• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.783-790
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• 2004

In this study, a newly modified soil nailing technology named as the PSN(pretensioned soil nailing) system, is developed to reduce both facing displacements and ground surface settlements in top-down excavation process as well as to increase the global stability. Up to now, the PSN system has been investigated mainly focusing on an establishment of the design procedure. In the present study, the analytical procedure and design technique are proposed to evaluate maximum pretension force and stability of the PSN system. Also proposed arc techniques to determine the required thickness of a shotcrete facing and to estimate probability of a failure against the punching shear. Based on the proposed procedure and technique, effects of the radius of a influence circle and dilatancy angle on the thickness of a shotcrete facing, bonded length and safety factors arc analyzed. In addition, effects of the reduction of deformations expected by pretensioning of the soil nails are examined in detail throughout an illustrative example and $FLAC^{2D}$ program analysis. And a numerical approach is further made to determine a postulated failure surface as well as a minimum safety factor of the proposed PSN system using the shear strength reduction technique with the $FLAC^{2D}$ program. Global minimum safety factors and local safety factors at various excavation stages computed in case of the PSN system arc analyzed throughout comparisons with the results expected in case of the general soil nailing system. The efficiency of the PSN system is also dealt with by analyzing the wall-facing deformations and the adjacent ground surface settlements.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.727-735
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• 2006

본 논문에서는 선행논문(김 등, 2005)을 확장하여 다절점 케이블요소를 포함하는 보-기둥 요소의 기하학적 비선형성에 대해서 논의하기로 한다. 먼저 이를 위해서Hermitial 다항식을 형상함수로 채택하고 보-기둥요소의 2차 효과를 포함하는 접선강도행렬에 다절점 케이블-트러스 요소에 대한 접선강도 행렬을 추가하여 전체좌표계에 대한 접선강도행렬을 구성하고 하중증분법에 의한 유한요소 해석과정을 제시한다. 이렇게 새로이 개발된 다절점 케이블-트러스 요소를 포함하는 뼈대 구조물의 기하학적 비선형성과 그 타당성을 검증하기 위하여 IPS(Innovative Prestressed Support) 시스템의 기하학적 비선형 해석을 실시하고 이의 결과를 선형탄성해석의 결과와 비교한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.81-88
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• 2012

텐세그리티 구조시스템의 한 종류인 케이블 돔 시스템은 케이블과 마스트로 이루어져 있다. 이 케이블에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 안정된 구조물이 되기 위하여 일정의 프리텐션이 가해져야 하며 구조물은 가해진 프리텐션 하에서 자기평형응력상태에 있어야 한다. 본 연구에서는 부재의 내력 벡터의 합 원리를 기초하여 자기평형 응력모드를 구하는 새로운 방법을 제안하였으며, 자기평형응력을 유지하기 위해 필요한 응력모드를 시각화할 수 있다는 점이 기존의 논문과 비교하여 독특성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법에서 사용된 기본 원리는 모든 절점에서 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 내력벡터의 합은 0이 되어야 한다는 것이다. 제안된 방법은 CAD를 이용하여 간단히 자기 평형응력모드를 찾을 수 있으며, 예제 케이블 돔 구조물을 대상으로 각 절점에 연결된 부재들의 내력을 결정하였다. 결과 값은 역학적 계산 방법과 기존의 이론에 의해 검증하였으며 잘 일치하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.48-56
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• 2013

프리텐션 방식을 사용한 PSC 휨부재는 시공이 간편하고 품질관리가 용이하기 때문에 최근 토목분야에서 적용된 사례가 증가하고 있다. 특히, PSC 휨부재의 종류 중 하나인 반단면 프리캐스트 콘크리트 합성 슬래브는 롱라인 공법을 적용하여 최근에 개발되었다. 반단면 프리캐스트 콘크리트 합성 슬래브는 프리캐스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트를 합성하여 제작한다. 이 연구에서는 롱라인 공법으로 제작한 프리캐스트 PSC를 적용한 반단면 프리캐스트 콘크리트 합성 슬래브의 프리스트레스 도입 효율과 휨강도에 대한 실험을 실시하고 그 결과를 제시하였다. 롱라인 공법은 한번의 긴장력 도입으로 여러 개의 부재를 생산할 수 있는 장점이 있다. 또한, 프리캐스트 PSC 내에 매입되어 있는 철근의 영향을 고려하여 반단면 프리캐스트 콘크리트 합성 슬래브의 휨강도를 합리적으로 평가할 수 있는 식을 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.27-33
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• 2004

다중지점 지진입력에 대한 부유식 교량의 동적 응답해석을 수행하였다. 이 연구에서 사용한 부유식 교량은 수직방향으로는 이산 폰툰에 의해 지지되고 수평방향으로는 프리텐션 케이블에 의해 지지된다. 부유식 교량의 상부구조는 공간뼈대요소와 탄성현수케이블요소를 이용하여 모델링 하였고, 폰툰의 부가질량 및 부가감쇠는 경계요소를 이용하여 구하였다. 동수력 계수의 주파수 의존성을 고려하기 위해서 시간지연함수를 사용하여 해석을 수행하였다. 다중지점 지진입력은 교량의 양단과 케이블 앵커에서 도입하였고 응답의 시간이력을 동시가진 시와 비교하였다. 해석결과로부터 케이블 장력 등은 동시가진 시보다 다중지점 지진입력 시에서 더 큰 응답을 보임을 알 수 있다.

• Wind and Structures
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• 제29권5호
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• pp.339-359
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• 2019

Pre-stressed concrete poles are among the supporting systems used to support transmission lines. It is essential to protect transmission line systems from harsh environmental attacks such as downburst wind events. Typically, these poles are designed to resist synoptic wind loading as current codes do not address high wind events in the form of downbursts. In the current study, the behavior of guyed pre-stressed concrete Transmission lines is studied under downburst loads. To the best of the authors' knowledge, this study is the first investigation to assess the behaviour of guyed pre-stressed concrete poles under downburst events. Due to the localized nature of those events, identifying the critical locations and parameters leading to peak forces on the poles is a challenging task. To overcome this challenge, an in-house built numerical model is developed incorporating the following: (1) a three-dimensional downburst wind field previously developed and validated using computational fluid dynamics simulations; (2) a computationally efficient analytical technique previously developed and validated to predict the non-linear behaviour of the conductors including the effects of the pretension force, sagging, insulator's stiffness and the non-uniform distribution of wind loads, and (3) a non-linear finite element model utilized to simulate the structural behaviour of the guyed pre-stressed concrete pole considering material nonlinearity. A parametric study is conducted by varying the downbursts locations relative to the guyed pole while considering three different span values. The results of this parametric study are utilized to identify critical downburst configurations leading to peak straining actions on the pole and the guys. This is followed by comparing the obtained critical load cases to new load cases proposed to ASCE-74 loading committee. A non-linear failure analysis is then conducted for the three considered guyed pre-stressed concrete transmission line systems to determine the downburst jet velocity at which the pole systems fail.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권6호
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• pp.24-30
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• 2018

Dental implants are currently widely used as artificial teeth due to their good chewing performance and long life cycle. A dental implant consists of an abutment as the upper part and a fixture as the lower part. When chewing forces are repeatedly applied to a dental implant, gap at the interface surface between the abutment and the fixture is often occurred, and results in some deteriorations such as loosening of fastening screw, dental retraction and fixture fracture. To cope with such problems, a sealing-type abutment having a number of grooves along the conical-surface circumference was previously developed, and shows better sealing performance than the conventional one. This study carries out optimization of the groove shape by genetic algorithm(GA) as well as structural analysis in consideration of external chewing force and pretension between the abutment and the fixture. The overall optimization system consists of two subsystems; the one is the genetic algorithm with MATLAB, and the other is the structural analysis with ANSYS. Two subsystems transmit and receive the relevant data with each other throughout the optimization processes. The optimization result is then compared with that of the conventional one with respect to the contact pressure and the maximum stress. The result shows that the optimized model gives better sealing performance than the conventional sealing abutment.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.336-341
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• 2018

프리텐션 콘크리트 부재에서 긴장재에 도입된 프리스트레싱힘은 긴장재와 콘크리트의 직접 부착에 의하여 콘크리트에 전달되므로 응력전달길이를 합리적으로 산정하는 것이 중요하다. 프리텐션부재 또는 프리캐스트 부재에 UHPC를 사용하는 경우 품질관리 측면에서 많은 장점이 있다. 따라서, 이 논문은 초고성능 콘크리트를 사용한 프리텐션 부재에 있어서 PS 강연선의 응력전달길이를 구하기 위하여 초고성능 콘크리트의 압축강도, 피복두께, 긴장재의 지름 및 긴장력을 변수로 하여 실험을 진행하고 그 결과를 분석한 내용을 정리한 것이다. 실험 결과에 따르면 초고성능 콘크리트를 사용한 경우 일반 콘크리트에 비하여 응력 전달길이가 크게 감소하였으며, 압축강도 수준이 증가할수록 응력전달길이가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 초고성능 콘크리트의 높은 부착강도에서 비롯되는 것으로 판단된다. 또한, 실험결과와 기존 설계기준의 응력전달길이 산정식을 비교하고, 초고성능 콘크리트 프리텐션 부재의 응력전달길이를 산정할 수 있는 새로운 공식을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권3호
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• pp.407-426
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• 2022

Superior to traditional welded studs, high strength friction-grip bolted shear connectors facilitate the assembling and demounting of the composite members, which maximizes the potential for efficiency in the construction and retrofitting of new and old structures respectively. Hence, it is necessary to investigate the structural properties of high strength friction-grip bolts used in steel concrete composite beams. By means of push-out tests, an experimental study was conducted on post-installed high strength friction-grip bolts, considering the effects of different bolt size, concrete strength, bolt tensile strength and bolt pretension. The test results showed that bolt shear fracture was the dominant failure mode of all specimens. Based on the load-slip curves, uplifting curves and bolt tensile force curves between the precast concrete slab and steel beam obtained by push-out tests, the anti-slip performance of steel-concrete interface and shear behavior of bolt shank were studied, including the quantitative analysis of anti-slip load, and anti-slip stiffness, frictional coefficient, shear stiffness of bolt shank and ultimate shear capacity. Meanwhile, the interfacial anti-slip stiffness and shear stiffness of bolt shank were defined reasonably. In addition, a total of 56 push-out finite element models verified by the experimental results were also developed, and used to conduct parametric analyses for investigating the shear behavior of high-strength bolted shear connectors in steel-concrete composite beams. Finally, on ground of the test results and finite element simulation analysis, a new design formula for predicting shear capacity was proposed by nonlinear fitting, considering the bolt diameter, concrete strength and bolt tensile strength. Comparison of the calculated value from proposed formula and test results given in the relevant references indicated that the proposed formulas can give a reasonable prediction.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.395-401
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• 2022

이 연구에서는 프리텐션 기법으로 제작되는 중공 슬래브(hollow core slab, HCS) 부재 3종(H200, H320, H400)에 대하여 강연선의 전달길이를 평가하고 기존 설계식과 비교하였다. HCS 부재의 측면에 일정한 간격을 두어 변형률 게이지를 부착하였으며, 절단 과정에서 발생하는 변형률을 측정하였다. 변형률은 절단면에서 0이며, 부재의 중앙으로 갈수록 점차 증가하여 전달길이 위치에서 일정한 값을 보인다. 강연선이 한 가닥씩 배치되는 H200의 경우 대부분 설계식 범위 내(최대 762 mm)에 전달길이가 형성되나, 강연선이 세 가닥 배치되는 H320과 H400의 전달길이는 설계 범위보다 높은 수준(850 mm 이상)으로 나타났다.