• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.55-68
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• 2006

본 논문은 CHBDC(2000)에서 적용중인 지간 8m까지 사용 가능한 지중강판 박스컬버트의 휨모멘트 설계식을 연구하였다. 3단계의 시공과정(최소 토피고까지의 뒷채움, 토피고까지의 뒷채움, 활하중 재하)을 고려하고 대골형 파형강판을 사용하여 지간 3m~12m에 해당하는 지중강판 박스컬버트의 수치해석을 수행하였다. 휨모멘트 계산식은 지간, 토피고 뒷채움 흙 같은 다양한 설계변수를 고려한 수치해석 결과를 토대로 새롭게 제안되었다. 또한, CHBDC(2000)의 휨모멘트식에서 새롭게 제안된 계산식의 타당성은 기존의 계산식과 수치해석결과와 비교하여 평가 되었다. 기존의 CHBDC(2000)의 식으로 구한 모멘트는 지간 8m이하에서 수치해석 결과와 잘 일치하지만, 지간 8m이상에서는 과소평가 되었다. 반면에, 제안된 식으로 산정한 모멘트는 지간 3~12m까지 수치해석 결과와 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.383-389
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• 2010

현재 우리나라의 콘크리트구조설계기준은 강도설계법에 근간하고 있다. 강도설계법에 의해 휨부재를 설계할 경우, 콘크리트 응력-변형률 관계는 사용하중 상태에서 선형으로 가정하지만 이후 극한한계 상태까지에 대해서는 규정되어 있지 않다. 이로 인해 콘크리트구조설계기준에서는 처짐 및 균열폭 등의 산정에 대해 개별적인 규정을 두고 있다. 그러나 한계상태설계법에 근거한 EC에서는 재료에 대한 응력-변형률 관계를 규정하고 있다. 따라서 재료의 응력-변형률 관계로부터 휨강도 및 처짐 등을 직접 계산할 수 있다. 본 연구에서는 휨부재에 대하여 주어진 재료 모델을 바탕으로 평형방정식과 적합조건식을 적용하여 휨모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 이로부터 휨강도 및 처짐을 산정하여 현행 콘크리트구조설계기준에 의한 값과 비교하였다. 해석 결과 재료 모델로부터 휨모멘트-곡률 관계를 통해 산정된 처짐은 실험 결과와도 비교적 잘 일치하고, 항복 이후의 처짐 계산도 가능한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.393-404
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• 2008

철근콘크리트 휨 부재에서 현행 설계기준들의 처짐 계산 규정은 콘크리트의 균열 후 보의 휨강성이 감소하는 것을 반영한 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하고 있다. 그러나 기준식의 유효 단면2차모멘트는 하중을 받는 보의 최대 모멘트와 균열모멘트에 의하여 계산하며, 처짐에 영향을 미치는 경간, 단부구속, 단면의 크기, 하중 분포, 재료 및 단면 성질, 균열의 양과 확장 등의 여러 영향인자들에 대하여는 적절한 고려가 이루어지지 않았다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 단순보를 대상으로 처짐 계산에 필요한 유효 단면2차모멘트에 대한 실험 자료를 제공하고, 국내 기준식 및 다른 연구자들의 제안식을 수정 보완하여 제안하는 것을 목적으로 하였다. 콘크리트강도와 피복두께, 철근비 및 철근 직경을 주요변수로 하여 총 14개의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였으며, 실험을 통하여 구한 유효 단면2차모멘트와 설계 기준에 의한 값, 기존의 제안식 및 본 연구에서 제안된 식에 의한 값들을 비교 분석하였다. 실험 결과를 바탕으로 균열 구간의 길이, 철근비 및 철근 한 개당 콘크리트의 유효 인장단면적을 고려하여 이 연구에서 제안한 유효 단면2차모멘트 예측식은 기존의 제안식들에 비하여 실험값에 더욱 근접한 결과를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.9-16
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• 2018

비선형 유한요소해석 결과를 이용하여 철근콘크리트 부재를 설계를 하고자 할 경우 위험단면에서의 휨모멘트를 산정하여야 한다. 본 논문에서는 연속체 요소를 사용한 철근콘크리트 유한요소해석 결과를 이용한 휨 모멘트 계산식을 제시하고 유한요소의 변위 함수의 차수에 따른 최적의 요소 크기를 제안하였다. 해석으로부터 산출된 응력을 적분하여 구한 휨 모멘트와 정역학적 평형 조건을 이용하여 계산한 휨 모멘트를 비교하였다. 응력을 적분하는 방법에서는 철근에 의한 응력과 콘크리트의 응력을 모두 고려하였다. 또한 유한요소해석으로 산출된 응력의 정확도에 영향을 주는 여러 요인들을 분석하고 적용요소의 변위 함수와 요소 크기를 다르게 설정하여 그 영향을 확인하였다. 해석의 목적이 부재의 거동을 대략적으로 살펴보는 목적이라면 1차 변위 함수를 사용하고 요소 크기가 해석 모델의 단면 높이의 25%정도라도 적절하다고 판단된다. 정확도가 높은 부재의 내력을 도출해야 할 경우에는 2차 변위 함수를 사용하고 요소 크기를 12.5%로 할 것을 제안한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.95-104
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• 2002

고강도 PSC 콘크리트 휨부재의 비선형 수치해석을 위해 적층법과 설계기준에 의한 비선형 모멘트 -곡률 관계의 계산방법이 제안되었다. 제안된 수치해석에 의한 모멘트-곡률 관계와 처짐계산을 위한 비선형 수치해석 과정에 의한 계산결과는 해석적인 방법에 의한 모멘트-곡률 관계 그리고 기존의 고강도 PSC 콘크리트 휨부재에 대한 실험결과와 비교되었다. 이 논문의 적층법에 의한 에너지흡수율은 강도설계법과 CEB-FIP 제안식보다 약 30%크게 계산되었다. 적층법에 의한 극한하중과 외부일은 각각 실험결과의 92%와 85%로 안전하게 계산되었으며, 강도설계법은 97%와 122%로 극한하중에 대해서는 안전하나 외부일은 과대 평가되었다. CEB-FIP 제안식은 극한하중과 외부일에서 실험결과의 113% 와 173%로 고강도 콘크리트에 대한 극한변형률 0.0035의 적용에 문제가 있었다 제안된 비선형 수치해석 과정은 고강도 PS 콘크리트 휨부재의 거동을 극한상태까지 안정적으로 해석할 수 있었으며, 극한하중의 80%가지 하중-처짐 관계와 균열의 전파정도의 계산결과는 실험결과와 유사하였다

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.391-402
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• 1994

철근 콘크리트구조는 극한하중에서 연성파괴가 일어나도록 하는 것이 가장 중요한 설계개념의 하나이며 단면이 충분한 소성변형능력을 가지고 있을 때에는 한계상태설계법 개념을 도입하여 소성구조해석이나 모멘트 재분배를 수행하여 경제적인 단면을 설계할 수 있다. 따라서 휨연성지수는 설계된 철근 콘크리트 구조물의 휨거동을 예측하는데 뿐만 아니라 모멘트 재분배의 가능성을 판단하는데에도 이용된다. 그러나 휨연성지수 공식은 인장철근이 항복하는 순간의 곡률에 대하여 선형의 콘크리트 압축응력으로 가정하기 때문에 근사값의 휨연성지수를 계산하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트와 철근의 응력-변형도 곡선을 이용한 수치해석으로 이론적 정해에 가까운 휨연성지수를 구하고 각 변수에 따른 휨연성지수의 변화와 공식의 오차, 복철근보의 최대철근량은 고찰함으로써 철근콘크리트 구조설계의 참고자료를 제공하고자 하며 모멘트 재분배에 관한 연구에 이용될 수 있는 철근 콘크리트 휨부재의 모멘트-곡률 곡선 모델을 제시하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.91-98
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• 2013

PHC 말뚝은 우수한 축하중 저항 능력에 비해 상대적으로 전단 및 휨 저항 성능이 낮은 단점을 가지고 있다. 이 연구의 목적은 기존 PHC 말뚝의 단점을 개선할 목적으로 개발된 중공부에 내부충전 콘크리트, 축방향 철근과 전단 철근으로 보강한 합성 PHC 말뚝(ICP 말뚝)의 휨성능을 평가하는 것이다. 이를 위하여 기존의 교대 설계사례로 부터 말뚝에 발생하는 축력과 휨모멘트를 조사한 후, ICP 말뚝 계산을 위하여 개발한 축력-휨모멘트 상관관계 프로그램을 이용하여 허용 축력과 휨모멘트가 발생하는 부재력을 만족하도록 ICP 말뚝을 설계하였다. 설계에 따라 ICP 말뚝을 제작하였으며, 휨실험을 수행하였다. 실험 결과 ICP 말뚝은 PHC 말뚝에 비하여 약 45% 큰 휨내력을 나타내었다. 또한 계산에 의해 예측한 ICP 말뚝 휨강도의 25%를 허용 휨모멘트로 취할 경우, 약 4.5의 안전율을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권3호
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• pp.225-240
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• 2006

판에 작용하는 등분포하중과 등변분포하중에 의한 휨 모멘트를 계산하기 위해 무차원 방정식에 대한 유한 차분법으로 제시하고 변장비와 격자수에 따른 수치해의 수렴을 분석하였다. 유한 차분법의 수치해는 격자점을 최대 11,520개까지 사용하여 해를 구하였고 변장비에 따른 최적 격자수를 제시하였다. 본 수치해는 Levy형 해석 해와 달리 자유단의 모멘트 경계조건을 만족하며 자유단과 고정단의 교점부근에서는 특이한 모멘트 분포를 보인다. 등분포하중과 등변분포하중에 의한 Levy형 해석해의 무차원 휨 모멘트 값과 본 결과를 비교하였으며 특이한 분포를 보이는 자유단과 그 부근을 제외하면 두 값은 동일한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.615-627
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• 1998

곡선 격자형교의 최대 전단력. 최대 휨 모멘트, 최대 순수 비틈모멘트, 최대 뒴비틈모멘트, 최대 바이모멘트를 계산하기 위하여 곡선 격자형교에 작용하는 활하중의 재하위치를 찾는 것이 중요하고 영향선을 이용하면 이 값들을 쉽게 계산할 수 있다. 등 변단면 I-형 곡선격자형교를 해석하기 위해. 본연구에서는 Vlasov의 기초미분방정식을 이용하고, 이의 수치적 해석을 위해 유한차분법을 적용하여 등 변단면의 최대부재력이 발생하는 위치에서 등 변단면의 휨모멘트, 전단력, 순수비틈모멘트, 뒴비틀모멘트, 바이모멘트의 영향선을 구하여 비교 제시하였고 이를 이용해 최대부재력이 발생하도록 하는 활하중의 재하위치를 구하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.501-513
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• 1997

뒴비틀림 효과를 고려한 곡선보의 일반적 거동은 Vlasov에 의해 제시된 미분 방정식으로 표시된다. 곡선 격자형교의 최대 전단력, 최대 휨 모멘트, 최대 순수비틀림 모멘트, 최대 뒴비틀림 모멘트, 최대 바이모멘트를 계산하기 위하여 곡선 격자형교에 작용하는 활하중의 재하위치를 찾는 것이 중요하고 영향선을 이용하여 쉽게 계산할 수 있다. 본 연구는 곡선격자교의 구조적 거동을 해석하기 위해서 곡선보는 Vlasov에 의해 제시된 곡선부재의 뒴비틀림효과를 고려한 거동에 관한 기초 미분 방정식으로 유한차분법을 도입하였고, 격벽(Diaphragm)을 보의 상대적 변위의 항으로 나타내기 위해서 강성도법을 도입하여 각각 정식화시켰고 이를 이용하여 단위 수직하중 및 단위 비틀림 모벤트에 의한 I-형 곡선격자교의 전단력, 휨 모멘트, 순수비틀림 모멘트, 뒴비틀림 모멘트, 바이모멘트의 영향선을 구하였다.