한 안전율은 37.3%, 저수량 자료로 산정한 안전율은 29.2%를 나타냈다. T-P의 경우는 전체수질 자료로 산정한 안전율은 54.9%, 저수량 자료로 산정한 안전율은 42.5%를 나타냈다. ④ 하천의 하류지점으로 갈수록 또, 유역면적의 크기가 클수록 안전율 값은 낮게 나타났으나 일관성은 높지 않은 것으로 평가되었다. ⑤ Zhang의 방법에 의한 안전율 산정 결과 저수기를 기준으로 한 모델링 결과의 표준편차를 이용해 산정한 안전율은 평균 7.1%를 나타났다. This study is analyzing foreign case of MOS and analyzing various statistical methods comparatively by examining rationality of current MOS (10%) applied uniformly and bringing up applicable MOS during the 2nd period. As the result of study, MOS considering applicability is estimated. Technical and time restriction prohibited from indicating MOS reflecting dike characteristics of waters. Even though MOS was estimated in terms of characteristics of basin and alloted facility, MOS was simplified because it is administratively difficult to apply MOS by cutting the section of the same hydrospheres. Because the factor in accordance with the characteristics of pollution load occurrence fluctuates widely between reservoir-water-period and ordinary-water-period, variableness due to water volume and season cannot be standardized. Especially in the rainy season, MOS will be large since the high weight of nonpoint pollution source cause wide fluctuation. However, it is difficult to apply high MOS of ordinary-water-period including rainy season because pollution load allotment of nonpoint pollution source is unclear and economic cost is heavy. ① By using water quality variability of modified Walker method, MOS estimated by the data of quantity of whole water is as follows: BOD for 57.5%, and T-P for 115.6%. MOS estimated by the data of lower than 25% and higher than 75% of pondage as a standard flux is follows: BOD for 41.0% and T-P for 79.5%. ② By using model uncertainty of modified Walker method, estimated MOS of the quantity of whole water calculate BOD for 6.4% and T-P for 1.3% while estimated MOS of the quantity of pondage calculate BOD for 5.6% and T-P for 1.3%. ③ By using both water quality variability and model uncertainty of modified Walker method, MOS estimates BOD for 37.3% and T-P for 54.9% based on the data of the quantity of whole water while MOS estimates BOD for 29.2% and T-P for 42.5% based on the data of the quantity of pondage. ④ The lower courses of river and the bigger basin area, the lower MOS, but the consistency of data is not reliable. ⑤ The result of MOS by Zhang`s method averages 7.1% estimated by standard deviation of modeling based on reservoir-water-period

암석파괴 국부안전율의 특성과 응력경로 의존성 고찰

이연규(Youn-Kyou Lee) 한국암반공학회 2017 터널과지하공간 Vol.27 No.1

다양한 암반구조물의 안전도를 정량적으로 표현하는 지수로 안전율이 흔히 사용된다. 그러므로 동일한 응력조건에서 산정된 안전율이라 할지라도 안전율의 정의에 따라 안전율 계산 값의 차이가 있을 수 있으므로 적용하는 안전율의 정의와 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 Mohr-Coulomb 파괴조건식과 Hoek-Brown 파괴조건식을 활용하여 최대전단응력, 최대전단강도, 응력불변량, 최대주응력을 기반으로 하는 4종의 국부안전율을 정의하였다. 이어서 5가지 응력경로에 따른 각 안전율의 변화특성을 고찰하였다. 암반구조물해석시 전통적으로 많이 이용되고 있는 전단강도 기반의 국부안전율은 최대주응력 및 응력불변량 기반의 안전율에 비해 높은 안전율 값을 계산함을 보였다. 이러한 결과는 보수적 암반공학적 설계가 필요한 경우 전단강도 기반의 국부안전율보다 최대전단응력이나 응력불변량 기반의 국부안전율 도입이 필요하다는 것을 말해준다. 또한 응력경로에 따라 파괴 시 최대주응력 값도 큰 차이가 있을 수 있음을 보였다. The factor of safety (FOS) is commonly used as an index to quantitatively state the degree of safety of various rock structures. Therefore it is important to understand the definition and characteristics of the adopted FOS because the calculated FOS may be different according to the definition of FOS even if it is estimated under the same stress condition. In this study, four local factors of safety based on maximum shear stress, maximum shear strength, stress invariants, and maximum principal stress were defined using the Mohr-Coulomb and Hoek-Brown failure criteria. Then, the variation characteristics of each FOS along five stress paths were investigated. It is shown that the local FOS based on the shear strength, which is widely used in the stability analysis of rock structures, results in a higher FOS value than those based on the maximum principal stress and the stress invariants. This result implies that the local FOS based on the maximum shear stress or the stress invariants is more necessary than the local FOS based on the shear strength when the conservative rock mechanics design is required. In addition, it is shown that the maximum principal stresses at failure may reveal a large difference depending on the stress path.

주간거리에 따른 정식기 베벨기어의 안전율 시뮬레이션

김두한 ( Du Han Kim ),최창현 ( Chang Hyun Choi ),장현준 ( Hyeon Jun Jang ),김용주 ( Yong Joo Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

본 연구는 필드 작업 시 작업조건에 따른 정식기의 PTO 부하를 측정하고, 이를 이용하여 작업조건에 따른 안전율 시뮬레이션을 목적으로 수행하였다. 부하 계측 시스템은 PTO 축의 부하를 측정하기 위한 토크 센서, 토크 센서에서 발생한 신호를 수집하기 위한 데이터 수집장치, 노트북에 전원을 공급하기 위한 파워 컨트롤러로 구성하였다. 토크센서에서 입력된 부하 데이터를 처리하기 위한 소프트웨어는 Labview(Version 2011, National Instrument, USA)를 사용하였다. 포장시험은 유사한 토양 조건에서 4회 반복 시험을 수행하였으며, 작업속도 고속 조건에서 4개의 주간거리(26, 35, 43, 80cm)와 3개의 식부깊이 (85, 105, 136mm)에 대하여 수행하였다. 안전율 시뮬레이션을 위한 소프트웨어는 KISSsoft(Version 2016, Kissling & Co. AG, Switzerland)를 사용하였다. 식부깊이 85mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업시 각각 굽힘 안전율은 2.2874, 2.4507, 2.7139, 2.8064로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1787, 1.2799, 1.3205, 1.3275로 나타났다. 식부깊이 105mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.1261, 2.2781, 2.4879, 2.5866로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1296, 1.1425, 1.2710, 1.2507로 나타났다. 식부깊이 136mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 1.6587, 1.6651, 1.7824, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.0030, 1.0104, 1.0450, 1.1931로 나타났다. 주간거리에 따른 식부깊이의 굽힘 안전율과 접촉 안전율은 가장 차이가 큰 주간거리 80cm에서 식부깊이가 85, 105, 136mm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.8064, 2.5866, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.3275, 1.2507, 1.1931로 나타났다. 시뮬레이션 결과 정식기 베벨기어의 안전율은 주간거리가 짧을수록, 식부깊이가 깊을수록 더 낮게 나타났다. 그러므로 정식 작업 시 정식기의 부하와 내구성을 고려하여 적절한 작업조건을 선정해야 함을 알 수 있다. 또한 향후 다양한 토양 조건 및 작업 단수 등에 따른 포장시험을 추가로 진행하여 여러조건에서의 안전율 시뮬레이션을 수행할 예정이다.

터널의 안전율 평가 기법에 관한 연구

박종원(Jong-Won Park),박연준(Yeon-Jun Park),유광호(Kwang-Ho You),이상돈(Sang-Don Lee) 한국암반공학회 2004 터널과지하공간 Vol.14 No.5

본 연구에서는 터널의 안정성을 정량적으로 평가하기 위해 지반과 지보재의 파괴를 고려한 터널의 안전율에 대한 개념을 정립하고, 안전율을 계산하는 수치해석기법을 정립하고자 하였다. 안전율을 구하기 위해서 지반이 파괴될 때까지 지반의 강도를 감소시켜가며 반복적으로 해석을 수행하는 전단강도 감소기법을 사용하여 지반의 파괴 및 이에 따른 지보재의 파괴를 고려하여 측압계수 및 암반등급에 따른 터널의 안전율을 구하였다. 이 방법을 사용하면 파괴 활동면을 미리 가정하지 않아도 안전율과 파괴 활동면을 동시에 구할 수 있다. 수치해석은 유한 차분법에 기초를 둔 지반해석 프로그램인 FLAC<SUP>2D</SUP>(ver 3.3)을 사용하였으며, 해석 결과로부터 소성영역의 분포와 지보재의 응력분포를 확인하였다. 해석 결과 양호한 l등급과 2등급의 암반에서는 안전율이 높게 나타났으며, 암반등급이 저하될수록 안전율은 낮게 계산되었다. 또한 측압계수 0.5인 경우가 측압계수 2.0인 경우보다 안전율이 더 크게 확보되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 정의된 안전율은 터널의 안정성을 나타내는 정량적 지표로 사용될 수 있음을 확인하였으며, 소성영역, 숏크리트 응력, 록볼트 축력을 검토함으로써 터널에 설치되는 지보재의 양과 설치 위치를 조정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. The purpose of this research is to establish a concept of the factor of safety of tunnels which is a quantitative estimate of the stability of tunnels. Based on this concept, a numerical technique which calculates the factor of safety of tunnels was developed. To obtain the safety factor of a tunnel, the strength reduction technique in which a series of analyses are repeated with reduced ground strength until the tunnel collapses were employed. With this technique, the failure plane, as well as the factor of safety, can be obtained without prescribing the trial failure plane. Analyses were conducted with FLAC<SUP>2D</SUP>(ver3.3), a geotechnical analysis program which is based on the finite difference method. From the result, the location of plastic zones, the maximum convergence and the maximum stress generated in the support system were also analyzed. The result shows that factors of safety are higher for the I st and 2nd rock classes, and lower for the lower rock classes. Furthermore, factor of safety is higher when K₀=0.5 compared to that in case of K₀=2.0. Through this research, it is found that the factor of safety defined in this research can be used as a good quantitative index representing the stability of tunnels. Also, close examination of the results can help adjustment of the quantity and location of additional supports.

쏘일네일 보강벽체의 수평변위와 안전율과의 관계 분석연구

김홍택(Kim Hongtaek),이인(Lee In) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.2

쏘일네일 공법은 일반적으로 한계평형해석법을 토대로 검토한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율 이상을 만족하면 안정한 것으로 판단하여 설계하고 있다. 그러나 쏘일네일의 길이가 짧은 경우 설계기준안전율을 만족하고도 발생변위가 과다하여 사용상에 문제가 발생하는 경우가 있다. 본 연구는 대형파괴재하시험결과에 의한 재하하중-안전율 및 재하하중-발생변위비와의 관계를 분석하여 쏘일네일 보강벽체의 안전율-발생변위비와의 상관관계를 분석하였으며, 분석결과 쏘일네일 보강벽체의 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하기 위해서는 한계평형해석에 의한 안전율이 최소 1.35 이상을 확보하여야 할 것으로 평가되었다. 또한 한계평형해석결과 최소 안전율 1.35 이상을 만족하여도 지반의 전단강도가 작거나 벽체높이가 높을 경우 사용한계상태에 해당하는 발생 변위비 0.3% 이내를 만족하지 못하는 경우가 있어 수치해석을 통한 발생변위 검토가 필요할 것으로 판단된다. Soil nailing method was often designed by the slope stability analysis based on limit equilibrium. However, in the case of shorten length of nails, although the calculated factor of safety is within the design factor of safety, the horizontal displacement of soil nailed walls occurred above the allowable limit. In this study, relationship between the load and factor of safety, and relationship between the load and displacement ratio based on the test results were analysed. From the analysed results, the relationship between factor of safety and displacement ratio was estimated. For the mobilized horizontal displacement of the walls within the serviceability limit corresponding to the displacement of less than 0.3% displacement ratio, the calculated factor of safety by limit equilibrium analysis had to satisfy above 1.35. Also, although the minimum factor of safety is estimated above 1.35, the maximum horizontal displacement is often mobilized above 0.3% of excavation height. Therefore, it is necessary to perform the numerical analysis of soil nailed walls in the case of low shear strength or high excavation.

안전율과 신뢰성지수를 고려한 연계된 농업수리구조물의 안전도 평가기법 탐색

박진선 ( Jinseon Park ),전정배 ( Jeongbae Jeon ),우재형 ( Jaehyung Woo ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

농업수리구조물은 농업 생산력의 증대를 궁극의 목표로 하는 농업기반시설물의 하나로 저수지 시스템을 대표적 구조물로 볼 수 있다. 이들은 용수의 저류 및 운송 역할을 수행하고 있어 파괴 시하류부의 막대한 피해가 발생할 수 있다. 농업수리구조물은 용수자원을 축적, 배분, 공급하는 역할을 수행하므로 수계를 따라 군집하여 건설되는 경우가 많으며, 이에 따라 하천에 여러 구조물이 위계를 가지고 제작, 운영되기도 한다. 이 경우 상류 구조물의 파괴 또는 붕괴는 하류 구조물의 안전도에 치명적인 위험 요인이 된다. 따라서 농업수리시스템의 안전을 보장하기 위해서는 단위 시설물에 대한 해석 외에 시스템적 관점에서 연계된 연속 구조물의 안전도의 평가가 필연적으로 요구된다. 안전도를 평가하는 기법으로는 관점에 따라 확정론과 확률론의 개념을 살펴볼 필요가 있다. 확정론이란 구조물이 처해 있는 재료 · 기하 · 하중의 변수를 확정값을 고려하여 하중과 내하력의 비를 통해 구조물의 안전도를 논의하는 기법으로 확정론에서 언급하는 안전도 평가 지표가 안전율이다. 안전율은 구조물의 설계 내하력을 2배~3.5배가량 크게 설정하여 구조물의 안전도를 높이는 방식이다. 이때는 설계 및 시공 상에서 발생할 수 있는 재료, 단면, 형상, 하중 등의 구체적 변동성을 어림잡아 반영할 수밖에 없기 때문에 내하력을 요구량보다 증대시켜 구조물의 내재된 불확실성을 보완하고자 하였다. 그러나, 안전율만으로는 내재된 불확실성을 정량적으로 평가할 수 없기 때문에 현실설명력이 높지 않음을 인지할 수 있다. 이러한 문제점을 개선하고 보다 현실적인 해법을 찾기 위해 확률론 개념을 도입하였다. 확률론은 변수들의 변동성을 고려하여 파괴 가능성을 산출하는 개념으로 확률론적 평가 지표로는 신뢰성지수를 꼽을 수 있다. 확률론 개념에서는 구조물의 파괴를 확률로 표현할 수 있으며, 따라서 분포로 존재한다. 이 점이 확률론적 관점의 핵심이며, 과거안전율 개념과 차별화된 위상을 보여주는 특징이라 할 수 있다. 가령 하중과 저항의 편차가 크게 나타나는 분포를 가지는 구조물에서 안전율 개념은 하중이 저항이 보다 작다는 값이 도출되면 안전측에 든다고 평가할 수밖에 없다. 그러나 확률론의 입장에서 살펴보면 구조물이 파괴에 이를 수 있는 확률을 얻을 수 있고, 이로써 구조물의 안전도를 평가하고 파괴를 예고할 수 있다. 본 연구에서는 확률론적 관점을 기반으로 연계 운영되는 저수지군의 단위 구조물의 파괴 가능성을 도출하고, 시스템으로 거동하는 유역 내 저수지의 파괴 가능성을 살펴보고자 한다.

근접병설터널에서 필라부 안전율 평가를 위한 강도감소법의 적용성 연구

전성권(Sung-Kwon Jun),윤동호(Dong-Ho Yoon),송재준(Jae-Joon Song),김세형(Se Hyung Kim) 한국암반공학회 2019 터널과지하공간 Vol.29 No.5

근접병설터널에서 필라의 안정성을 평가할 때, 필라 폭이 최소가 되는 지점에서의 국부안전율(강도/응력비)을 조사하는 방법이 널리 사용된다. FEM 응력해석결과를 바탕으로 국부안전율이 1.0 이하인 경우는 필라의 안정성이 확보되지 못 하는 것으로 판단하고 인장볼트 등의 보강공법을 적용하고 있다. 그러나 국부안전율은 필라폭/터널반경(PW/D)의 변화와 무관하게 일정한 값을 보이고 있으며 인장볼트의 프리스트레싱 도입 시에도 축차응력의 변화가 크지 않아 상대적으로 필라의 안전율을 과소평가 할 수 있는 것으로 분석되었다. 아울러 Hoek and Brown(1980)이 제안한 평균안전율을 검토하였으나 상대적으로 필라폭의 크기가 커질 경우 필라의 안전율을 과대평가하는 현상을 관찰할 수 있었다. 이에 대한 대안으로 강도 감소법을 이용한 SRM 안전율을 도입하여 필라의 안정성을 평가한 결과 필라폭/터널반경 변화에 따른 무보강 및 인장볼트 보강효과가 잘 반영됨을 알 수 있었으며 파괴형상 또한 기존 극한 이론의 검토결과와 유사함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 인장볼트의 보강효과를 구별하기 위해 록볼트 및 숏크리트를 고려하지 않고 안전율을 평가하였다. When evaluating pillar stability in very closely spaced tunnels, a local safety factor (strength/stress ratio) at the minimum width has been widely used. Tension bolts have been frequently applied as reinforcement for the cases where safety factors are less than 1.0 from FEM stress analysis. However, the local safety factor shows a constant value irrespective of the change in pillar width/tunnel diameter (PW/D) and the safety factor of the pillar is underestimated because the variation of deviation stress is relatively small even when the pre-stressing is applied to the tension bolt. In addition, the average safety factor proposed by Hoek and Brown(1980) was reviewed, but the pillar safety factor was relatively overestimated when the width of the pillar was increased. As an alternative, the SRM safety factor using shear strength reduction method shows the effect of changing the safety factor in the case of no reinforcement and tension bolt reinforcement as the pillar width/tunnel diameter(PW/D) changes. The failure shape is also similar to the previous limit theory result. In this study, the safety factor was evaluated without considering rock bolt and shotcrete to distinguish reinforcing effect of tension bolt.

팬 정압 선정시 적절한 안전율 적용을 위한 현장 측정자료 연구

이병찬(Byung Chan Lee),김영일(Young Il Kim),김선혜(Sean Hay Kim) 대한설비공학회 2019 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2019 No.11

본 연구는 국내 건설현장에서 시공 설치된 송풍기의 계측값을 측정하고 실제 설계상의 송풍기 정압 선정시 안전율(Safety factor)의 적용값과 미적용시의 계산값을 현장에서 측정하고 분석하였다. 이를 통하여 송풍기 선정시의 안전율 적용과 미적용시의 풍량, 정압, 동력 등을 측정 비교하여 연간 동력비의 차이를 분석하여다. 그 결과 안전율 적용시 송풍기 풍량은 109~130%로 성능을 발휘하였으며, 안전율 제외시에는 송풍기의 성능이 94%~101%이었다. 송풍기의 측정오차범위 ±10% 가정시 90~110% 이내면 적정하므로 안전율 미적용시 값을 현장에 적용하는 것이 적합하다고 판단되었다. 측정 데이터를 적용하여 1년간 운전비용 통계치를 도출하면 약 5.4억/년 절감되었으며, 안전율 미적용시의 정압 선정과 장비 선택이 더 경제적임을 확인할 수 있었다.

극한상태의 정재하시험결과를 이용한 타입말뚝의 안전율 적용성 평가

기완서 ( Wan Seo Ki ),박노환 ( Noh Hwan Park ),김선학 ( Sun Hak Kim ) 대한지질공학회 2009 지질공학 Vol.19 No.4

본 연구는 국내·외의 사질지반에 시공된 타입말뚝에 대해 파괴가 현저하게 나타날 때까지 재하한 정재하시험 실측값을 이용하여 극한하중·항복하중·침하량기준의 각각 판정법으로 극한하중을 추정하였다. 추정된 극한하중을 실측된 파괴하중으로 정규화하고 말뚝특성에 따라 판정법별 비교·분석 하였다. 또한 극한하중 추정시 적합한 판정법을 검토하고 허용하중 결정시 안전율을 재평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 극한하중 판정법으로 구한 극한하중은 Chin 방법에 의해 해석된 값이 실측값 보다 과대평가하는 경향을 나타냈으며 B. Hansen 80%기준과 Stability Plot 방법이 실측치와 거의 일치하여 가장 신뢰성이 있는 방법으로 판단되었다. 허용하중 산정시 극한하중 판정법에 의해 구한 파괴하중에 적용해야 할 안전율을 구조물기초설계기준에 적용된 안전율을 기준으로 환산하면 B. Hansen 90% 방법을 제외하고 3.0보다 큰 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었으며 항복하중 판정법들의 경우 기준안전율 2.0보다 큰 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었다. 침하량 기준에 의해 구한 하중에 적용해야 할 안전율을 극한하중에 대한 안전율 3.0을 기준으로 환산해 보면, 전침하량 기준 및 순침하량 기준은 3.0보다 작은 값이 적용되어야 할 것으로 판단되었다. This study estimated ultimate load by the determination methods based on ultimate load, yield load and settlement using experimental data from static load tests that applied load to driven piles used in sandy grounds at home and overseas until failure appeared markedly. Estimated ultimate load was normalized with actually measured failure load, and was compared among the determination methods according to the characteristics of pile. In addition, I have identified to the determination methods suitable for estimating ultimate load, and reevaluated the safety factor when determining allowable load. From the results of this study were drawn conclusions as follows. Among ultimate loads estimated by the ultimate-load-based determination methods, the value interpreted by Chin`s method tended to overestimate actual measurements, and B. Hansen 80% standard and the stability plot method were considered most reliable as their results were closest to actual measurements. According to the results of this study, in calculating the allowable load, if the safety factor to be applied to failing load obtained by the method of determining extreme load is converted to the safety factor applied to the Standards for Structure Foundation Design, a value larger than 3.0 should be applied except the B. Hansen 90% method, and a value larger than 2.0 should be applied in the methods of determining yield load. In addition, if the safety factor to be applied to load obtained by the settlement standard is converted based on safety factor 3.0 for extreme load, a value smaller than 3.0 should be applied to the total settlement standard and the net settlement standard.

시뮬레이션 소프트웨어를 이용한 농업용 감속기의 안전율 시뮬레이션

장정훈 ( Jeong-hoon Jang ),최창현 ( Chang-hyun Chang ),심승헌 ( Seung-heon Shim ),김용주 ( Yong-joo Kim ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2

농업용 감속기는 모터로부터 회전력을 전달하면서 회전속도를 감속시키고 회전 토크를 증대시키는 장치로서 장비의 정밀도 및 효율 특성에 영향을 미치는 부품으로 기계적 구성장치의 중요한 역할을 담당하고 있다. 본 연구는 농업용 감속기 최적 설계를 위한 기초 연구로써, 농업용 감속기의 최적 설계를 위하여 치폭 변화에 따른 안전율 시뮬레이션을 하였으며, 기어해석 소프트웨어 Romax Designer를 이용하여 수행하였다. 또한, AGMA-2001-C95 규격을 기반으로 작용 응력, 안전율을 계산하였다. 시뮬레이션은 농업용 감속기의 구성요소 중 시설하우스 창 개폐 현장에서 가장 파손이 많이 발생하는 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어를 대상으로 수행 하였으며, 이 때 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어의 설계 치폭은 38.8, 30 mm이다. 시뮬레이션 결과, 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어를 각각 26.8과 26 mm로 감소시킨 경우의 굽힘 안전율은 2축 헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어에서 각각 1.140, 1.304이고 접촉 안전율은 2축헬리컬 기어와 3축 헬리컬 기어에서 각각 1.303, 1.382로 모두 1 이상을 만족하여 최대 경량화 치폭은 2축헬리컬 기어가 26.8 mm, 3축 헬리컬 기어가 26 mm 임을 알 수 있다. 그러나, 양산품이 보유하고 있는 안전율의 범위를 유지하고 치폭을 줄이기 위해서는 2축 헬리컬 기어의 치폭을 30.8 mm, 3축 헬리컬 기어의 치폭을 30mm로 해야 하는 것을 알 수 있다. 또한, 감속기의 구조, 사용목적과 사용방법에 적합하도록 안전율을 선정하여 최적설계를 진행하는 것이 중요하다고 판단된다.