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사장교의 기하학적 비선형 거동의 해석적 연구 (Analytical Study of Geometric Nonlinear Behavior of Cable-stayed Bridges)

  • 김승준;이기세;김경식;강영종
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권1A호
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    • pp.1-13
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    • 2010
  • 본 연구에서는 사장교의 기하학적 비선형 거동을 기하학적 비선형 유한요소 해석을 통해 분석한다. 사장교의 주탑 및 거더는 휨 모멘트 뿐만 아니라 케이블의 장력에 의해 축력이 작용한다. 즉, 거더와 주탑은 보-기둥 부재와 같이 휨모멘트와 축력의 상호작용에 의한 대변위 거동을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 기하학적 비선형 해석을 통해 완성계 사장교의 대변위 효과, 주탑 및 거더의 보-기둥 효과 그리고 케이블의 새그효과가 모두 고려된 비선형 거동을 검토하였다. 거더 및 주탑은 6자유도 프레임 요소로 모사하고 사장교 케이블은 새그효과를 효율적으로 고려하기 위해 3자유도 등가 트러스 요소를 사용하여 모사하였다. 해석은 먼저 사하중에 대한 초기 형상 해석을 통해 사하중을 고려하고, 이 후 각기 다른 형태의 활하중에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 해석 후 각 모델의 변형형상, 각 주요 지점의 하중-변위곡선, 케이블 장력의 변화등의 정량적 수치를 분석하여 고려한 활하중 형태 및 사장교 형식에 대한 주요 기하학적 비선형 거동을 규명하였다.

2주탑 콘크리트 사장교의 주요 부재 지진 취약도 분석 (Seismic Fragility Analysis by Key Components of a Two-pylon Concrete Cable-stayed Bridge)

  • 신연우;홍기남;권용민;연영모
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.26-37
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    • 2020
  • 본 연구에서는 2주탑 콘크리트 사장교를 모델링하고 취약부재에 대한 비탄성 시간이력해석 결과들로부터 설계기준과 재료특성을 반영한 취약도 분석을 수행하여 콘크리트 사장교에 적합한 취약도 분석을 제시하고자 한다. 사장교의 지진 취약도 곡선을 작성하기 위해 사장교의 주요 취약부재에 대한 한계상태를 결정하고 비탄성 시간이력해석에 의한 응답값과 비교하여 손상상태를 구분한다. 입력지반운동에 대한 취약부위들의 동적응답이 각 구조부재의 한계상태를 초과할 손상확률을 최대지반가속도(PGA)에 대해 구함으로써 사장교의 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 주탑의 취약도 곡선에 의하면 0.5g에서 보통손상상태의 확률이 교축방향의 경우 32%인데 반해 교축직각방향의 경우 7%로 나타나 동일 PGA에서 교축직각방향에 비해 교축방향의 손상확률이 더 높은 것으로 나타났다. 연결부의 지진 취약도 곡선을 보면 심한 손상상태의 손상확률이 다른 부재에 비해 매우 높은 수준을 보였는데 이는 지진에 의한 연결부의 손상이 주탑과 케이블의 손상에 비해 매우 민감하다는 것을 의미한다. 케이블의 지진 취약도 곡선에서는 보통손상상태 등급 이후의 손상확률이 점차 낮아져 완전손상상태에 이를 확률은 2.0g의 큰 지진에서도 30%미만의 확률을 가지는 것으로 나타났다.

사장교의 최적 초기형상 및 무응력길이 결정을 위한 간략해석법 (A Simplified Analysis Method for Determining an Optimized Initial Shape of Cable-Stayed Bridges)

  • 정명락;박세웅;민동주;김문영
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.947-954
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    • 2016
  • 고정하중을 받는 사장교의 최적 초기형상 결정을 위한 간략해석법을 제시한다. 이 방법은 비선형 유한요소 해석을 수행하지 않고 최적의 초기형상을 구현할 수 있으며, 최소의 휨모멘트를 발생시키는 무응력길이를 제공한다. 초기형상 해석 후 여타의 하중조합 또는 시공단계해석을 수행하기 위해 무응력길이를 변화시키지 않고 Newton-Raphson 반복법을 수행하는 무응력길이법을 이용한다. 수치예제는 제작캠버를 포함한 인천대교 2차원 모델이며, 제시된 해석법과 상용 유한요소해석 프로그램 MIDAS의 초기형상 해석결과를 비교 분석한다. 주로 케이블의 장력과 주부재의 휨모멘트 및 변위를 관찰하였으며, 두 해석결과는 축방향 변위를 제외하고 모든 결과 값이 서로 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

민간경비원의 조직공정성 지각이 조직시민행동에 미치는 영향 (The Effect of Private Security Perception of Organization Justice on Organization Member Behavior)

  • 김명현;유형창
    • 시큐리티연구
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    • 제14호
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    • pp.69-87
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    • 2007
  • 민간경비원의 조직공정성지각과 조직시민행동에 대해 분석한 연구결과는 다음과 같다. 우선 사회인구학적 특성 즉, 연령, 현재 회사 재직기간, 과거 총재직기간, 월수입에 따라 조직공정성은 차이를 보였다. 연령의 경우 분배공정성 지각에서 36세 이상 집단이 높고, 절차공정성 지각에서 31-35세 집단이 높게 나타났다. 따라서 연령이 많을수록 조직공정성 지각이 높게 나타났다. 현재 회사 재직기간에 따라서는 3년 1개월-5년 집단에서 분배공정성 지각과 절차공정성 지각 모두 높게 나타났다. 과거 총 재직기간에 따라서는 5년 1개월 이상 집단에서 분배공정성 지각과 절차공정성 지각 모두 높게 나타났다. 월수입에 따라서는 180만 원 이상 집단에서 분배공정성 지각과 절차공정성 지각 모두 높게 나타났다. 둘째, 사회인구학적 특성에 따라 조직시민행동은 차이를 보였다. 조직시민행동에서 연령에 따라서는 충성행동의 경우 연령이 많을수록 충성행동이 높았으며, 대인관계행동과 이타행동은 31-35세 집단에서 높게 나타났다. 현 회사 재직기간과 과거 총 재직기간에 따라서는 재직기간이 길수록 충성행동, 대인관계행동, 이타행동이 높게 나타났다. 월수입에 따라서는 월수입이 증가할수록 충성행동, 대인관계 행동, 이타행동이 높게 나타났다. 셋째, 민간경비원의 조직공정성 지각과 조직시민행동의 관계에 있어서는 회귀분석 결과, 절차공정성 지각이 각각의 변인인 충성행동과 대인관계행동 그리고 이타행동에 상대적으로 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 제시했던 가설은 회귀분석 결과 모두 채택되었다. 이것은 조직공정성 지각이 향상되면 조직시민행동이 개선된다는 것을 시사한 것이다. 즉, 민간경비원이 조직내에서 공정성을 인지할 때 조직시민행동이 향상될 수 있다는 결론이 도출되었다.

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초고성능콘크리트 바닥판 판부재의 최소두께 (Minimum Thickness of the Plate Member for UHPC Deck)

  • 황훈희;유동민;박성용;김병석
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.123-124
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    • 2009
  • 이 연구는 단부거더(Edge girder) 형식의 하이브리드 사장교 적용을 목적으로 하는 최적의 초고성능콘크리트(Uitra High Performance Concrete) 프리캐스트 바닥판 시스템 개발의 일부이다. 고성능 재료인 UHPC의 성능을 적극적으로 활용할 수 있는 고효율 구조형식으로서 교축방향으로 프리스트레스가 도입된 리브를 가지는 단면형식이 제안되었고, 최소요구단면 도출을 위한 설계개념을 정립하였다.

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진동특성을 이용한 케이블의 인장력 산정 (Estimation of a tensile force in a cable using dynamic characteristics)

  • 최상현;남동호
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.461-467
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    • 2007
  • Exact application of the tensile force is critical to high-tension members in civil engineering structures, and thus actual tensile forces have often been estimated in field. To date, a few methodologies have been presented utilizing static and/or dynamic responses of tension members. Each of these methods has its disadvantages as well as advantages in its procedures, accuracy, and equipment requirements. In this paper, the feasibility of a sensitivity based methodology, based on the relationship between the natural frequencies and the applied tensile force, developed by the authors, is verified using the measured data from a cable-stayed bridge structure. From the results, it is shown that the proposed method can be utilized in estimating the tensile force in tension member of a real structure.

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인장 케이블의 장력 추정기법에 관한 연구 (Estimation of Tension Forces of Stay Cables)

  • 김남식;정운;서주원
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.121-126
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    • 2002
  • In a recent construction industry, cable supported structures such as a cable-stayed bridge or space stadium have been increasingly constructed. Generally the stay cables as a critical member should be adjusted to be satisfied with the design tension forces. In this purpose, a vibration method has been applied to estimate the tension forces exerted to the existing stay cables. In this study, cable vibration tests were carried out to estimate the cable tension forces comparing with theoretical and practical formulas. From the measured frequencies obtained from free vibration and impulsive tests, the accuracy of 1he estimated tension forces is confirmed according to use only the first single mode or higher multiple modes.

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시간이력해석을 이용한 철도 주행속도에 따른 교량의 거동분석 (The bridge behavior analysis by means of time history analysis according to the railway velocity)

  • 이종선;이재열;황낙연;김경남;정경섭
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.368-375
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    • 2003
  • Now a days, the fabrication and election skills have improved in Korea. Due to taking the vertical clearance and a point of beauty, the election of the suspension and the cable-stayed bridges whose span length can be lengthened have been increased. Accordingly, there are link areas between the bridges by cables and other bridges. These dynamic behaviors are different from others. When the vehicles and trains run on the link area, the member force and the fatigue behavior which are occurred to the structure have different values depend on the velocity. On this paper, we analyze the bridge behavior by means of the tine history analysis depend on to velocity, the number of vehicles, single and double way.

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진동법을 이용한 인장 케이블의 장력 추정에 관한 연구 (Evaluation of Tension Force of Stay Cables Using Vibration Method)

  • 김남식;정운
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제12권12호
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    • pp.956-963
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    • 2002
  • In a recent construction industry, cable supported structures such as a cable-stayed bridge or space stadium have been increasingly constructed according to rapidly upgrade their related technologies. Generally stay cables as a critical member need to be rearranged for being satisfied with design tension forces. In this purpose, a vibration method has been applied to estimate the tension forces exerted on existing stay cables. In this study, cable vibration tests were tarried out to evaluate the cable tension forces comparing with theoretical and practical formulas. Using the measured frequencies obtained from free vibration and Impulsive tests, an accuracy of the estimated tension forces is confirmed according to use the first single mode only or higher multiple modes.

사장교 케이블의 진동거동 특성 (Vibrational Characteristics on the Cables in Cable Stayed Bridge)

  • Sung, Ikhyun
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.249-257
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    • 2017
  • 최근 당진-평택시에 위치한 서해대교에서 낙뢰로 인한 케이블 단선사고가 발생하였다. 이것은 자연발생 사고로 결론이 났지만 케이블교량의 단선으로 인하여 안전문제를 재검토하는 과정이 매우 중요한 일임을 상기하게 된 사건이다. 즉, 케이블 교량에서 케이블의 역할은 구조물의 안전에 지대한 영향을 미치며 이로 인해 전체구조체계에 대한 영향을 파악할 필요가 대두 되었다. 케이블 교량은 주 탑을 세우고 바닥판을 케이블로 지지하는 경제적 교량으로 케이블의 영향은 주 부재로써 전 교량시스템의 안전에 영향이 큰 부재이다. 사장교에서 케이블은 케이블의 장력이 변할 때 발생하는 사하중으로 인한 처짐의 변화 때문에 비선형 성을 가진다. 동적해석은 변형 된 사하중 접선강도행렬을 사용하여 되며 새로운 개념은 전체 교량에 대한 케이블 진동 (면내 및 스윙 모두)의 효과를 연구하기 위해 케이블을 여러 요소로 분할하였다. 이 연구의 결과는 전반적인 교량 역학에 케이블 진동의 중요성을 보여준다.