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600MPa급 고강도 원형강관 부재의 성능 평가 (Experimental Behavior of Circular Tube Members with 600MPa High-strength Steel)

  • 이은택;조재영;심현주;김진호
    • 토지주택연구
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    • 제2권1호
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    • pp.47-52
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    • 2011
  • 현재 토목 및 건축구조에서 고성능 고강도 강에 대한 수요가 증가함에 따라 고성능 재료개발의 필요성이 증대되고 있다. 특히 초고층 건물과 장경간을 가지는 구조에서는 고강도, 고인성, 우수한 용접성 등이 요구된다. 이에 따라 현재 국내에서는 600MPa 급 강재의 개발이 진행 중에 있다. 그러나 고강도 강재는 일반 강재와는 전혀 다른 기계적 특성을 갖고 있다. 그러므로 고강도 강재를 구조물에 적용하기 위해서는 비탄성영역에서의 거동이 일반 강재와 동등한가를 확인해야 한다. 본 연구에서는 600MPa급 원형 강관의 기둥 및 보부재 실험을 통해 구조적 거동을 파악하였다. 각각 3개의 기둥 및 보 실험이 수행되었으며, 현행설계규준과의 적합성을 평가하였다.

SM570강재의 반복소성모델의 정식화 및 3차원 탄소성 유한요소적용에 관한 연구 (A Study on Generalization of Cyclic Plasticity Model and Application of 3-Dimensional Elastic-Plastic FEM of SM570)

  • 장경호;장갑철;이은택
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.59-65
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    • 2004
  • 최근 강구조물의 고층화 및 장경간화로 인하여 SM570강재와 같은 고강도 강재의 적용을 필요로 하고 있다. 강구조물의 정확한 내진설계를 위한 내진구조해석시 비선형 반복하중을 받는 강재의 특성을 명확히 포현할 수 있는 구성식이 필요하다. SM570는 최근 그 사용이 증가하고 있으나 아직 반복소성거동의 구현 및 정식화에 관한 연구는 아직 미진하다. 본 연구에서는 인장 및 저싸이클 피로 실험을 통하여 SM570 강재의 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 반복소성모델을 3차원 유한요소에 적용하여 SM570이 사용된 원형 강교각의 내진해석을 수행하였다. 실험결과와 내진해석을 통하여 본 연구에서 제안한 구성식은 SM570이 사용된 강구조물의 복잡한 소성거동을 정도 높게 구현함을 알 수 있었다.

두께 180mm 슬래브에 적용 가능한 철선일체형 데크 플레이트 개발 (Development of Steel Wire-Integrated Deck Plate Applicable to Slab with 180mm Thickness)

  • 이용재;윤상천
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.89-98
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    • 2012
  • 일체형 삼각 트러스 형태의 철선을 아연도금 강판에 용접한 철선일체형 데크 플레이트는 슬래브 시공 시 현장시공 최소 및 동바리와 지보공 등 거푸집 공사비 절감을 목적으로 개발되어 이미 많은 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 180mm 두께 슬래브에 적용 가능한 철선일체형 데크 플레이트 시스템을 개발하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 상부철선, 하부철선, 래티스 철선, 경간, 단부가공방법을 변수로 채택하여 총 14개의 시험체를 실물크기로 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과 시험체의 최종 파괴형태 변화 및 단부가공방법이 시험체의 구조 성능에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 하부철선의 영향보다는 래티스 철선이 시험체의 거동에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

프리스트레스가 도입된 강섬유보강콘크리트의 균열면 전단거동 (Shear Behavior of Prestressed Steel Fiber-Reinforced Concrete at Crack Interfaces)

  • 갈경완;황진하;이득행;김강수;최일섭
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.78-88
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    • 2012
  • 일반적으로 콘크리트는 경제성이 뛰어나지만 낮은 인장강도로 인하여 구조성능상의 한계를 가지고 있기 때문에 콘크리트와 결합된 다양한 합성재료의 특성을 활용한 구조부재의 개발이 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트(SFRC)는 높은 인장강도로 인하여 콘크리트의 재료적 단점을 보완할 수 있는 우수한 합성재료로서 알려져 있고, 특히 고강도 콘크리트의 화재시 폭렬현상에 대한 대안으로 여겨지고 있다. 또한, 프리스트레스트콘크리트(PSC) 부재는 장경간 구조에 매우 유리하며 일반철근콘크리트(RC) 부재에 비해 높은 전단강도를 가진다. 따라서, 이 연구에서는 SFRC에 프리스트레스를 적용한 강섬유 보강 프리스트레스트 콘크리트(SFR-PSC)부재의 전단거동을 이해하기 위하여 총 22개의 직접전단실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 SFR-PSC부재의 균열면에서의 균열전달 구성방정식을 제안하였다. SFR-PSC의 거동특성을 반영하여 제안된 재료관계식은 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

증용량저이도송전선(STACIR/AW)용 인바강선의 피로특성에 미치는 경년열화의 효과 (The Effect of Heat Exposure on Fatigue Properties of INVAR Steel Core for STACIR/AW Conductor)

  • 김상수;김병걸;박수동;이희웅;신구용;이동일;민병욱
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.1274-1277
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    • 2004
  • 최근 에너지 소비구조의 선진화에 따라 전력수요는 매년 10%이상 증가하고 있지만 철탑부지확보 및 환경 문제 둥에 의해 신규 송전선의 건설은 점차 어려워지고 있다. 이에 대한 대책으로 철탑의 교체 없이 송전선의 전류용량간 증가시키는 방안이 우선적으로 고려되어 적용되고 있다. 이미 국내에서도 기존 송전선인 ACSR 전선을 중용량 저이도의 특성을 가진 STACIR/AW(Super Thermal-resistant Aluminum alloy Conductors, aluminum-clad Invar-Reinforced)송전선으로 교체하여 전력 수송량을 증가시키고 있다. STACIR/AW전선은 도체의 내열성을 향상시켜 연속허용온도$(210^{\circ}C)$를 높임으로 전류용량을 증가시키고, ACSR에 사용되는 강심재료인 고탄소강선을 선팽창계수가 낮은 인바강선(INVAR)으로 대체함으로 고온환경에 따른 이도증가를 방지하고 있다. 그러나 STACIR/AW 송전선은 ACSR 송전선에 비하여 연속허용온도가 높고 경간의 거리가 멀기 때문에 열화에 의한 피로특성의 변화 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 증용량저이도전선의 강심소재인 INVAR/AW강선을 소정의 온도에서 경년 열화하고, 열화시간에 따른 강도와 피로특성의 변화를 조사하여, STACIR/AW전선의 안정적 운전을 위한 재료물성적 관리인자를 도출하고자 하였다.

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Precast PSC-Segmental I형 거더의 휨거동에 관한 연구 (Flexural Behavior of Precast PSC Segmental I Girder)

  • 홍성남;김광수;박선규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3A호
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    • pp.421-428
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    • 2006
  • 본 연구는 일체형과 분절형 거더의 거동차이 최소화 및 PSI(Precast PSC-Segmental I Grider)거더의 역학적 거동 특성을 실험적으로 검증하기 위하여 실물 크기의 거더를 일체형(CG)실험체 1본, 분절형(SGT1, SGT2, SGT3)실험체 3본을 제작하여 실험을 수행하였다. 일체형(CG)실험체는 단 경간으로 25 m의 길이로 제작하였고, 분절형 실험체는 각 세그멘트를 5 m 길이로 제작하고 1차 긴장력을 도입하여 하나의 거더로 일체화 시킨 후, 슬래브를 타설한 다음 2차 긴장력을 도입하는 방법으로 제작하였다. 실험결과 모멘트는 실험값과 이론값의 오차가 매우 작거나 실험값이 이론값에 비해 약간 더 큰 것으로 나타나 PSI거더의 이론이 신뢰성이 있는 것으로 나타났다.

강합성 플레이트 2-거더교의 여유도 평가 (Redundancy Evaluation of the Composite Two Steel Plate-Girder Bridges)

  • 박용명;조움돋이
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.611-620
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    • 2006
  • 강합성 플레이트 2-거더교는 피로균열에 의해 한 개의 거더에 심각한 손상이 발생되는 경우 교량의 붕괴가 유발되는 단재 하경로 구조로 인식되고 있다. 본 논문에서는 강합성 2-거더교의 거더 손상시 교량의 여유도를 평가하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 여유도 평가는 단경간 및 3경간 연속교를 대상으로 하였으며, 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용하고 하부 수평브레이싱이 설치되는 경우와 설치되지 않는 경우를 고려하였다. 정상 상태 및 손상 상태의 교량에 대해 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 내하 성능을 재료 및 기하비선형 해석으로 구하고 각 경우의 여유도를 비교 평가하였다. 해석 결과에 따르면 정상 상태의 2-거더 교량은 단순교와 연속교 모두 수평브레이싱이 없어도 여유도가 충분하며, 손상 상태의 교량에서는 수평브레이싱이 여유도 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 분석되었다.

긴장력 횡분배를 이용한 강합성형교 외부 후 긴장 보강 (External Post-tensioning Strengthening of Composite Girder Bridge Using Lateral Distribution of Post-tensioning Force)

  • 박영훈;박용걸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권6A호
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    • pp.587-596
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    • 2009
  • 본 연구는 외부 후 긴장력 횡분배 거동을 연구하고 일부 거더 외부 후 긴장만 으로 공용중인 강합성형교 보강 가능성을 평가하기 위한 연구이다. 실험 및 해석적 연구로부터 부분 거더 긴장만으로도 강합성형교 보강이 가능한 것으로 나타났으며, 브레이싱에 의하여 긴장력 횡분배 거동이 개선되는 것으로 평가되었다. 강성비, 거더 간격, 경간장의 영향을 받는 긴장력 횡분배 거동은 교량 형태 및 긴장되는 거더 위치에 의해 변화하는 것으로 분석되었으며, 외부 후 긴장력 횡분배 거동을 예측하는 제안식을 도출하여 합리성을 평가 하였다.

강 뼈대 구조물의 단자유도 하이브리드 동적 실험 (Single Degree of Freedom Hybrid Dynamic Test with Steel Frame Structure)

  • 김세훈;나옥빈;김성일;이재진;강대흥
    • 한국철도학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.413-421
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    • 2012
  • 하이브리드 실험은 구조물의 거동을 수치해석 모델과 물리적 부분구조 모델로 나누어 동시에 수행되는 실험법으로써 본 논문에서는 지진하중에 의한 1경간 2층 강 뼈대 구조에 대한 하이브리드 시험을 수행하였다. 1층 기둥 1개소를 물리적 부분구조모형으로 선택하고, 한 개의 액추에이터를 이용해 수평방향으로 변위를 가하여 수치해석과 하이브리드 실험결과 사이의 거동추이를 분석하였다. 입력 지진데이터로는 El Centro를 사용하였으며, OpenSees를 이용하여 강구조물의 선형 또는 비선형 거동을 비교 분석하였다. 그 결과, 선형해석은 수치해석과 하이브리드 응답형상이 매우 잘 일치하였으며, 비선형 해석은 재료 비선형성에 의한 영구변형의 차이는 발생하였으나 최대변위 및 전체응답형상은 매우 유사하였다. 또한, 하이브리드 실험 소요시간은 실제 가진 시간에 약 9.6%의 속도로 현재 국내에서 수행된 실험 중 가장 실시간에 근접한 실험이라 할 수 있다. 따라서, 본 하이브리드 실험은 구조물의 동적 거동을 예측하는데 적절하게 활용될 수 있으며, 공간적, 경제적 제약이 있는 진동대 실험을 대체할 수 있으리라 판단된다.

대퇴골두 무혈성괴사의 치료에서 전방 회전 절골술의 조기 추시 결과 (The Early Result of Anterior Rotational Osteotomy in the Treatment of Osteonecrosis of the Femoral Head)

  • 김세동;신덕섭;장우석
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제11권2호
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    • pp.284-292
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    • 1994
  • 1992년 12월부터 1994년 6월까지 영남대학교 의과대학 부속병원 정형외과에 내원한 대퇴골두무혈성 괴사 환자 28명, 31 고관절에 대해 시행한 경전자간 회전 절골술의 결과는 다음과 같다. 1. 대상 환자는 한명을 제외하고는 모두 남자였으며, 평균 연령은 44.3세로 삼, 사십대가 대부분이었다. 2. 무혈성 괴사의 원인은 과다한 음주에 의한 것이 18례로 가장 많았고, 괴사의 정도는 Ficat와 Arlet의 분류에 의하면 II a가 16례로 가장 많았다. 3. 절골술 후 고정 방법으로는 screw가 15례, DHS가 16례였고, 고정 방법에 따른 대퇴경간각의 변화로는, screw를 사용한 경우는 술전에 비해 내반고 되는 경향을 보였고, DHS를 사용한 경우는 외반고 되는 경향을 보였다. 4. 술전 대퇴골두 측면 방사선 사진에서 측정한 대퇴골두 전체 관절면에 대한 건전한 관절면의 비는 1/3이하가 8례, 1/3 이상이 23례(74%)이었다. 5. 술후 고관절의 전후면 방사선 사진에서 측정한 비구의 체중 부하면에 대한 전위된 건전한 대퇴골두의 관절면 비는 36% 이상이 24례(78%), 21-35%가 6례, 20% 이하가 1례였다.

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