• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.577-584
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• 2019

최근 국내 사장교는 경관적인 요소를 위하여 비정형적인 형태가 시도되고 있다. 새로운 기하구조가 적용된 사장교는 그 특성을 명확히 분석하여 구조안전성을 확보할 필요가 있다. 본 연구 대상 교량은 S자형 곡선 보도사장교로 S자형 평면곡선과 역삼각형트러스 횡단면을 가진 보강거더, 곡선반경 내측에 1면으로 배치된 경사 주탑과 modified Fan 타입 주케이블, 수직 백스테이케이블이 적용되었다. 곡선사장교는 직선사장교와 같이 종방향의 거동에만 초점을 두고 장력을 조정할 경우 횡방향으로 과다한 변위와 모멘트가 발생 할 수 있다. 본 연구는 주케이블이 교량의 횡방향 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해서, 장력에 의한 주탑의 횡방향 변위 방향에 따라 케이블을 2개 그룹으로 나누었다. 지간중앙부 케이블 그룹을 GR1, 주탑지점부 케이블 그룹을 GR2라 할 때 GR1과 GR2의 조합비율이 보강거더, 받침, 주탑 그리고 수직앵커케이블에 미치는 영향을 분석하였다. 연구대상 교량에 적용된 장력비율을 1.0GR1+1.0GR2라 하였을 때, 1.2GR1+0.8GR2의 조합에서 주탑지점부 보강거더의 좌측과 우측 상현재 응력이 최소가 되었고, 좌우 부재의 편차도 최소가 되었다. 또한, 받침의 수평력, 주탑의 횡방향 변위와 모멘트, 수직백스테이케이블의 장력도 감소하였다. 본 연구는 유사한 기하구조를 가진 사장교의 장력 결정시 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.637-652
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• 2012

도심지내 기존터널을 단면확대 시공하는 경우, 터널내 교통흐름을 유지하기 위하여 '${\sqcap}$'형태의 프로텍터를 설치한다. 터널내 프로텍터를 설치하면 터널 측벽하부에서 작업공간이 협소하여 록볼트 시공이 불가능해 질 수가 있다. 본 연구는 터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않고 숏크리트만으로 보강하여 터널단면을 확대된 할 경우, 터널구조물의 안정성과 보강되는 최적의 숏크리트 두께를 제시하는데 목적이 있다. 본 연구를 위하여 3차선 NATM 도로터널을 4차선 NATM 도로터널로 확대 시공하는 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과, 4차선 NATM 도로터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않은 경우의 천단변위와 상반 내공변위는 록볼트를 시공한 경우와 거의 유사하였다. 다만, 하반 내공변위 및 숏크리트 응력은 록볼트를 시공하지 않은 경우가 록볼트를 시공한 경우보다 최대 0.57 mm 및 최대 1,300 kN/$m^2$ 크게 나타났다. 터널 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않아 추가 발생한 하반 내공변위와 숏트리트 응력은 25 cm인 기본 숏크리트 두께의 20%(25 cm${\rightarrow}$30 cm)만 증가시켜도 저감시킬 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.626-633
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• 2019

연구목적 : 동일한 단면 2차 모멘트를 갖는 곡선 거더의 형상 변화에 따른 곡선 교량의 확률론적 안전성 평가인 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다. 연구방법 : I, T, Box Shape 단면을 갖는 곡선 교량을 유한 요소 모델로 구축하였으며 경주 및 포항지진을 포함하여 24개의 입력지진을 적용하여 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과 : 거더의 응력에 대한 지진 취약도의 경우 T-Shpae 거더에서 가장 큰 파괴확률이 나타났으며 수평변위에 대한 지진 취약도의 경우 3개의 곡선 교량에서 비슷하게 발생하는 것으로 나타났다. 결론 : 3개의 곡선 교량에 대한 지진 취약도 분석을 수행하였으며 비틀림 저항이 가장 큰 Box-Shape 거더의 파괴확률이 가장 낮은 것으로 나타났다. 추후 연구에서는 추가적인 매개변수를 고려하여 지진 취약도 평가를 수행하고자한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.237-246
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• 2008

연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

• Computers and Concrete
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• 제17권3호
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• pp.353-386
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• 2016

Realistic assessment of the performance of reinforced concrete structural members like columns is needed for designing new structures or maintenance of the existing structural members. This assessment requires analytical capability of employing proper material models and cyclic rules and considering various load and displacement patterns. A computer application was developed to analyze the non-linear, cyclic flexural performance of reinforced concrete structural members under various types of loading paths including non-sequential variations in axial load and bi-axial cyclic load or displacement. Different monotonic material models as well as hysteresis rules, were implemented in a fiber-based moment-curvature and in turn force-deflection analysis, using proper assumptions on curvature distribution along the member, as in plastic-hinge models. Performance of the program was verified against analytical results by others, and accuracy of the analytical process and the implemented models were evaluated in comparison to the experimental results. The computer application can be used to predict the response of a member with an arbitrary cross section and various type of lateral and longitudinal reinforcement under different combinations of loading patterns in axial and bi-axial directions. On the other hand, the application can be used to examine analytical models and methods using proper experimental data.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.569-579
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• 2010

Tolerable vertical displacement of a bridge is dependent on the superstructure-type, slope, span, and etc.. In the design stage, however, resultant force of cross section is examined supposed that the settlement is 1 cm at the bearing point. And the 1cm is sometimes considered as if the criteria of allowable foundation settlement. It is needed to establish the criteria of the tolerable displacement for the small and middle bridges which are widely used in domestic area. The design data of domestic bridges including expressway bridges were collected and analyzed according to the types of superstructures and foundations. And numerical simulations were conducted for RC rigid frame bridges, PSC girder bridges, IPC girder bridges, PSC box girder bridges, and steel box girder bridges to examine the tolerable displacements.

• 한국안전학회지
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• 제9권1호
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• pp.127-133
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• 1994

In this thesis, the fracture tests were performed on a series of reinforced concrete to investigate the variation of strength and the fracture safety of reinforced concrete structures. The specimens were of the same rectangular cross-section, of effective height 24cm and width 30cm and their span was 330cm. The three point loading system is used in the fracture tests. In these tests, the yield load, the ultimate load, the flexural strain and the mid-span displacement were detected. According to the results of these tests, the fracture behavior of reinforced concrete structures can be summarized as the follows : There Is no difference between the singly and doubly reinforced rectangular beams before the yield load. But from the yield load up to the ultimate load, the mid-span displacement of the singly reinforced rectangular beams are about two times larger than those of the doubly reinforced rectangular beams, The fracture energy of the doubly reinforced rectangular beams are one and half times compared to that of the singly reinforced rectangular beams. Based on the above investigation, it could be concluded that the doubly reinforced rectangular beam is more efficient to resist the brittle fracture than the singly reinforced rectangular beam.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.255-266
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• 2014

이 논문은 새로운 수직 접합부와 현장타설 습식 접합부를 가진 T형 프리캐스트 벽체의 내진 성능에 관한 연구이다. 반복하중을 받는 T형 PC 벽체의 하중-변위 관계, 강도, 연성도, 파괴 모드, 그리고 변형 능력에 대해 알아보았다. 실험체 주요 변수는 전단력 전달을 위한 대각 철근의 유무이다. 벽체의 양단에 위치한 길이방향 주철근이 먼저 항복을 하였고 최종 변형은 C형 접합부의 파괴에 의해 결정되었다. 그리고 전단력 전달을 위한 대각 철근은 균열 제어에 효과적인 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해 구한 강도와 변형은 실험값과 대체로 일치하였다.

• International Journal of Railway
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• 제6권2호
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• pp.69-77
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• 2013

In this study, numerical analysis and model experiments were conducted to analyze behavioral characteristics acting on the track roadbed with excavation through steel pipe injection, a non-exclusive method of crossing construction under railroad as primary target. In model experiments that simulate injection excavation behaviors with an increase in the depth of soil cover, the upper displacement was measured by construction of the first and the second pipes in order to predict actual behaviors, and the behavior characteristics were verified through numerical analysis. The investigation results showed that surface displacement was smaller under the condition of higher soil cover. In the case of injecting two pipes, when the first pipe was injected, deformation of the surface increased linearly in both settlement and uplift experiments. However, when the second pipe was injected, the amount of change was found to be very small due to the relaxation and plastic zones around the first pipe. In addition, the results of numerical analysis on the same cross section with the model experiment found that the results of investigation into settlement ratio and volume loss were in very good agreement with those obtained by the model experiment.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권3호
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• pp.433-451
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• 2015

This paper focuses on large deflection static behavior of edge cracked simple supported beams subjected to a non-follower transversal point load at the midpoint of the beam by using the total Lagrangian Timoshenko beam element approximation. The cross section of the beam is circular. The cracked beam is modeled as an assembly of two sub-beams connected through a massless elastic rotational spring. It is known that large deflection problems are geometrically nonlinear problems. The considered highly nonlinear problem is solved considering full geometric non-linearity by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton-Raphson iteration method. There is no restriction on the magnitudes of deflections and rotations in contradistinction to von-Karman strain displacement relations of the beam. The beams considered in numerical examples are made of Aluminum. In the study, the effects of the location of crack and the depth of the crack on the non-linear static response of the beam are investigated in detail. The relationships between deflections, end rotational angles, end constraint forces, deflection configuration, Cauchy stresses of the edge-cracked beams and load rising are illustrated in detail in nonlinear case. Also, the difference between the geometrically linear and nonlinear analysis of edge-cracked beam is investigated in detail.