• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.731-748
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• 2016

Pile-to-pilecap connection performance is important as Integral abutment bridges (IABs) have no expansion joints and their flexible weak-axis oriented supporting piles take the role of the expansion joint. This connection may govern the bridge strength and the performance against various lateral loads. The intention of this study is to identify crack propagation patterns when the pile-to-pilecap connection is subjected to lateral loadings and to propose novel connections for improved performance under lateral loadings. In this study, eight different types of connections were developed and modeled, using Abaqus 6.12 to evaluate performances. Three types were developed by strengthening the connections using rebar or steel tube: (i) PennDOT specification; (ii) Spiral rebar; and (iii) HSS tube. Other types were developed by softening the connections using shape modifications: (i) cylindrical hole; (ii) reduced flange; (iii) removed flange; (iv) extended hole; and (v) slot hole connection types. The connections using the PennDOT specification, HSS tube, and cylindrical hole were shown to be ineffective in the prevention of cracks, resulting in lower structural capacities under the lateral load compared to other types. The other developed connections successfully delayed or arrested the concrete crack initiations and propagations. Among the successful connection types, the spiral rebar connection allowed a relatively larger reaction force, which can damage the superstructure of the IABs. Other softened connections performed better in terms of minimized reaction forces and crack prevention.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.309-318
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• 2013

본 논문에서는 일체식 교대 교량의 장대화 및 내진성능 향상을 위해 가장 중요한 역할을 하는 교대-H형 강말뚝 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 기존의 연결부의 균열형상을 파악하고, 이를 기반으로 새로운 형태의 연결부를 제안하기 위하여 철근을 활용하여 강성을 증가시키는 방법과 강말뚝의 형상을 개선하여 연성을 개선시키는 방법을 모색하였다. 먼저, 기존 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 연결부 주변에 PennDOT에 규정된 철근상세와 나선철근의 배치와 HSS 튜브를 사용하였으나, PennDOT의 철근 상세와 HSS 튜브는 연결부의 성능을 향상시키지 못 했으나, 나선철근은 균열을 효과적으로 차단시키는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 철근의 구속효과로 인해 강말뚝의 저항력이 변위에 선형적으로 비례하여 증가하므로 교량의 상부구조에 축력을 발생시키는 효과를 가져왔다. 따라서, 강말뚝의 형상을 개선하기 위하여 콘크리트 교대에 매입된 부분의 플랜지를 제거하는 방법과 콘크리트 외부에서 플랜지의 폭을 축소시키는 형태를 검토하였다. 두 가지 방안 모두 균열을 억제하는데 효과적인 방법이었으나, 플랜지를 제거하는 쪽의 연결부가 더욱 효과적이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.307-313
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• 2009

본 연구에서는 철도교의 세로보 절취부에 피로균열이 발생 하였을 때 이에 대한 적절한 보수 보강 방법을 연구하기 위하여 실제로 피로균열이 발생한 철도교를 연구대상으로 실물크기의 가로보-세로보 바닥틀 모형을 제작하고, 세로보의 절취부 및 균열부에 스톱 홀 보수, 덧댐판 보강, 연결판 보강, 브라켓 보강 등 보수 보강 방법을 적용하여 실내실험을 수행하였다. 그 결과 제일 효과적인 보강 방법으로는 세로보의 상부플랜지와 하부플랜지에 연결판과 브라켓을 설치하는 것이고, 균열 선단에 스톱 홀을 뚫는 방법은 보조적인 방법으로 사용할 수 있다는 결론을 얻었다. 그리고 균열 길이가 어느 정도 길 경우에는 복부판에 덧댐판을 설치할 필요가 있다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제7권1호
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• pp.79-93
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• 2013

One of the biggest problems affecting bridges is the transverse cracking and deterioration of concrete bridge decks. The causes of early age cracking are primarily attributed to plastic shrinkage, temperature effects, autogenous shrinkage, and drying shrinkage. The cracks can be influenced by material characteristics, casting sequence, formwork, climate conditions, geometry, and time dependent factors. The cracking of bridge decks not only creates unsightly aesthetic condition but also greatly reduces durability. It leads to a loss of functionality, loss of stiffness, and ultimately loss of structural safety. This investigation consists of field, laboratory, and analytical phases. The experimental and field testing investigate the early age transverse cracking of bridge decks and evaluate the use of sealant materials. The research identifies suitable materials, for crack sealing, with an ability to span cracks of various widths and to achieve performance criteria such as penetration depth, bond strength, and elongation. This paper also analytically examines the effect of a wide range of parameters on the development of cracking such as the number of spans, the span length, girder spacing, deck thickness, concrete compressive strength, dead load, hydration, temperature, shrinkage, and creep. The importance of each parameter is identified and then evaluated. Also, the AASHTO Standard Specification limits liveload deflections to L/800 for ordinary bridges and L/1000 for bridges in urban areas that are subject to pedestrian use. The deflection is found to be an important parameter to affect cracking. A set of recommendations to limit the transverse deck cracks in bridge decks is also presented.

• Computers and Concrete
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• 제33권6호
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• pp.643-658
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• 2024

To date, shell-solid and fibre element model analysis are the most commonly used methods to investigate the seismic performance of concrete-filled steel tube (CFST) bridge piers. However, most existing research does not consider the loss of bearing capacity caused by the fracture of the outer steel tube. To fill this knowledge gap, a refined finite element (FE) model considering the ductile damage of steel tubes and the behaviour of infilled concrete with cracks is established and verified against experimental results of unidirectional, bidirectional cyclic loading tests and pseudo-dynamic loading tests. In addition, a parametric study is conducted to investigate the seismic performance of CFST bridge piers with different concrete strength, steel strength, axial compression ratio, slenderness ratio and infilled concrete height using the proposed model. The validation shows that the proposed refined FE model can effectively simulate the residual displacement of CFST bridge piers subjected to highintensity earthquakes. The parametric analysis indicates that CFST piers hold sufficient strength reserves and sound deformation capacity and, thus, possess excellent application prospects for bridge construction in high-intensity areas.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.139-146
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• 2014

최근 구조물의 노후화에 따른 급속 교체, 교통 영향 및 환경 영향 최소화의 요구에 따라 프리캐스트 기술을 활용한 모듈러 교량 연구가 활발하게 진행중에 있다. 본 연구는 모듈러 교량과 관련된 연구의 일환으로 모듈러 슬래브 교량의 횡방향 연결부를 대상으로 반복하중 재하 실험을 통하여 횡방향 연결부의 반복 하중에 따른 구조적 거동 특성을 파악하고 사용성 평가하였다. 반복하중의 크기를 결정하기 위하여 RC 보를 1개 제작하였으며 반복하중 재하 실험을 위하여 일체형 RC 보 1개와 분절형 실험체 3개를 제작하였다. 실험결과, 분절형 실험체는 하중 반복 횟수가 증가함에 따라 처짐 및 균열폭이 거의 일정하거나 수렴하는 경향을 나타냈으며, 일체형 RC 보와 비교하여 최대 처짐, 잔류처짐, 균열폭 모두 작게 나타났다. 또한 사용하중을 반복 재하한 실험체의 경우, 처짐 및 균열에 대한 사용성 기준을 모두 만족하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권2호
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• pp.199-216
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• 2016

A large number of bridges were built several decades ago, and most of which have gradually suffered serious deteriorations or damage due to the increasing traffic loads, environmental effects, and inadequate maintenance. However, very few studies were conducted to investigate the vibration behaviors of a damaged bridge under moving vehicles. In this paper, the vibration behaviors of such vehicle-bridge system are investigated in details, in which the effects of the concrete cracks and bridge surface roughness are particularly considered. Specifically, two vehicle models are introduced, i.e., a simplified four degree-of-freedoms (DOFs) vehicle model and a more complex seven DOFs vehicle model, respectively. The bridges are modeled in two types, including a single-span uniform beam and a full scale reinforced concrete high-pier bridge, respectively. The crack zone in the reinforced concrete bridge is considered by a damage function. The bridge and vehicle coupled equations are established by combining the equations of motion of both the bridge and vehicles using the displacement relationship and interaction force relationship at the contact points between the tires and bridge. The numerical simulations and verifications show that the proposed modeling method can rationally simulate the vibration behaviors of the damaged bridge under moving vehicles; the effect of cracks on the impact factors is very small and can be neglected for the bridge with none roughness, however, the effect of cracks on the impact factors is very significant and cannot be neglected for the bridge with roughness.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.447-456
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• 2000

일반적으로 암반 구조물의 안정성에 심각한 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려진, 암반 내의 rock bridges는 일종의 opening-mode fracture로 간주될 수 있다. 초창기에는 재료의 저항 특성을 고려하여 rock bridges 자체의 거동 특성에 대한 연구가 있었으나, 최근에 와서는 수치 해석적 연구를 통해 파괴역학의 개념을 적용하여 rock bridges의 분포특성이 암반 구조물의 안정성에 미치는 영향 등을 새롭게 연구하고 있다. 본 연구에서는 rock bridges가 수압파쇄 균열의 분포특성에 미치는 영향을 규명하고자, rock bridges의 분포형태에 따른 암반 내 응력 분포 특성과 균열의 bridge 현상을 먼저 살펴보았다. 즉 , 균열의 길이에 대한 균열의 간격의 비 (s/L 비) 균열의 길이에 대한 균열의 오버랩의 비 (d/L 비)를 변화시키면서 응력 분포 특성을 수치 해석적으로 살펴본 결과, 2개의 균열만으로도 여러 개의 균열 분포 특성을 대표할 수 있음을 알았고, s/L 비가 감소할수록 또는 d/L비가 증가할수록 암반 내 응력 집중은 커짐을 알 수 있었다. 이러한 수치 해석결과를 토대로, 수압파쇄 균열과 rock bridges의 상호 관계를 수치 해석적으로 연구한 결과, rock bridges가 없을 경우 탄성이론에 맞게 발전하던 수압파쇄 균열이, rock bridges의 존재에 의해 수압파쇄 균열의 전파 방향이 왜곡됨은 물론 수압파쇄 균열에 수직으로 작용하는 원거리 응력도 정확히 표현하지 못함을 알았다. 즉 , 수압파쇄 균열 선단에서의 mode I 응력집중계수는 s/L비가 감소할수록 또는 d/L 비가 증가할수록 커짐을 알 수 있었다. 이러한 연구결과로부터, 균열의 분포특성을 규명하기 위해 노두에서 일반적으로 실시되는 scanline 조사에서 얻을 수 있는 s/L 비와 d/L 비를 통하여 암반 내에 존재하는 응력의 평가 방법이 새로이 제안할 수 있을 것이다.로 제안하였다. 본 노천채탄장의 최종사면과 같이 장기적인 유지를 필요로 하는 사면은 사면의 변형거동을 감시하기 위해 보다 체계적인 계측을 필요로 하며, 또한 사면이 많은 비에 노출되기 쉽기 때문에 사면의 풍화와 침식에 대한 대책연구도 수행되어야 한다. 이 값이 감소할수록 Cox-Merz 법칙은 더욱 잘 성립한다.$_{TM4}$/$\bar{p}$$_{TM2}$, $\bar{p}$$_{TM4}$/$\bar{p}$$_{TM1}$, log($\bar{p}$$_{TM4}$/$\bar{p}$$_{TM3}$) 등과 상관이 높게 나타났다.이 소요되었고, 우리 나라 자연환경에서는 5일에서 7월에 주로 이 충체의 유충이 발육되고 전파되는 것으로 추측되었다.러 가지 방법들을 적극 적용하여 금후 검토해볼 필요가 있을 것이다.잡은 전혀 삭과가 형성되지 않았다. 이 결과는 종간 교잡종을 자방친으로 하고 그 자방친의 화분친을 사용할 때만 교잡이 이루어지고 있음을 나타내고 있다. 따라서 여교잡을 통한 종간잡종 품종육성 활용방안을 금후 적극 확대 검토해야 할 것이다하였다.함을 보이고 있다.X> , ZnCl$_{3}$$^{-}$같은 이온과 MgCl$^{+}$, MgCl$_{2}$같은 이온종을 형성하기 때문인것 같다. 한편 어떠한 용리액에서던지 NH$_{4}$$^{+}$의 경우 Dv값이 제일 작았다. 바. 본 연구의 목적중의 하나인 인체유해 중금속이온인 Hg(II), Cd(II)등이 NaCl같은 염화물이 함유된 시료용액에 공해이온으로 존재할 경우 흡착에 의한 제거가 가능하다. 한편 이같은 중금속이온의 흡착실험은 특히

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권2호통권75호
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• pp.195-206
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• 2005

6m-6m의 2경간 연속합성보에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 유로코드에서 제시하고 있는 균열폭 제어 규정의 근거를 살펴보고 인장강화 효과를 고려한 균열상태에 따른 균열폭 계산식 유도과정을 제시하였다. 부모멘트 인장을 받는 바닥판의 거동을 초기균열, 안정화 균열로 나누어서 연속합성보의 거동을 평가하였다. 실험결과로부터 연성 기준을 만족하는 최소철근비는 현재 도로교설계기준보다 낮춰도 될 것으로 판단된다. 균열을 일으킨 연속합성보의 휨강성 평가에서는 안정화균열 이전단계까지는 비균열단면으로 보는 것이 적절하다. 인장철근의 응력과 균열폭의 관계식을 실험결과를 이용하여 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.453-463
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• 2018

Three points bending flexural test was modelled numerically to study the crack propagation in the pre-cracked beams. The pre-existing double internal cracks inside the beam models were considered to investigate the crack propagation and coalescence paths within the modelled samples. Notch configuration effects on the failure stress were considered too. This numerical analysis shown that the propagation of wing cracks emanating from the tips of the pre-existing internal cracks caused the final breaking of beams specimens. It was also shown that when two notches were overlapped, they both mobilized in the failure process and the failure stress was decreased when the notches were located in centre line. However, the failure stress was increased by increasing the bridge area angle. Finally, it was shown that in all cases, there were good agreements between the discrete element method results and, the other numerical and experimental results. In this research, it is tried to improve the understanding of the crack propagation and crack coalescence phenomena in brittle materials which is of paramount importance in the stability analyses of rock and concrete structures, such as the underground openings, rock slopes and tunnel construction.