권호 표지

대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research) (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)

  • 격월간
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)

Aim & Scope

The Journal of the Korean Society of Civil Engineers (KSCE) is a bimonthly journal, founded in December 1981, for the publication of peer-reviewed papers devoted to research and development for a wide range of civil engineering fields. A list of topics considered to be in the scope of the journal are structural, nuclear, hydro, coastal and harbor, environmental, geo-technical and tunnel, transportation and highway, surveying and geospatial information, and railroad engineering. Also included in the journal are construction management, urban planning, and information technology. State-of-the-art papers are welcome and original work of multidisciplinary aspects on analysis, experiment and design will be considered for publication. For both readers and authors, all the submitted papers will be considered for accelerated review and publication.

https://journal.ksce.or.kr/ KSCI KCI

제28권1A호

  1. 권순철;경갑수;김대용;이해성 1
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.001 PDF
    곡선거더교의 복부는 교축방향의 면내응력과 면외 휨응력을 동시에 받는 구조이므로, 직선교에 비하여 플랜지와 복부의 필릿용접이음부에서의 발생응력이 상당히 크며, 또 바닥틀이나 브레이싱을 주거더에 연결시켜주는 거셋플레이트는 구조적으로 더욱 취약한 구조가 된다. 본 연구에서는 23년간 공용된 곡선거더교에서 발생된 피로균열의 발생원인을 조사하기 위하여 실제교통 흐름 하에서의 용접부에서의 응력특성을 파악하기 위하여 일련의 현장측정을 실시하였다. 이들 현장측정으로부터 여러 가지 타입에 대한 피로균열 원인을 분석하였고, 또한 주요 균열에 대한 피로수명을 평가하였다. 또한 곡선거더교 용접이음부의 구조거동 특성을 조사하기 위하여 유한요소해석을 실시하고 이들 결과를 현장측정결과와 비교분석하였다.
  2. 조선규;이종민 15
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.015 PDF
    본 논문에서는 프리캐스트 바닥판을 사용한 단순 강합성보에 교축방향으로 프리스트레스를 도입하는 경우, 콘크리트의 장기거동과 PS강재의 릴렉세이션에 의해 발생하는 프리스트레스의 손실과 장기처짐을 계산하기 위한 장기거동해석방법을 제시하였다. 또한 제시된 해석방법을 이용하여 장기거동해석을 수행하였으며, 이를 통해 합성보의 기하형상, 콘크리트강도 및 초기프리스트레스가 프리캐스트 바닥판을 사용한 강합성보의 장기거동에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과 합성보 기하형상의 영향에서 프리스트레스의 손실과 장기처짐에 영향을 미치는 주요인자는 각각 보의 단면적과 단면2차모멘트였다. 마지막으로, 총 프리스트레스 손실에서 크리프에 의한 손실과 건조수축에 의한 손실의 특성을 분석하여 소요 초기프리스트레스의 산정방법을 제안하였다.
  3. 송종걸;김학수;장동휘 25
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.025 PDF
    역량스펙트럼 방법은 그래픽적인 방법으로 간단하게 지진해석을 수행한다. 개발 초기에 역량스펙트럼 방법은 빌딩구조물에 주로 사용되었으나 최근에는 교량구조물에도 사용할 수 있도록 확장되었다. 역량스펙트럼 방법은 비탄성 정적해석으로부터 구한 역량곡선과 유효감쇠 혹은 강도감소계수를 사용하여 선형탄성 설계스펙트럼을 감소시켜 구한 요구도 스펙트럼에 기반을 두고 있다. 본 논문에서는 감소된 요구도 스펙트럼은 강도감소계수에 대한 몇 개의 제안식을 사용하여 구한 비탄성 요구도 스펙트럼을 사용한다. 역량스펙트럼 해석에 대한 강도감소계수의 영향은 세가지 종류의 대칭 및 비대칭 교량에 대하여 평가하였다. 몇 개의 강도감소계수를 적용한 역량스펙트럼 방법의 정확성을 평가하기 위하여, 역량스펙트럼 방법에 의한 최대변위를 8개의 인공지진에 의한 비탄성 시간이력해석 결과와 비교하였다. 강도감소계수 제안식 중 SJ 제안식에 의한 역량스펙트럼 해석의 최대변위가 비탄성 시간이력해석 결과와 가장 일치하는 결과를 나타냄을 알 수 있었다.
  4. 정태주;신동구;박영석 39
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.039 PDF
    본 연구에서는 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용을 고려한 수치해석방법을 사용하여 여러 매개변수에 대한 강판형교의 동적응답을 연구하였다. 대상교량은 건설교통부에서 제정한 "도로교 상부구조 표준도"에 수록되어 있는 지간이 20 m, 30 m와 40 m인 단순 강판형교를 사용하고, 여러 종류의 도로에 대하여 생성시킨 노면조도를 사용하였다. 차량은 2축과 3축 덤프트럭 및 5축 트랙터-트레일러인 표준트럭(DB-24)을 3차원으로 모델링하고, 교량은 주형을 보요소로, 콘크리트 바닥판은 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판 사이는 Rigid Link를 사용하여 3차원으로 모델링하였다. 이와 같은 차량 및 노면조도를 사용하여 강판형교의 지간별, 통행 차종별 및 노면조도별 충격계수와 DLA를 구하고 각국의 설계기준과 비교 검토하였다.
  5. 김현겸;황재웅;이명재;서주원 51
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.051 PDF
    사장 케이블은 휨강성이 미소하여 휨변형에 관한 고유감쇠비가 매우 작다. 따라서 케이블 부재는 다른 구조부재보다 진동발생 가능성이 훨씬 높게 된다. 사장 케이블의 진동은 우수와 기류에 기인된 것과 지점운동에 기인된 것으로 대별된다. 특별히 보강형과 사장 케이블의 고유진동수 대역이 일치되는 경우를 제외하고 대부분은 우수와 기류에 기인된 진동이 발생된다. 이런 현상은 와류진동, 풍우진동, 갤로핑을 발생시키며 사장 케이블의 사용성과 내구성을 저하시킨다. 이에 대한 제어방안으로 추가감쇠비 부여(댐퍼도입)는 보편적이고 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 국내는 케이블 지지교량이 활발하게 설계되고 시공됨에도 불구하고 주요 부재인 케이블의 동적설계에 관한 지침개발이 미진한 상황이다. 따라서 케이블 댐퍼도입에 관한 지침개발이 시급하다. 본 연구는 사장 케이블의 진동현상 중 댐퍼도입으로 효과적인 제어설계가 가능한 와류진동, 풍우진동, 갤로핑의 전체감쇠비 평가방법을 전개하여 풍현상에 따른 요구감쇠비 하한을 제시하고, 설치위치에 따른 유효계수가 고려된 추가감쇠비 상한과 최소설치위치를 제시하여 댐퍼도입에 의한 일관되고 체계적인 사장 케이블 제진설계 지침을 제안하고자 한다.
  6. 최동호;이상훈;고정훈 59
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.059 PDF
    원전 구조물의 내진해석에서 사용하는 시간이력 함수는 적절한 하중을 보장하기 위하여 설계응답스펙트럼에 부합할 뿐만 아니라 최소 PSD함수 이상의 PSD함수를 갖도록 함으로서 각각의 진동수에서 일정 크기 이상의 에너지를 갖고 있어야 한다. 도로교 구조물에서도 구조물의 대형화와 정교화로 인한 구조물의 공공 기능의 안전성이 더욱 강조되어, 설계 목적의 PSD함수의 규정이 필요하지만 적절한 절차가 개발이 되지 않아 현실적으로 적용하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 다수의 인공지진을 이용하여 표준 PSD함수를 계산하는 절차를 제시하고 현재의 도로교 내진설계 스펙트럼에 부합하는 표준 PSD 함수를 제안하였다.
  7. 여상록;조은상;황원섭;정재운 69
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.069 PDF
    본 논문에서는 내하력이 저감된 노후화 된 콘크리트 하수관거의 보강공법의 타당성을 검증하기 위하여 정적재하 시험을 실시하였다. 내경 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m인 원형관과 폭 2.0 m, 2.5 m인 상자형관을 대상으로 하였으며, 신관을 대상으로 정적 재하시험을 통하여 관 내부에 충분한 균열을 발생시킨 후 보강공법을 적용 한 후 다시 정적재하시험을 실시하였다. 본 연구에서 적용 된 보강공법은 균열관 내부에 스틸보강재가 추가된 프로파일과 고강도 모르타르를 이용하여 화학적 열화에 대한 저항성과 단면 내력을 증진 시킨 것이다. 보강공법 적용 후 단면 내력은 균열발생 이전 신관에 비해 원형관의 경우 1.66 ~3.50배, 상자형관의 경우 1.66~3.10배 정도 증가하였다. 또한 ABAQUS 6.6을 이용하여 보강공법 적용 전 후 콘크리트 원형관과 상자형관의 비선형 해석을 수행하였다. C3D8R 솔리드 요소를 사용하였고, concrete damage plasticity option을 적용하였다. 원형관과 상자형관에 배근된 철근의 영향성을 해석상 반영하기 위하여 합성 재료식을 유도하여 적용하였다.
  8. 문지호;윤기용;이학은 79
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.079 PDF
    본 논문은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 면내 안정성에 관하여 연구를 수행하였다. 연구에 사용된 아치의 형상은 포물선 형태이며, 하중은 등분포 하중이다. 일반 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 고정지점을 갖는 낮은 아치의 증분 형태 하중-변위 관계와 좌굴 하중을 유도하였다. 연구 결과, 아치의 좌굴형상(대칭 혹은 비대칭 좌굴)은 아치의 라이즈비와 세장비의 함수로 이루어진 무차원 라이즈 H 와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 이 밖에 본 연구에서는 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 형상을 구분하는 경계와 좌굴하중을 제안하였다. 이러한 제안식은 일련의 유한요소해석 결과들과 비교하였으며, 본 연구의 제안식은 고정지점을 갖는 낮은 아치의 좌굴 하중을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
  9. 윤익중;허택녕;김문겸;조성용 89
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.089 PDF
    서로 다른 부재로 이루어진 혼합구조물은 불연속면인 접합부에 강도저감, 응력집중이 발생하거나 응력전달이 확실하지 않게 되므로 접합부에 대한 연구는 이미 오래전부터 다양한 방법을 통하여 연구되어 왔다. 특히 최근에 장대교량에 혼합구조를 적용하면, 경제성과 시공성이 확보되고 구조적 성능이 증가하는 것으로 알려지면서 일본, 유럽 등과 같은 선진국에서 혼합구조의 연구 및 시공이 활발히 이루어지고 있는 실정이다. 하지만 이에 대한 국내의 연구는 상대적으로 미미한 수준에 있다. 따라서 본 논문에서는 전술한 혼합구조의 접합부가 구조물 전체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 기존에 수행된 많은 연구결과를 검토하고, 현재 가장 널리 사용되고 있는 전후면판 방식의 접합부를 갖는 혼합구조의 비선형 해석을 수행하여 그 장단점을 파악하였다. 또한, 이를 기초로 혼합구조 접합부의 성능을 개선할 수 있는 접합부 방식를 제안하고, 이를 기존의 방식과 비교분석하기 위하여 객관적인 6개의 기준을 설정하여 분석하였다. 개선된 모형으로는 형태를 개선안 모형 2개와 불연속면을 보강한 모형 1개 총 3개의 개선모형를 설정하였으며, 객관적인 비교기준으로 하중-처짐관계, 처짐곡선분포, 개구폭, 스터드축력, 소성변형 크기 및 위치, 접합부 응력분포 등을 설정하였다. 이와 같은 기준에 따라 기존 접합부 방식과 개선된 방식을 서로 비교검토한 결과, 본 논문에서 제안한 접합부 방식이 구조물의 성능개선에 큰 효과가 있는 것으로 나타났으므로 혼합구조의 새로운 접합부 방식으로 제안하였다.
  10. 오주원 95
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.095 PDF
    본 연구에서는 경부고속철도상의 대표적인 교량인 2경간 연속보 형태의 고속철도 교량에 대하여 동적거동을 해석하고 공진발생의 감소방안들을 제시하였다. 하중은 한국형 고속철도하중인 총길이 380.15 m의 TGV-K 열차(2P+18T)가 일정한 속도로 이동하는 것으로 하였다. 동적거동을 모사하는 지배방정식은 질량과 강성이 분포된 연속계에서 만들어진 편미분방정식을 이용하여 구하였으며 Duhamel 적분을 이용한 모달계수의 처리를 수반하는 모드중첩법을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 열차의 주행속도에 관계없이 동적거동을 급격히 감소시킬 수 있는 지간장이 존재하였으며 지금까지 연구된 단순보 형태의 교량에서 분석된 결과와는 달랐다. 열차의 주행속도에 의존하여 동적응답이 급격히 증가되어 공진현상을 일으키는 경우에도 공진을 감소시킬 수 있는 여러 방안들을 제시하였다.
  11. 조광일;원정훈;김상효;여영건 105
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.105 PDF
    곡선 강박스거더교는 부분적인 일사에 의해 교량단면에 불균등한 온도분포와 함께 기타 불리한 하중조건이 복합되어 작용되므로 교량의 수명이 단축되거나 사용성을 저하시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 곡선교 설계 시 방위각, 받침배치방식, 형상 등에 따라 온도에 의한 영향을 고려해야 하지만 온도거동의 특성이 명확히 규명되어 있지 않을 뿐만 아니라 현행 설계기준의 규정도 명확하지 못하여 보다 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제안된 일사량 계산식과 열전달 유한요소해석기법을 병용하여 곡선 강박스거더교의 기하학적 형상 및 방위각에 따라 변화하는 온도분포를 보다 쉬운 방법으로 예측하는 기법을 개발하였고 실측된 곡선교의 온도자료를 통해 검증하였다. 또한, 개발된 온도분포예측기법과 3차원 구조해석을 이용하여 일사에 의한 곡선교의 거동을 분석한 결과, 곡선 외측면이 남측을 향하는 경우에서 고정단측 받침의 교축방향과 교축직각방향 반력이 크게 나타났으며 곡선반경이 감소할수록 모든 방향의 반력이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 제안한 온도분포예측기법을 바탕으로 향후 관련 연구를 통해 현재의 설계기준을 보완할 수 있는 합리적인 온도하중의 제시가 가능할 것으로 판단된다.
  12. 이행기;김봉래 115
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.115 PDF
    최근 섬유강화 복합재료의 특성예측은 많은 공학자들에게 관심의 대상이 되고 있으며, 섬유강화 복합재료의 특성을 예측하기 위한 다양한 이론적, 수치적 방법들이 제안되고 있다. 본 연구에서는 복합재료내 구성요소를 고려한 Ju and Zhang (2001)의 미세역학 모델을 개선하고 원형섬유와 매트릭스간의 점진적인 손상을 고려하여 원형섬유강화 복합재료의 탄소성거동 및 점진적 손상해석을 위한 미세역학 모델을 개발하였다. 제안된 해석모델을 이용하여 다양한 수치해석을 통해 원형섬유강화 복합재료의 탄소성거동 및 점진적 손상을 예측하였고 손상을 고려하지 않은 모델과의 비교를 통하여 점진적 손상이 복합재료의 탄소성거동에 미치는 영향을 검토하였다.
  13. 김현겸;황재웅;이명재 125
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.125 PDF
    사장교의 장대화로 주탑 및 보강형과 더불어 사장 케이블의 동적 안정화에 많은 노력이 요구된다. 사장 케이블에서 동적 불안정은 주로 대칭 1모드와 역대칭 1모드에서 발생되며 대칭 1모드는 역대칭 1모드와 다르게 새그의 영향이 명확하게 나타나므로 기본진동수는 팽팽한 스트링으로부터 얻은 것과 상이한 결과를 제공하게 된다. 이러한 현상에 관해 Irvine, Triantafyllou, 안상섭 등은 해석적 기법을 통해 동적거동 분석을 수행하였다. 이들의 연구는 광범위한 영역의 Irvine Parameter에 대해 중요한 결과를 제시하였으나 특성점(Cross-Over Point 혹은 복합모드 형성점) 이후 영역에 대해서는 상이한 결과를 제시하였고 진동수방정식의 높은 비선형성으로 인해 해가 매우 민감한 난점이 있다. 본 연구는 사장 케이블 동적안정 문제에 주요한 모드들 중 새그의 영향이 가장 높은 대칭 1모드의 기본진동수에 초점을 맞추었으며 일반화된 역학적에너지에 경계조건을 만족시키는 진동형상을 적용하고 Rayleigh-Ritz 방법으로 해석적인 해를 제시하였다. 선행연구들과 다르게 본 연구는 선형적인 해를 제공하며 이에 따른 오차는 특성점 이내에서 3% 미만의 오차를 보였다. 또한, 사장 케이블이나 이에 준한 케이블은 특성점을 넘지 않으므로 공학적으로 충분한 가치를 갖는다고 볼 수 있다. 더불어 대칭 1모드에서 발생되는 갤로핑과 Parametric 공진대역을 분석하여 연구의 활용성을 확인하였다.
  14. 김정태;박재형;홍동수;나원배 135
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.135 PDF
    본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.
  15. 김태훈;진병무;김영진;김성운 147
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.147 PDF
    이 연구의 목적은 프리캐스트 부재의 새롭게 고안한 전단저항 연결체의 구조성능을 평가하는데 있다. 프리캐스트 세그먼트 구조물의 설계와 시공시에 전단저항 연결체와 같은 접합부는 특별한 주의가 요구된다. 개발한 전단저항 연결체의 상세와 성능을 평가하기 위하여 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 이 연구에서 사용된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 정확하게 예측할 수 있다. 추후 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 PSC 교각의 실험을 수행하여 구조거동과 내진성능을 파악할 것이다.
  16. 최연왕;김용직;강현진 155
    https://doi.org/10.12652/Ksce.2008.28.1A.155 PDF
    최근 구조물이 대형화, 특수화 및 초고층화 되고 있는 건설현장에서는 일반콘크리트보다 더 뛰어난 고성능 콘크리트의 시험적인 시공이 증가하고 있는 추세이다. 교량의 경우 과거 동바리 공법에 의한 시공은 소음 및 분진과 공사기간의 장기화 등의 문제로 점점 감소되었으며, 최근에는 시공기간 단축 및 도심지 환경에 적합한 프리캐스트로 시공하는 현장이 급속히 증가하고 있다. 교량구조물의 경우 휨에 대한 안전성을 확보하기 위하여 과밀배근된 부재를 생산하고 있는 실정이며, 과밀배근된 부재를 생산하기 위하여 일반콘크리트보다 유동과 충전성능이 월등한 초유동 자기충전 콘크리트가 적용되는 것이 바람직하다고 판단된다. 본 연구에서는 고로슬래그 및 플라이애쉬를 2성분계 및 3성분계 배합을 통하여 과밀배근된 교량구조물에 초유동 자기충전 콘크리트를 적용하기 위한 방법으로 과밀배근된 구조물에 적용할 수 있는 일본 토목학회의 JSCE 1등급 규정에 따른 초유동 자기충전 콘크리트의 유동 특성을 검토하였다.