• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.633-642
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• 2007

하중저항계수설계법(LRFD)은 종래 설계법의 결점을 개선한 설계법임에도 불구하고 구조계와 개별부재간에 강도와 안정에 대한 상호작용을 정확하게 고려하지 못하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 전체 구조물의 비선형비탄성해석을 수행하여야 한다. 현재 여러 선진국의 설계기준에서는 구조물의 거동과 강도를 합리적으로 예측하기 위하여 비선형비탄성해석을 사용할 수 있도록 하고 있다. 본 연구에서는 구조시스템의 내하력을 정확히 파악할 수 있는 실용적인 비선형비탄성해석법을 이용한 LRFD 설계법을 제안하였다. 실무에 사용하기 위한 설계 형식, 모델링 시 고려사항 및 설계 시 고려사항에 대하여 기술하였다. 또한 제안된 방법을 사용하여 다양한 예제설계를 수행하였고 AISC-LRFD의 선형탄성해석을 이용한 설계결과와 소요 물량을 비교함으로서 그 경제성과 타당성을 검토하였다. 그 결과 제안된 LRFD설계법은 기존의 LRFD에 비해 구조물의 종류에 따라 최대 24%의 강재 절감효과를 얻을 수 있는 경제적인 설계방법임을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.331-342
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• 2009

Miner의 피로손상법칙을 적용하여 피로파괴에 대한 한계상태함수를 표현하고, 실제 국내 통행차량의 통계적 특성을 반영하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형과 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 대한 피로파괴 신뢰도해석을 수행하였다. 피로한계상태함수는 Miner의 피로손상법칙을 확률변수의 함수로 나타내고 이들 확률변수에 대하여 국내 통행트럭 등의 실측 통계자료를 분석하여 구한 통계치와 문헌에 보고된 결과를 조사하여 구한 통계치를 적용하여 지간별 및 피로상세별 신뢰도지수를 Rackwitz-Fiessler법으로 구하고, 신뢰도해석 결과를 분석하여 LRFD 설계기준(안)의 피로설계트럭모형을 제안하였다. 아울러, 제안된 피로설계트럭모형을 적용하여 단경간 및 3경간 연속 플레이트 및 박스 거더교의 총 16개 실교량에 대한 피로설계를 수행하고, 설계결과를 현 도로교설계기준의 DB-24 하중에 의한 피로설계 결과와 비교하여 LRFD 피로설계트럭 모형의 적용성을 검토하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-10
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• 2003

도로포장 설계의 목적은 다른 토목구조물의 설계와 마찬가지로 정해진 신뢰성 수준에서 가장 경제적인 설계를 얻는데 있다 할 것이다. 미국과 유럽의 선진국가들의 설계법들은 전혀 상이한 신뢰성 수준을 갖는 설계결과들을 생산하는 설계법을 지양해가면서 세월을 두고 변천하여 균등한 신뢰성 수준을 보장할 수 있는 LRFD양식을 채용하는 방향으로 발전되었다. 현재, LRFD 양식은 콘크리트 구조, 목구조, 강구조 및 교량설계기준에 적용되어 있다 본 논문에서 저자는 역학-경험적 포장설계법에 적용될 신뢰성 모듈의 한 대안으로 신뢰성이론을 사용하여 LRFD 양식을 개발하고자 하는 과정을 예시하였다. AASHTO 86설계법에 따라 동일한 신뢰성 수준을 갖도록 설계된 10개의 포장단면이 피로균열과 같은 역학적 포장손상 측면에서 볼 때 균등한 구조적 신뢰성을 보여주지 못하며 LRFD 양식을 사용함으로서 그러한 균등한 신뢰성을 확보할 수 있다는 사실이 본 논문을 통해 예시되고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.131-138
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• 2005

강합성 교량의 설계시 종방향 모멘트에 하중분배계수를 고려하여 주형의 최대 모멘트를 계산하고 있다. 이러한 하중분배계수식은 1930년경부터 AASHTO 시방서에 채택된 이후 소폭의 수정을 거듭해 오다가 1994년 LRFD 시방서부터 전폭적으로 수정되었다. LRFD 시방서의 하중분배계수 식은 실제 교량의 거동을 비교적 정확히 반영하고 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 LRFD식은 설계모멘트 결정단계에서는 확정할 수 없는 종방향 강성계수를 포함하고 있으므로 반복을 통한 설계를 요구한다. 이러한 LRFD식이 내포하는 반복 설계과정으로 인해 실무에서는 널리 쓰이지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 반복 설계과정을 필요로 하지 않는 I형 강합성교량의 하중분배간략식을 LRFD식에 근거하여 도출하였다. 간략식의 검증을 위해 43개의 대표교량의 유한요소해석을 통해 구한 엄밀 하중분배계수와 AASHTO LRFD 식, AASHTO Standard 식으로 구한 하중분배계수와 비교하였다. 그 결과 간략식이 구조물의 안전성을 확보하면서 반복계산을 필요로 하지 않는 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.145-148
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• 2008

현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침에서는 CFT 기둥의 탄성계수와 항복강도 산정 시구속효과에 의한 축 강성의 증가를 반영하고 있지 않고 있다. 또한 AISC-LRFD와 ACI 318의 제시된 탄성계수와 항복강도의 산정방법으로 계산된 값이 차이가 큰 문제점이 있다. 본 연구에서는 CFT(Rectangular) 기둥을 강관의 두께 및 충진 콘크리트의 강도에 따른 시험체를 9개 제작하여, 실험을 통하여 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침과 비교하였다. 본 연구에서의 실험결과 현행 AISC-LRFD, ACI 318과 국내의 설계지침의 CFT 기둥의 항복강도는 실제 CFT 기둥의 항복강도와는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.217-225
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• 2010

현재 국내에서 이루어지는 대부분의 강교량 설계는 종전의 결정론적인 안전율을 사용하는 허용응력설계법에 기초하고 있다. 그러나 국제적인 경향은 확률, 통계 및 신뢰성공학의 개념에 기반을 둔 합리적이며 경제적인 설계가 가능한 한계상태설계법이 설계법의 표준으로서 보편화되고 있는 실정이다. 이 논문에서는 강교량 설계기술의 국제적 경쟁력 확보를 위해 국내 환경여건과 지역적 특성이 고려된 강교량의 하중저항계수설계법 제정을 위한 기초연구의 일환으로, 특히 사용빈도가 상대적으로 높은 폐단면 강박스거더교에 대하여 AASHTO-LRFD 규정을 적용한 시험설계를 수행하였다. 다양한 단면변화에 따른 시험설계로부터 폐단면 강박스거더교의 LRFD 설계시 고려해야 하는 제반문제에 대하여 고찰하였으며, 계산의 효율성 확보와 오류방지를 위하여 Excel-기반 설계검토 프로그램을 개발하여 시험설계에 적용하였다. 또한 LRFD 설계 단면의 신뢰성해석을 통하여 대상교량의 정량적인 안전도수준을 평가하고 실제 적용된 목표 신뢰도지수가 만족되는지를 확인함으로써 이 연구에서 적용된 절차와 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.183-193
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• 2008

국내 LRFD 도로교설계규정을 정립하기 위한 자료로 활용하기 위하여 단경간 및 3경간 연속 플레이트 거더 및 박스 거더 합성단면을 하중저항계수설계법으로 설계하고 설계된 단면의 휨에 대한 신뢰도해석을 수행하였다. LRFD 법에 의한 합성거더 단면 설계 시에는 최근 국내 통행차량의 특성을 분석하여 새로 제안된 활하중을 적용하였다. 신뢰도해석에서 휨저항강도는 최근 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성을 반영하여 재료 비선형 소성해석으로 구한 강합성단면의 휨저항강도 통계를 이용하였다. 활하중에 의한 작용모멘트의 편심계수는 1.0~1.2를 적용하였으며 강거더 자중, 콘크리트 바닥판 자중, 포장면 자중 등에 의한 고정하중 모멘트 통계 값은 A SHTO 보정자료를 사용하였다. Rackwitz-Fiessler 법으로 신뢰도해석을 수행하고 지간별, 강거더 형식별, 활하중계수별, 활하중 모멘트의 편심계수별로 신뢰도지수 계산 결과를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.447-456
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• 2009

연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더 단면을 현 도로교설계기준의 허용응력설계법(ASD)과 AASHTO-LRFD 설계기준에 근거하여 최근 교량설계핵심기술연구단을 중심으로 제안된 하중저항계수설계법으로 설계하였다. 두 방법으로 설계된 강거더 단면의 강재량과 구조성능을 분석하였으며, 휨파괴에 대한 신뢰도해석을 수행하고 신뢰도지수를 비교 및 분석하였다. ASD법으로 설계 시에는 현 도로교설계기준에 규정된 DB-24 및 DL-24 설계활하중을, LRFD법으로 설계 시에는 최근 국내 통행차량 측정결과 통계에 근거하여 제안된 설계활하중을 적용하였다. 3경간 연속교의 경간비를 4:5:4로 가정하고 중앙부 최대경간장은 30~80 m를 고려하였다. 두 방법으로 설계된 강합성거더 단면의 휨파괴에 대한 신뢰도해석은 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성이 반영된 휨저항강도의 통계를 이용하여 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.738-741
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• 2010

최근 국내에서 해상교량 건설이 증가하면서 교량에 충돌하는 선박의 충돌력에 대한 관심도 증가하지만 선박충돌력에 대한 국내 기준은 AASHTO LRFD에 근거를 두고 있는 실정이다. AASHTO LRFD에 의한 선박충돌력은 Woisin의 평균충돌력 개념에 바탕을 두고 있으며, 충돌속도가 증가함에 따라 AASHTO LRFD에서 제시하는 충돌력의 변화곡선을 따르고 있다. 하지만 AASHTO에서 제시된 충돌력 변화곡선은 선박의 최대충돌력 변화곡선과 같이 선형적 변화를 보이는 반면, 본 선박 충돌해석 결과의 평균충돌력은 최대충돌력의 선형적 변화거동과 일치하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서는 선박의 비선형 충돌해석을 통하여 AASHTO LRFD에 의해 산정되는 선박충돌력의 부적절성을 거론하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.73-82
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• 1996

하중과 저항계수 설계론을 채택하는 극한상태 설계 법이 지반공학분야에도 세계적인 추세로 적용되고 있다. 현재의 허용응력설계법은 논란을 거듭하면서 극한상태 설계법으로 교체되리라 전망된다. 최근에 북미와 유럽에서 시방서로 발간되면서 본격적으로 지반공학설계분야에 관심이 되고 있다. 이러한 세계적인 설계이론을 적절히 비교분석함은 장차 한국의 건설여건에 맞도록 적용하는데 기본요건이라 하겠다. 본 논문에서는 극한상태설계 법을 검토하고 말뚝설계에 하중과 저항계수 설계론을 적용하여 분석하고자 한다.