• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1221-1236
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• 2016

Modular structures consist of standardized modules and their connections. A modular bridge pier is proposed to accelerate bridge construction. Multiple concrete-filled steel tubes (CFTs) using commercial steel tubes were chosen as the main members. Buckling restrained bracings and enhanced connection details were designed to prevent premature low-cycle fatigue failure upon cyclic loading. The pier had a height of 7.95 m, widths of 2.5 m and 2.0 m along the strong and weak axis, respectively. Cyclic tests were performed on the modular pier to investigate structural performance. Test results showed that four CFT columns reached yielding without a premature failure of the bracing connections. The ultimate capacity of the modular pier was reasonably estimated based on the plastic-hinge-analysis concept. The modular CFT pier with enhanced bracing showed improved displacement ductility without premature failure at the welding joints.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-7
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• 2015

Modular technology has become a major issue of the construction industries to enhance their productivity. Modular bridge construction generally requires the data exchange between the contractors, designers, fabricators and constructors. Therefore, a readily accessible information model interface module based on BIM technology is essential for their communication during a project life-cycle. In this study, BIM based information model interface module for a modular pier was developed. For the information models, the PBS(Product Breakdown Structure) and LOD(Level of Development) were defined. Next, all components of a modular pier were conducted by the parametric modeling technique, and then 3D cell library interface was developed. An nterface module was also developed using VBA(Visua basic Application) for exchanging a data from 3D model library to other softwares such as Microstation, AutoCad and Excel and was connected with MS Access database. The developed information model interface module would improve the design quality of the modular pier and reduce the time and cost for design. Updated 3D information models could be utilized for the fabrication, assembly, and construction process for modular piers.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.725-734
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• 2012

모듈화된 급속시공 교량 구조물의 하부구조 형식으로 충전 원형강관을 이용한 교각 구조물을 제안하였다. 다수의 충전강관을 연결하여 표준화된 제품으로 생산하여 운반 조립할 수 있는 구조 상세와 연결 상세를 제안하였다. 제안된 구조상세와 연결상세를 반영한 모듈러 교각의 정적실험을 강축과 약축에 대해서 횡변위 조건으로 수행하였다. 단일 기둥으로 설계한 것에 비하여 모듈러 CFT 교각 시스템이 브레이싱으로 연결된 편심효과로 인해 5.23배 높은 휨강성을 나타내었고 휨강도도 6배 이상 증가하였다. 합리적인 설계를 위해서는 모듈러 CFT 교각을 프레임으로 모델링하여 응력 및 처짐 검토를 수행하는 것이 타당한 것으로 나타났다. 교각을 구성하는 기둥간의 간격 조정을 통해서 필요한 내하력을 확보할 수 있을 것으로 판단되고 설계를 위한 고려사항을 제안하였다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.11-18
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• 2013

Modular technology has become a major issue of the construction industries to enhance their productivity. Modular bridge construction generally requires the collaboration between the contractor, designer, fabricator and constructor. Therefore, a readily accessible information model based on BIM technology should be provided for their communication during a construction project life-cycle. In this study, BIM based 3D information modeling was carried out for the modular bridge pier. First, the product breakdown structure (PBS) and level of detail (LOD) of the pier were defined. Based on them, 3D models were created by using parametric modeling method. In addition, database was constructed for the exchange of geometry and property data of 3D models. Finally, application areas of 3D information model were suggested, including the quantity estimation and the 4D simulation.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.55-63
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• 2015

사전제작 기술은 교량을 더 안전하고 주변과 친화적인 환경을 구축하며 작업 환경에 제한이 있을 경우에도 품질과 내구성을 개선하며 공사를 수행할 수 있다. 콘크리트 충전강관을 이용한 모듈러 하부구조 교각을 제안하였다. 프리캐스트 피어캡은 피어테이블과 프리스트레스를 도입한 프리캐스트 세그먼트로 구성되어 있다. 피어테이블은 매입형 강재를 사용하여 응력의 집중을 완화하였다. 피어캡과 교각은 4개 또는 6개의 CFT기둥으로 연결된다. 피어캡의 전단강도는 피어테이블에서 연장시킨 전단 스터럽에 의해 저항하게 된다. 횡방향 프리스트레스 힘은 사용하중에 의한 인장 응력을 제어하기 위하여 도입되었다. 이 논문에서는 모듈러 구조의 유효성을 정적실험을 통하여 평가하였다. 제안된 피어캡은 설계 요구사항들을 연속 철근과 프리스트레스에 의해 만족시켰다. 모듈러 구조의 표준화는 급속교체 및 교량의 급속시공에 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.351-357
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• 2022

본 연구에서는 해양 건설환경을 고려한 초고성능 콘크리트 해상 모듈러 잔교 시스템을 개발하고자 한다. 해상 모듈러 잔교 시스템은 최근에 개발된 압축강도 120 MPa 이상, 직접인장강도 7 MPa 이상을 갖는 초고성능 콘크리트 적용하여 설계, 제작 및 구조성능평가를 통하여 적용 가능성을 분석하였다. 기존에 프리캐스트 콘크리트로 시공된 해상 잔교는 시공단계에서 기초 파일부 항타 시 위치 또는 수직 변형으로 인한 오차를 해결하기 위한 아이디어와 가능성을 검증하고자 하였다. 또한, 구조성능 평가를 위하여 잔교 실험체를 초고성능 콘크리트를 이용하여 제작하였다. 휨 실험을 통하여 하중 분석을 수행한 결과, 예측 휨강도 대비 측정 휨강도는 극한한계상태에서 약 9 % 이상의 내하력을 확보하여 본 실험에서 요구하는 성능을 만족하였다. 향후 본 연구를 통하여 개발된 해상 모듈러 잔교 시스템을 활용한다면 충분한 내구성과 시공성으로 인한 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권6호
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• pp.1193-1203
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• 2016

This paper focuses on the analytical behavior of modular circular concrete-filled tubular (CFT) column with enhanced bracing details. To design a full-scale bridge pier of multiple circular concrete-filled tubes, numerical analysis was used to evaluate structural performance according to load directivity. In previous research (Ma et al. 2012, Shim et al. 2014), low cycle fatigue failure at bracing joints was observed, so enhanced bracing details to prevent premature failure are proposed in this analysis. The main purpose of this research is to investigate seismic performance for the diagonal direction load without premature failure at the joints when the structure reaches the ultimate load. The ABAQUS finite-element software is used to evaluate experimental performance. A quasi-static loading condition on a modular bridge pier is introduced to investigate structural performance. The results obtained from the analysis are evaluated by comparing with load-displacement responses from experiments. The concrete-filled tubes with enhanced bracing details showed higher energy dissipation capacity and proper performance without connection failure for a diagonal load.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.561-568
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• 2014

조립식 경골잔교는 Spine-girder인 단일거더 시스템이므로 휨 뿐만 아니라 비틀림에 큰 영향을 받는 구조물이다. 본 연구에서는 경골잔교의 합리적인 설계를 위하여 설계 시 고려사항을 도출하고자 하였다. 거동분석을 위한 구조해석 유한요소모델을 개발하고, 실험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다. 경골잔교의 거동분석을 통하여 국부적인 과대응력 발생을 방지하기 위하여 Bone-beam 하단부에 보강재 설치가 필요하며, 플랜지의 법선응력은 ?비틂, 플랜지와 웹의 전단응력은 순수비틂에 의한 영향이 지배적으로 작용하는 것을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.53-54
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• 2009

강재매입형 합성교각은 단면 자체의 설계 변수의 다양성을 통해 요구하는 성능을 만족하도록 할 수 있는 유연성을 갖고 있다. 급속시공을 위한 합성교각의 설계를 위해서 작은 규모에서는 볼트 연결을 통한 조립식 구조물이 가능하고 큰 규모에서는 세그먼트를 분리하여 시공하고 포스트 텐션을 도입하는 방식을 사용할 수 있다. 이 논문에서는 합성교각의 실험적 결과를 비교 분석하여 강재 매입형 조립식 합성교각의 설계 변수가 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해서 교각의 설계 여건에 따른 적합한 설계 단면 설정 및 일체화 방안을 제안하였다. 조립식 시공을 위해서는 적절한 중량 규모에 따른 단면 분할이 필요하고 제작 및 시공 오차 보정을 위한 별도의 상세가 요구된다. 또한, 코핑부를 포함한 경우에는 교각 세그먼트와 코핑부와의 연결 상세를 함께 고려해야 하기 때문에 이를 위한 연결상세를 제시하였다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.15-23
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• 2018

Geometry control of precast members is the most important technology for modular construction. In this paper, image-based modeling and rendering (IBMR) technology was adopted for 3D modeling of precast elements. It is necessary to use match-casting method for precast post-tensioned column assembly. Preassembly using 3D models created by image processing can minimize construction error. Augmented reality devices are used to check the geometry of the segment. Laboratory-scale tests were performed. The proposed process has been applied to the real precast bridge pier segments.