• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-10
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• 2014

본 연구에서는 원전 구조물 내 철근 콘크리트 구조와 강판 콘크리트 구조가 이질접합된 경우를 모사하기 위하여, 상하부 표면강판 간에 타이바를, 상하부 리브재 간에 타이형강을 구성한 보형 실험체를 제작하여 실험체의 면외 휨 거동특성을 확인하고자 하였다. 실험결과, 실험체의 연성거동을 검증하였으며, 타이바와 타이형강이 콘크리트 및 강판의 분리를 방지함으로써 접합부의 취성파괴를 막아주고 있음을 확인하였다. 또한, #14 주철근으로 구성한 강판 콘크리트 구조 접합부에 대하여 두 가지 형태의 기계적 정착이음 방식에 따른 인장실험을 수행함으로써 본 방식의 설계 적정성을 평가하였다. 실험결과, 두 실험체 모두 주철근이 항복에 도달할 때까지 철근의 정착 및 연결 기능을 탄성한도 내에서 건전히 수행하고 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.493-501
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• 2007

최근, 국내에서는 물량절감과 경제성 확보를 목적으로 변단면 부재의 적용이 활발히 이루어지고 있으나 재료비선형을 이용한 설계방법으로는 취성파괴의 문제점에 대한 명확한 해결책을 제시하지 못하고 있으며, 변단면 부재의 초기변형, 폭두께비, 웨브 스티프너, 횡지지 거리등에 관한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존에 연구된 이론식과 재료 및 기하 비선형 해석으로 신뢰성이 입증된 범용 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS 9.0을 이용하여 춤이 큰 변단면 H형 보의 해석 모델을 완성하고 실험결과를 바탕으로 판-폭두께비와 비지지거리를 주요변수로 좌굴 및 극한내력을 평가하여, 웨브의 판폭두께비가 클 경우 좌굴내력이 감소하며, 횡 비지지 거리를 짧게 할 경우 연성능력을 향상시킬수 있음을 확인 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.139-146
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• 2007

국내 LRFD 도로교설계규정의 휨에 대한 재료 저항계수 정립 시 기초 통계자료로 활용하기 위하여 국산 강재를 적용한 강합성 플레이트 거더 단면의 정모멘트 및 부모멘트 하 휨저항강도를 통계적으로 분석하였다. 최근 국내에서 생산된 16,000여 표본의 구조용 강재와 철근에 대한 항복강도와 인장강도 등의 기계적 특성을 통계적으로 분석하여, 공칭강도에 대한 편심계수(bias factor)와 변동계수(coefficient of variation)를 구하였다. 이들 국산 강재와 철근을 적용하여 정 부모멘트를 받는 도로교 강합성 플레이트 거더교 대표단면에 대한 재료 비선형 소성해석을 수행하였으며, 해석결과로부터 모멘트-곡률 곡선을 구하고 단면의 휨저항강도를 산정하였다. 공칭휨강도와 극한휨저항강도를 비교하고 대표적 강합성 단면에 대한 편심계수와 변동계수 통계치를 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.1-8
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• 2008

강재 박스거더교의 바닥틀을 구성하며, 바닥판의 활하중과 고정하중을 지지하는 가로보와 세로보의 설계 합리화를 위한 연구가 수행되었다. 가로보는 일반 거더교의 수직 브레이싱 규정을 근거로 6m 이하의 간격으로 조밀하게 배치되며, 세로보는 가로보 사이에 배치된다. 또한 가로보와 세로보는 바닥판과 슬래브 앵커로 연결되지만, 허용응력은 횡비틀림좌굴의 발생을 고려하여 보수적으로 결정 된다. 강박스거더교의 경제성을 도모하고 가설 및 유지관리시의 편의성을 증진시키기 위하여 가로보의 간격을 10m로 증가시켜 세로보와 가로보 의 단면 및 이음부 설계에 대해 검토하였다. 세로보의 지간이 증가함에 따라 응력이 증가하여 고강도의 강재를 사용해야 하지만, 제작 및 유지관리면에서 세로보의 지간을 증가시키는 것이 바람직하며, 경제적으로도 유리할 것으로 판단된다. 바닥판과 세로보 및 가로보의 부착 강도를 충분히 확보하기 위해서는 기존에 사용되고 있는 슬래브 앵커 보다는 전단연결재를 활용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.435-454
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• 2007

본 연구에서는 국내 내진 설계규정에서 고려하고 있지 않은 근거리지진의 특성을 규명하고, 사장교 구조물에 미치는 영향을 검토하고자 한다. 대표적인 근거리 및 원거리지진의 실측자료를 선정한 후, 탄성 및 비탄성응답스펙트럼을 작성하여 지진기록의 특성을 분석하였다. 세 가지 형식의 사장교 및 실제 사장교 구조물을 대상으로 지진특성에 따른 응답해석을 수행하여 주요부재에 대한 응답특성을 비교 분석하였다. 또한 지진응답해석 결과를 이용하여 신뢰성해석을 수행하였으며, 신뢰성지수 및 파괴확률을 검토함으로써 대상 사장교 구조물의 내진 안전성을 정량적으로 평가하였다. 응답스펙트럼, 지진응답해석 및 신뢰성해석 결과에 의하면 근거리지진이 사장교 응답에 대한 영향은 기존의 원거리지진과는 상이한 양상을 보이고 있으므로, 사장교 구조물 설계 시 중요한 인자로 고려해야 할 것을 제시하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.483-492
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• 2007

최근 대형 장스팬 규모에 많이 적용되는 PEB 시스템은 휨모멘트의 크기에 따라 부재형상을 최적화 한 변단면부재를 사용함으로써 경제적인 경쟁력을 갖는 구조시스템이다. 그러나 PEB 시스템의 관련기술은 대부분 외국에서 수입된 것으로 구조거동에 관한 연구 및 국내 설계규준이 미비하다. 특히 PEB 시스템에서의 변단면부재(래프터)들은 비조밀단면(noncompact section) 또는 세장단면(slender section)을 갖는 경우가 많으므로 좌굴에 대한 영향을 많이 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 웨브의 판폭두께비, 스티프너 유무, 횡비지지길이 등을 변수로 하여 총 4개의 실대형 실험체를 제작 휨성능 실험을 수행하였다. 이에 대하여 세장한 웨브 변단면 부재의 구조 안정성을 실험적으로 평가하고 PEB 시스템의 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.55-65
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• 2008

본 연구에서는 주철근의 겹침이음으로 인해 효과적인 내진성능을 충분히 확보하지 못한 RC기둥 보강 기법의 개발을 위해 횡방향외부압력을 도입한 강판으로 RC기둥을 보강하는 기법을 제시하였다. 제시된 기법의 성능 검증을 위해 설계강도를 변수로 하여 콘크리트 공시체 45개를 제작하여 외부압력을 도입하여 강자켓으로 보강하였다. 본 연구에서 소개하는 강자켓팅 기법은 기존의 방법과 달리 강판과 콘크리트 사이에 그라우팅이 필요 없는 기법이다. 보강된 시편과 무보강 시편의 압축실험을 수행하여 각각의 결과를 비교, 분석하였 다. 본 연구를 통해 횡방향 외부압력을 도입한 강판보강은 콘크리트 시편의 강도 및 연성도 증가에 매우효과적인 것으로 나타났고 설계강도가 낮은 시편에서 강도증가현상이 두드러지게 나타났다. 두꺼운 강판은 더 큰 강도 증진효과가 있었다. 본 연구에서는 제시한 보강기법은 RC기둥에 적용하여 강도 및 연성도을 증진시키는 효과가 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.93-104
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• 2008

국내 시공 중인 현수교의 시공단계에 대한 신뢰성 해석을 통한 위험성 평가를 실시하였다. 본 논문의 주요 연구목표는 (1) 현수교주케이블 소선의 파단에 대한 신뢰성 해석, (2) 보강형 거더 가설 28단계에 대한 위험단계 결정, (3) 보강형 거더 가설중 시공관리에 대한 한계상태의 신뢰성 평가이다. 기존의 현수교에 대한 연구와 설계는 주로 경험적인 데이터에 의존해 왔으나 최근 조사된 자료에 의하면 교량의 완공 전에 발생하는 사고의 원인의 80%는 인간의 오류, 계획, 설계, 재료 및 하중의 불확실성과 관련되어 있다. 교량의 완성계에 대해서는 많은 연구가 수행되어왔으나 시공중의 불확실성에 대해서는 시방서나 지침 등으로 정리되어 있지 않은 부분이 많다. 개선된 선형 적 용적 응답면기법을 사용하여 예제교량의 시공단계에 대한 위험성 평가를 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.165-178
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• 2013

이 논문에는 정모멘트를 받는 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위한 연구를 수록하였다. 한계상태설계법을 적용한 현행 도로교설계기준(2012)에 제시된 합성거더의 휨강도 규정은 국내에서 생산되는 일반구조용 강재를 사용한 합성거더에 적용할 수 있다. 고성능 강재 HSB600뿐만 아니라 HSB800를 적용한 강합성거더에 적용하기 위해서는 현행 공칭휨강도 평가식을 개선해야될 필요성이 있다. 강합성거더의 공칭휨강도를 평가하기 위하여, 기존에 수행된 연구들을 고찰하였으며 모멘트-곡률해석방법을 이용하여 다양한 단면을 갖는 강합성거더의 극한휨강도와 연성비를 평가하기 위한 변수해석을 수행하였다. 변수해석결과를 토대로 일반강재를 적용한 강합성거더에 대해 기존 평가식보다 덜 보수적인 공칭휨강도 평가식을 제안하였다. 또한 고성능 강재 HSB600과 HSB800을 적용한 강합성거더의 새로운 공칭휨강도 평가식도 함께 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.503-514
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트채움 U형 합성보와 H형강 기둥 십자형 합성접합부의 내진상세를 제시하고, 2개의 실물대 실험체를 설계/제작하여 강구조내진기준의 표준실험절차에 따라 내진성능을 평가하였다. 주요 실험체 구성요소는 춤 450mm(실험체 A) 및 550mm(실험체 B) U형 강재보, 두께 165mm의 골데크플레이트 위에 타설된 콘크리트 바닥슬래브, U형보의 완전합성작용을 하기 위한 전단스터드, 부모멘트 전달을 위한 4개의 주철근 및 H형강 기둥에 정착을 위한 용접커플러 그리고 접합부 보강을 위한 보강판으로 구성된다. 순수 강재 보-기둥 접합부와 상이한 U형 합성접합부의 독특한 특성을 고려하여, 지진하중 하에서 내진성능에 결정적 영향을 미치는 보-기둥 접합부의 용접부 취성파단, 강판의 국부좌굴, 주철근의 휨좌굴, 콘크리트 압괴 등의 한계상태가 적절히 제어되도록 실험체를 설계하였다. 강구조내진기준의 지진하중 가력프로그램에 따른 실험결과, 설계에서 의도한 바와 같이 여러 한계상태가 적절히 제어되어 실험체 A 및 B는 각각 6% 및 6.8% 라디안에 이르는 매우 뛰어난 층간변형능력을 발휘하였다. 이는 특수모멘트골조에 요구되는 4% 라디안 수준을 충분히 상회하는 만족스런 층간변형능력이다. 특히 접합부 강화전략에 의해 제안된 합성접합부 상세는 설계에서 의도한 것과 같이 소성힌지를 보강단부로서 밀어냄으로서 취약할 수 있는 보-기둥 용접접합부를 효과적으로 보호하였다. 실험체 A의 최종 파괴모드는 6.0% 층간변위에서 발생한 보강단부에 인접한 냉간성형 코너부의 점진적 저사이클피로에 의한 하부플랜지의 파단에 의해 발생하였다. 한편, 실험체 B는 8.0%의 높은 수준의 층간변위에서 발생한 볼트이음부 파단에 의해 내력을 상실하였다.