• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.22 no.3
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• pp.219-228
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• 2010

This paper describes an experimental research on the structural behavior and the ultimate strength of longitudinally stiffened plates subjected to local, distortional, or mixed-mode buckling under compression. The stiffened plate undergoes local, distortional, or interactive local-distortional buckling according to the flexural rigidity of the plate's longitudinal stiffeners and the width-thickness ratios of the sub-panels of the stiffened plate. A significant post-buckling strength in the local and distortional modes affects the ultimate strength of the longitudinally stiffened plate. Compression tests were conducted on stiffened plates that were fabricated from 4mm-thick SM400 steel plates with a nominal yield stress of 235MPa. A simple strength formula for the Direct Strength Method based on the test results was proposed. This paper proves that the Direct Strength Method can properly predict the ultimate strength of stiffened plates when the local buckling and distortional buckling occur simultaneously or nearly simultaneously.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.172-178
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• 1995

보강평판은 평판에 각종 보강재를 용접등의 방법에 의해서 종방향, 횡방향, 경사 또는 임의의 방향으로 부착시켜 굽힘 및 비틀림 강성을 향상시킨 구조요소이다. 이러한 구조요소는 구조적 필요성이나 경량화 설계에 따라 선박의 deck, 철도 차량, 항공기 및 자동차 등의 각종 구조물에서 부하능력 및 경제성을 증대시키기 위하여 널리 사용되고 있고, 또한 자동차용 오일팬, 가전기기의 케이싱과 모터의 케이싱등에도 사용되고 있다. 최근 현장에서는 이러한 구조물의 진동 감소 및 방진 문제가 큰 관심사가 되고 있다. 본 논문은 정사각형 알루미늄 평판에 +자 형태의 Box Beam 보강재를 편면 보강하고 4변 자유단의 경계 조건을 설정하였다. 보강재는 유한요소 정식화 과정을 통하여 평판 요소에 등가시키고, 2차원의 평판 구조로 보강 평판을 모델링하고 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 실험은 Impact Test에 의해서 주파수 응답 함수(FRF)를 각 시편에 대해서 구하고 이를 해석의 고유진동수와 비교하였다. 그리고 보강재가 임의의 각도로 평판에 부착되었을 때 고유진동수의 변화와 진동 모드(mode shape)를 분석하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.12 no.5
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• pp.169-178
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• 2008

Compressive flanges of steel box girder is designed based on the ultimate strength behavior of sub-panel which is enclosed with longitudinal stiffeners and transverse stiffeners on appropriate safety factor. However, it is rational that the ultimate strength is calculated considering the various factors such as number and stiffness of longitudinal stiffener, spacing of transverse stiffener, initial deformation and residual stress distribution. In this study, an analysis program based on Folded Plate theory is developed considering the geometric effects and the material nonlinearity. The analysis program is applicated to the steel box girder bridges which is really constructed in domestic.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.26 no.6
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• pp.73-81
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• 2022

Recently, as the service life of structures increased, the load-carrying capacity of deteriorated reinforced concrete, where corrosion of reinforcing bars occurs due to various causes, is frequently decreased. In order to address this problem, many studies on the bond characteristic of FRP (Fiber Reinforced Polymer) bars with corrosion resistance, light weight and high tensile strength have been conducted, however there are not many studies on the bond characteristic of grid-typed CFRP embedded in concrete. Therefore, in order to evaluate the bond characteristics of grid-typed CFRP and its usability as a substitute for steel rebar, a pull-out test is performed using the longitudinal bond length and transverse grid length of the grid-typed CFRP as variables. Through the pull-out test, the bond load-slip curve of the grid-typed CFRP is derived, and the bond behavior is analyzed. The total bond load equation is proposed as the sum of the bond force of the longitudinal bond length and the shear force of the grid in the transverse direction. Also, expressing the area of the bond load-slip curve as total work, the change in dissipated energy with respect to the slip is analyzed to examine the effect of the tranverse grid on the bond force.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.15 no.5
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• pp.136-149
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• 2011

Large portion of the domestic bridges are slab bridges reflecting the geographical characteristic of the country, where exists lots of inclines and small winding brooks. Many of the slab bridges are damaged and superannuated as they become obsolete. Deterioration is accelerated when the traffic density becomes large and heavy vehicles pass frequently. A strengthening method for deteriorated slab bridges was studied in this work. The examined net-type strengthening method uses both longitudinal and transverse prestressing for strengthening. In this way, the deflection at the center of the slab can be better controlled, and consequently, the slab is more efficiently strengthened. Three slab specimens were fabricated for the experimental test and subjected to three different loading conditions, and the load bearing capacities and deflections of slabs were examined. Flexural stiffness of slabs increased by 30.7~107.3%, and deflection of slabs decreased by 27.6~52.2% after net-type strengthening. The net-type prestressing is efficient to the strengthening for the center of a slab, and its efficiency is also valid under eccentric loadings. Since extra prestress forces can be added in the future, if necessary, the net-type strengthening system is advantagous for the maintenance and repair of slab bridges.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.9
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• pp.133-144
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• 2004

Pre-reinforcement ahead of a tunnel face using long steel or FRP (Fiberglass Reinforced Plastic) pipes in NATM(New Austrian Tunnelling Method), known as the RPUM(Reinforced Protective Umbrella Method) or UAM (Umbrella Arch Method), is the promising method to sustain the stability of a shallow tunnel face and reduce the ground settlements. In addition, horizontal reinforcing of the face is recently emphasized to improve the stability of the face. However, the characteristics on longitudinal arching around the face have not yet been established quantitatively with the RPUM (crown-reinforcing) and/or the face horizontal reinforcing. In this study, therefore, the behavior of cohesionless soil around the face reinforced by the reinforcing member representing the RPUM and horizontal reinforcing is investigated through two-dimensional laboratory model tests. A series of tests were carried out on various conditions by changing lengths and angles of the reinforcing members. Based on the vertical pressure around the face, the characteristics of longitudinal arching have been found for the case of the non-reinforced and the reinforced.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.3
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• pp.267-274
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• 2015

In this paper, an experimental evaluation of shear strength of wide beam is presented. By the experiment in paper, shear strength depending on parameter of shear reinforcement by GFRP plate on wide beam is investigated. Specimens are 7 of reinforced by GFRP plate with openings. The shear reinforcement is manufactured into plate shape with openings to ensure perfect integration with concrete. The test was performed on 7 specimens. The parameters are including number of shear reinforcement by GFRP plates and center-to-center spacing between vertical strip. We analysed the crack, failure mode, strain, shear strength of specimens. A calculation of the shear strength of reinforced wide beam with GFRP plate based on ACI 318-11. The result of the experiment shows that the GFRP plate is works successfully as shear reinforcement in the wide beam.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.4A
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• pp.457-463
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• 2008

The longitudinal stiffener performs its role to increase the local buckling strength by making simple support upon compression flange. In the recent researches, it is investigated that compression flange with point supports on certain arrangement reveals the same strength with longitudinal stiffeners. From this results, it is predictable that shear stud could perform the role of longitudinal stiffener if shear stud embedded in concrete satisfies the requirement to point-support under yield stress of the compression flange. In this study, the researches were performed to investigate the optimally required arrangement space of longitudinal point-support for which the shear stud replacing the longitudinal stiffeners and simultaneously determine the required numbers and space of shear stud for completely composite behavior between compression bottom flange and bottom concrete on the double composite girder system.