• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.395-402
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• 2002

본 연구는 강상판교량의 합리적인 설계를 위한 다목적 최적설계 방법을 제안하였다. 다목적 최적설계 방법은 기존의 제작비용만을 목적함수로 사용하는 최적설계와는 달리 제작비용과 처짐을 동시에 고려함으로써 보다 합리적인 설계를 유도하고자 하였다. 강상판교량은 많은 부재를 가지고 있고 구조거동이 복잡한 이유로 기존의 최적설계 알고리즘을 이용하면 매우 비효율적이다. 따라서, 매우 효율적인 다단계 최적설계를 이용하였다. 강상판교량의 합리적이고 경제적인 설계를 위해 최적의 제작비용과 처짐과의 관계를 파레토 곡선으로 표현하고 이를 이용하여 합리적인 설계 수준을 정하는 척도로 사용하였다. 이러한 방법은 기존의 단일목적 최적설계에 비해 매우 합리적인 설계결과를 얻을 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권4호통권65호
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• pp.413-422
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• 2003

구조 설계를 위해 초기 부재를 가정할 때나 건축 실무에서 개산 견적을 계산할 때 기술자의 직관이나 비슷한 조건의 기존 설계 평균값을 사용하고 있으나 설계 조건은 모두 다르기 때문에 큰 오차가 발생할 수밖에 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 확률론적인 절차가 내재되어 있어 불확실성을 다룰 수 있는 인공 신경 회로망의 이용하여 와렌 트러스를 설계하므로써 적용성을 평가하였다. 제안된 신경망 설계변수값와 구조설계 단계에 따라 다양한 와렌 트러스를 설계하여 MIDAS 프로그램 설계결과의 10% 오차 이내로 근사 설계를 하므로써 모델의 타당성을 검증하였다. 제안된 모델은 약간의 오차를 포함하지만 적은 시간과 노력으로 신뢰할 수 있는 설계 결과를 얻을 수 있으며, 부재 테이블을 사용하는 비선형 관계의 구조설계에도 적용 가능한 특성을 가지고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-834
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• 2002

Steel-Concrete Column은 H형강의 플랜지 사이에 후프를 용접하고 플랜지 사이의 공간에 콘크리트가 채워진 새로운 합성기둥이다. 본 연구에서는 이 새로운 합성 기둥의 구조성능을 평가하기 위하여 단주압축, 휨, 전단실험을 수행하였다. 각 실험별 실험체들을 순철골 실험체와 철골 콘크리트 실험체로 구성하여 Steel-Concrete Column을 구성하는 철골, 내부 콘크리트, 후프의 내력기여도를 평가할 수 있도록 하였다. 실험결과 Steel-Concrete Column은 $\ulcorner$강구조 한계상태 설계 기준$\lrcorner$ 에 의해 계산된 내력값을 충분히 만족하여 구조부재에 적용 가능하다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.223-232
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• 2001

본 연구에서는 높은 축력을 받는 기둥재에 사용 가능성이 큰 고장력 용접구조용 압연강재인 SM570의 압축좌굴내력을 평가하기 위해서 중심압축실험을 실시하였다. 단 주압축 실험결과 강구조 계산규준이 정하고 있는 판폭두께비의 제한치를 만족시키는 기둥부재의 최대내력은 국부좌굴에 의해 결정되며, 판폭두께비의 제한치를 만족시키지는 못하는 경우에는 최대내력이 도달하기 전에 국부좌굴에 의해서 급격히 저하하였다. 또한 압축 좌굴내력이 SM570 강재의 설계기준값인 $4.1tonf/cm^2$보다 높게 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.19-28
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• 2001

본 연구에서는 강구조 휨재의 강도와 연서이을 실험적인 방법으로 조사하였다. 휨재의 성능평가와 관련하여 총 9개의 시험체를 제작하고 실험을 실시하였다. 4개의 시험체는 구조용 강재 SM490을 이용하여 제작하였으며 5개의 시험체 제작에는 구조용 강재SM570이 이용하였다. 실험결과는 시험체의 강도와 연성에 초점을 두고 분석하였다. 실험결과는 모든 시험체가 현행 한계상태 설계기준의 공칭휨강도를 평균 1.22배 초과하는 충분한 휨강도를 보유하는 것으로 나타났다. 그러나 강재 SM570으로 제작된 콤팩트 단면의 시험체는 요구되는 연성을 나타내지 못하였다. 강재 SM570의 항복비가 0.9이었으며 이러한 항복비가 연성이 부족한 원인으로 추정되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.181-189
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• 2006

본 연구는 FSM 공법의 PSC 박스 거더교를 최소경비로 자동 설계하는 최적설계 프로그램을 이용하여 곡률마찰계수와 파상마에 대한 적정한 긴장재의 종류를 찾아내고 향후 긴장재의 연구 개발 방향을 제시하였으며, 사용되는 재료의 강도증진에 대한 연구방향을 제시하는데 본 연구의 목적이 있다. 사용된 최적설계 프로그램은 축차 무제약 최소화 기법을 이용하였고, 설계과정에서 설계점들이 설계가능 영역밖에 있는 것을 허용할 수 있도록 Kavlie가 제안한 확장 벌칙함수를 도입하였다. 또한 설계점들의 탐사 방법은 Powel's direct search method를 사용하며, 설계시간을 단축시키기 위해 설계점 변화에 따른 단면력 변화를 Gradient를 이용하여 근사화 시키는 방법을 사용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.633-642
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• 2007

하중저항계수설계법(LRFD)은 종래 설계법의 결점을 개선한 설계법임에도 불구하고 구조계와 개별부재간에 강도와 안정에 대한 상호작용을 정확하게 고려하지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전체 구조물의 비선형비탄성해석을 수행하여야 한다. 현재 여러 선진국의 설계기준에서는 구조물의 거동과 강도를 합리적으로 예측하기 위하여 비선형비탄성해석을 사용할 수 있도록 하고 있다. 본 연구에서는 구조시스템의 내하력을 정확히 파악할 수 있는 실용적인 비선형비탄성해석법을 이용한 LRFD 설계법을 제안하였다. 실무에 사용하기 위한 설계 형식, 모델링 시 고려사항 및 설계 시 고려사항에 대하여 기술하였다. 또한 제안된 방법을 사용하여 다양한 예제설계를 수행하였고 AISC-LRFD의 선형탄성해석을 이용한 설계결과와 소요 물량을 비교함으로서 그 경제성과 타당성을 검토하였다. 그 결과 제안된 LRFD설계법은 기존의 LRFD에 비해 구조물의 종류에 따라 최대 24%의 강재 절감효과를 얻을 수 있는 경제적인 설계방법임을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.523-533
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• 1997

현존하는 매립형 합성기둥의 한계상태설계법은 합성재로서의 단면과 재료의 성능을 정의하는 설계식에 비논리적이며 모호한 부분을 내포하고 있다. 본 연구는 기존의 설계식을 제정하는데 사용한 과거의 연구자료를 조사하며 비논리적이며 모호한 점들을 분석하였다. 즉, 합성단면으로서의 항복강도와 탄성계수의 환산, 좌굴강도를 산정하는데 영향을 주는 설계식에서 단면2차모멘트 대신에 단면적의 사용. 강재 단면과 콘크리트 단면의 단면2차반경 중에서 큰 값의 적용등을 분석하였다. 본 연구는 기존의 설계식을 개선하며 두 가지 방법의 설계식을 제안하였으며 이 방법들은 실무 설계에 곧바로 적용될 수가 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.417-428
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• 2011

강구조 설계는 재료의 비탄성 변형능력을 활용하는 정도에 따라 탄성설계법, 소성설계법, 내진설계법으로 대별할 수 있다. 현재 국내외 강구조 설계기준에서는 항복강도 450MPa를 초과하는 고강도강재에 대해서는 비탄성 변형능력에 대한 우려와 국부좌굴 및 횡좌굴 거동에 대한 실험자료의 부족으로 소성설계의 적용을 금하고 있다. 본 연구에서는 일반강재를 대상으로 개발된 현행 강구조설계기준의 플랜지 판폭두께비 제한식을 최근에 개발된 고강도강재인 HSB800에도 그대로 확대 적용할 수 있는지 여부를 확인하고 고강도강 휨부재의 국부좌굴 및 비탄성거동을 파악하기 위한 실물대실험을 수행하였다. HSB800 및 SM490A(비교강종) 강재로 조립된 H형강 휨부재를 각각 5개씩 총 10개의 실험체를 제작하고 실험하여 비교분석하였다. 모든 SM490A 비교실험체는 설계기준 상의 판폭두께비에 따른 요구강도와 연성능력을 충분히 발휘하였다. HSB800 실험체 역시 강도 발현의 측면에서는 매우 만족스런 성능을 발휘하였다. 즉, 비콤팩트 및 세장판 요소 플랜지를 지닌 실험체에서도 소성모멘트를 충분히 상회하거나 이에 육박하는 강도가 발현되었다. 이는 현행 판폭두께비 제한규정을 HSB800 고강도강에 그대로 적용해도 강성과 강도 확보를 목표로 하는 모든 탄성설계에 충분히 보수적으로 적용할 수 있음을 의미한다. 그러나 SM490 실험체와는 달리 HSB800 실험체 5개 가운데 3개가 가력점 스티프너와 접합된 하부플랜지에서 조기 인장파단이 발생하여 소성설계에 요구되는 회전능력 R=3에는 미달하였다. HSB800 실험체에서 관측된 파단원인을 규명하고 고강도강재에 보다 적합한 판폭두께비의 정립을 위한 추가실험과 해석적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.715-723
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• 2007

본 연구에서는 중/저층의 철골모멘트골조를 대상으로 합리적이고 실용적인 변위기반 내진설계절차를 제시하였다. 현행의 내진설계에서는 구조시스템 종별에 따라 경험적이고 획일적으로 규정된 반응수정계수를 토대로 설계가 수행되므로, 접합부가 보유한 회전능력의 적정성 여부를 검증하기가 어렵다. 본 논문에서는 실험적으로 입증된 철골모멘트골조 접합부의 가용 소성회전능력을 주요설계변수로 직접 사용하는 새로운 설계법을 제시하였다. 이 설계방안의 정립을 위해, 우선 지금까지 불분명한 관계로 남아있던 접합부의 가용 소성회전능력과 반응수정계수 사이의 관계를 합리적이고 정량적으로 정의하는 방안을 제시하였다. 이를 토대로 변위에 기반한 단계별 내진설계절차를 제시하고 비선형동적해석에 의해 방안의 타당성을 입증하였다.