• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권4호
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• pp.31-40
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• 1992

고대 석조아치교량의 아치부분은 암석블릭이 서로 맞물려 있는 불연속면의 특성을 지니고 있다. 이러한 석조아치교량의 내하력을 평가하기 위해서는 역학적으로 취약한 불연속면을 고려하는 것이 요구되나 기존의 해석방법은 아치를 연속된 하나의 일체부재로 보고 해석하였으므로 불연속면의 특성이 고려되지 않았다. 따라서 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 불연속면을 고려하고 불연속면의 전단강성과 마찰각이 석조아치교량의 내하력에 미치는 영향을 분석함으로써 석조아치교량을 평가하고자 하 였다. 연구결과 고대 석조아치교량의 내하력은 아치블럭을 형성하고 있는 암석 자체의 압축강도보다는 불연속면의 마찰각과 전단강성에 의하여 좌우되며 화강암 교량일 경우에는 전단강성이 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 해석대상인 흥국사 홍교는 현재 3등교수준의 내하력을 갖고 있는 것으로 추정된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.521-524
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• 2010

현재 국내에서는 상품 생산을 위한 각 공정의 업무를 통합관리 해 줄 수 있는 PLM(Product Life-cycle Management)시스템을 건설업에 도입하려는 움직임이 있으며 실제 건설 구조물에 대한 통합환경 시스템인 CPLM(Construction Product Lifecycle Management) 관련 연구를 진행 중에 있다. 통합 시스템 내에서 건설 구조물 생산을 위한 각 업무분야에서는 시스템이 추구하는 업무진행의 흐름에 맞추어 작업을 수행 할 수 있도록 하는 각자의 프로세스를 개발해야 한다. 이 연구에서는 토목구조물을 대상으로 협업환경 내에서 활용 가능한 3D 정보모델인 BIM기반의 해석 및 설계 프로세스를 구축하고 국내외 토목건설산업 분야에서 차세대 설계프로세스로 유력한 BIM기반의 구조해석 및 설계 프로세스의 실용화를 위한 기초자료를 제공함을 목적으로 하며 해석 및 설계 대상 구조물로 아치교량을 선정하여 연구를 진행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.56-64
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• 2013

200m 이하의 아치 교량에서 동적 내풍 안정성은 일반적으로 일본의 Wind Resistant Design Manual for Highway Bridges에 따라 검토된다. 또한 내풍 안정성 검토는 모드 형상에 관계없이 1차 연직 진동수를 적용한다. 일본의 매뉴얼에 따라 설계된 경간장 183m의 닐슨 아치 교량에서 예상치 못한 와류 진동이 발생하였으며 이는 태풍시 교량의 모니터링 시스템에 의해 계측되었다. 본 논문에서는 태풍 발생시에 계측된 풍속, 풍향, 진동 변위와 가속도를 기반으로 닐슨 아치교량의 와류진동 특성을 분석하였다. 분석 결과 1차 연직 진동 모드가 역대칭 형상이고 2차 연직 진동 모드가 대칭 형상인 닐슨 아치교의 경우 와류 진동이 2차 연직 모드에서 지배적이다. 따라서 본 논문에서는 2차 연직 진동 모드가 대칭 형상인 닐슨 아치교의 내풍 안정성 평가시에는 1차 보다 2차 연직 진동 모드가 중요한 설계 요소임을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.455-467
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• 2008

본 연구에서는 열차하중에 의한 아치교량의 처짐, 변형률이력곡선, 진동가속도와 같은 동적거동특성을 파악하기 위하여 동적주행시험을 실시하였다. 동적주행시험의 계측결과는 실 제원을 바탕으로 형상화 된 구조해석모델의 시간이력 및 고유치해석과의 비교를 통해 구조해석모델의 타당성을 검증하는데 이용되었다. 검증된 구조해석모델의 공진 검토결과, 주파수 일치에 의한 공진의 경우 가진 진동수와 고유진동수비가 ${1{\pm}0.04}$의 공진영향범위에서 벗어나도록 하는 것이 필요하다 판단된다. 또한 속도매개변수에 의한 공진의 경우 2차 모드 진동수는 아치교량의 동적거동에 크게 영향을 미치며 아치리브와 관련된 형고비, 라이즈비, 폭, 두께 등의 형상 매개변수 조절을 통해 실 운행속도대역 이상으로 부임계속도를 변화시킴으로서 아치교량의 동적거동을 안정화시킬 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.389-402
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• 2014

본 연구에서는 기존 연구자들이 제안한 석조형식의 아치시스템에서 보강된 이음부와 뒤채움이 고려된 아치교량의 실물모형에 대한 재하실험을 수행하였다. 실물모형교량의 실험체는 10 m (경간) ${\times}$ 3 m (높이)과 10 m (경간) ${\times}$2 m(높이)이며, 실험체 폭은 2 m로 동일하게 하였다. 예비해석결과로부터 구조적으로 가장 취약한 하중위치는 경간의 1/3로 나타났고 그 결과를 토대로 구조실험시 하중재하위치, 측정 항목 및 위치를 결정하였다. 실험결과, 최대 내력은 높이/경간 비가 상대적으로 작은 실험체 $10m{\times}2m$가 실험체 $10m{\times}3m$보다 크게 나타났다. 실험체 모두 설계하중에 대하여 충분한 구조적 성능을 확보하는 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.175-183
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• 2004

아치교량의 미관과 경제성을 고려할 때 가장 중요한 요소가 라이즈 비 이며, 이러한 라이즈 비를 결정하는데 있어 현재는 자중에 의한 영향만을 고려하고 있다. 본 연구에서는 아치교량의 라이즈 비 검토시 현재 고려하고 있는 자중에 의한 영향뿐만 아니라 최근 중요시 되고 있는 지진하중에 대한 동적안정성 문제를 라이즈 비 결정인자로 추가하여 자중에 의한 라이즈 비 결정이 가지고 있는 문제점에 대하여 검토하였다. 그 결과 라이즈 비 선정시 지진하중에 대한 동적안정성은 필히 고려되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.77.2-77.2
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• 2010

고속열차(KTX)를 지지하는 구조물은 차량과 지속적인 접촉을 갖는 구조를 가지고 있으므로 고속열차의 운행 안정성(동적거동)을 고려한 설계가 필요하다. 또한, 상부 구조물은 고속열차의 연행이동집중하중을 지지하며, 이러한 하중조건을 갖는 차량이 운행할 때 상부 구조물은 설계 기준사항들을 만족해야한다. 호남고속철도 설계지침에 의하면 고속열차(KTX)의 운행 안정성을 평가하기 위한 항목들로 대상 교량의 고유진동수, 상판 수직가속도, 면틀림 그리고 승차감을 고려한 연직처침 등이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 KTX의 실 열차하중을 고려하여 연행이동집중하중으로 아치 교량의 동적거동을 검토하였으며, 호남고속철도 설계지침을 적용하여 대상 교량의 운행 안정성을 평가하였다.

• 건설안전기술
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• 통권46호
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• pp.52-57
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• 2008

80년대 교량에 대한 디자인 패러다임을 변화시키고, 구조적 안전성과 자연미를 가미한 아름다운 건축물, 원효대교는 미인의 눈썹과도 같은 상부구조의 아치형상과 V형상의 강렬한 교각이 잘 어우러진 단아한 모습으로 우리와 친숙한 교량이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.273-279
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• 2007

복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.173-183
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• 2010

본 논문은 I형 강재와 프리캐스트 콘크리트 바닥판으로 구성된 비합성 합성아치 생태교량에 대한 해석 및 실험 연구이다. 범용유한 요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 단위거더, 단위합성거더, 3거더 아치, 3거더 합성아치 등 4종류의 해석모델이 검토되었으며, 해석 결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 3거더 합성아치 모형실험체에 설치될 응력 및 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 본 연구의 정적파괴 하중실험에 사용된 실험체는 3개의 I형강 거더와 14개의 PC패널로 구성되어 있다. 모형실험체 정적파괴실험결과로부터 강거더 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 유한요소해석을 통해 얻어진 정적하중과 17%정도의 차이를 나타내고 있으며, 실험체 파괴하중은 1,961kN으로 AASHTO LRFD 교량설계기준 (2007)의 단면 소성모멘트를 이용한 작용가능하중은 1,380kN으로 본 실험체는 충분한 내하력을 나타내고 있다. 해석결과와 실험결과를 토대로 새로운 형식의 비합성 합성아치 교량의 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.