• Steel and Composite Structures
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• 제12권5호
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• pp.413-426
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• 2012

In this paper, nonlinear static analysis of three-dimensional cable stayed bridges is performed for the time dependent materials properties such as creep, shrinkage and aging of concrete and relaxation of cable. Manavgat Cable-Stayed Bridge is selected as an application. The bridge located in Antalya, Turkey, was constructed with balanced cantilever construction method. Total length of the bridge is 202 m. The bridge consists of one $\ddot{e}$ shape steel tower. The tower is at the middle of the bridge span. The construction stages and 3D finite element model of bridge are modeled with SAP2000. Large displacement occurs in these types of bridges so geometric nonlinearity is taken into consideration in the analysis by using P-Delta plus large displacement criterion. The time dependent material strength and geometric variations are included in the analysis. Two different finite element analyses carried out which are evaluated with and without construction stages and results are compared with each other. As a result of these analyses, variation of internal forces such as bending moment, axial forces and shear forces for bridge tower and displacement and bending moment for bridge deck are given with detailed. It is seen that construction stage analysis has a remarkable effect on the structural behavior of the bridge.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.499-504
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• 2003

Future bridge decks must have high load-resistance capacity as well as fatigue strength to withstand the increase in traffic loading and the increase in span length between girders due to the decrease in the number of main girders. Steel-concrete composite bridge decks may be proper deck types to satisfy such requirements. To promote the application of composite bridge decks, a rational process to predict and evaluate the fatigue behavior of steel concrete composite bridge deck is required. Various types of steel-concrete composite bridge decks have been developed in many countries. In this study, combining advantages of the existing composite deck types, a new type of composite bridge deck is proposed. An experimental study is performed to examine the fatigue behavior of the proposed composite bridge deck. This composite bridge deck consists of corrugated steel sheet, welded T-beams, stud-type shear connectors and reinforced concrete filler. The fatigue tests are conducted under four-point bending test with three different stress ranges in constant amplitude. The fatigue category of the fillet welding between corrugated steel sheet and the T-beam is evaluated based on the S-N data obtained from the experiment.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권4호
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• pp.419-429
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• 2018

The seismic vulnerability analysis of multi-span bridges can be based on the response of the piers, provided that deck, bearings and foundations remain elastic. The lateral response of an RC bridge pier can be affected by different mechanisms (i.e., flexure, shear, lap-splice or buckling of the longitudinal reinforcement bars, second order effects). In the literature, simplified formulations are available for mechanisms different from the flexure. On the other hand, the flexural response is usually calculated with a numerically-based Moment-Curvature diagram of the base section and equivalent plastic hinge length. The goal of this paper is to propose a simplified analytical solution to obtain the Moment-Curvature relationship for hollow circular RC sections. This based on calibrated polynomials, fitted against a database comprising 720 numerical Moment-Curvature analyses. The section capacity curve is defined through the position of 6 characteristic points and they are based on four input parameters: void ratio of the hollow section, axial force ratio, longitudinal reinforcement ratio, transversal reinforcement ratio. A case study RC bridge pier is assessed with the proposed solution and the results are compared to a refined numerical FEM analysis, showing good match.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1192-1200
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• 2009

본 논문에서는 굽힘-비틀림 연성운동이 일어나는 CAS 형태의 이방성 복합재료 항공기 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 해석적인 연구를 수행하였다. 복합재료 날개는 박판보로 모델링되었다. 복합재료 날개의 에일러론 역전 특성에 관한 연구에서, 횡전단변형 및 와핑구속, 굽힘-비틀림 연성, 후퇴각, 날개의 가로세로비, 날개와 에일러론의 길이비 및 시위비, 등을 고려하는 것이 필요하다. 얇은 벽 보의 항공기 날개에 대한 보다 더 효과적인 설계를 위해, 에일러론 역전 특성과 관련한 연구 결과는 매우 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권1호
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• pp.8-18
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• 2015

A numerical simulation for a nonslender BWB UCAV configuration with a rounded leading edge and span of 1.0 m was performed to analyze its aerodynamic characteristics. Numerical results were compared with experimental data obtained at a free stream velocity of 50 m/s and at angles of attack from -4 to $26^{\circ}$. The Reynolds number, based on the mean chord length, is $1.25{\times}106$. 3D multi-block hexahedral grids are used to guarantee good grid quality and to efficiently resolve the boundary layer. Menter's shear stress transport model and two transition models (${\gamma}-Re_{\theta}$ model and ${\gamma}$ model) were used to assess the effect of the laminar/turbulent transition on the flow characteristics. Aerodynamic coefficients, such as drag, lift, and the pitching moment, were compared with experimental data. Drag and lift coefficients of the UCAV were predicted well while the pitching moment coefficient was underpredicted at high angles of attack and influenced strongly by the selected turbulent models. After assessing the pressure distribution, skin friction lines and velocity field around UCAV configuration, it was found that the transition effect should be considered in the prediction of aerodynamic characteristics of vortical flow fields.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.156-162
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• 2008

클램프 조인트를 이용하여 도로교 바닥판에 적용하기 위하여 실물 크기의 보 공시체를 이용하여 피로 내구성 실험을 수행 하였다. 실제 바닥판에서 발생하는 응력 상태를 가정하여 조인트 부에 주로 전단력이 작용하는 공시체(RC Type), 휨모멘트가 주로 작용하는 공시체(PSC Type), 순전단 타입공시체 3종류에 대해서 내구성 평가를 실시하였다. 클램프 조인트의 보 공시체에 대한 휨/전단 피로 실험의 결과 현행 설계 하중 레벨에서는 클램프 조인트는 루프 철근의 겹침길이에 상관없이 충분한 피로 내구성을 가지고 있다. 또한, 반복하중에 의한 피로 내구성 실험에 있어서도 조인트부의 강성 저하에 의한 변형을 고려하여 조인트 폭은 1.5D 이상으로 하면 충분한내구성이 있다는 결과를 얻었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.479-500
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• 2022

In this study, a new type of isolation bearing is proposed by combining S-shaped steel plate dampers (SSDs) with a spherical steel bearing, and the seismic control effect of a five-span standard high-speed railway bridge is investigated. The advantages of the proposed S-shaped steel damping friction bearing (SSDFB) are that it cannot only lengthen the structural periods, dissipate the seismic energy, but also prevent bridge unseating due to the restraint effectiveness of SSDs in the large relative displacements between the girders and piers. This study first presents a detailed description and working principle of the SSDFB. Then, mechanical modeling of the SSDFB was derived to fundamentally define its cyclic behavior and obtain key mechanical parameters. The numerical model of the SSDFB's critical component SSD was verified by comparing it with the experimental results. After that, parameter studies of the dimensions and number of SSDs, the friction coefficient, and the gap length of the SSDFBs were conducted. Finally, the longitudinal seismic responses of the bridge with SSDFBs were compared with the bridge with spherical bearing and spherical bearing with strengthened shear keys. The results showed that the SSDFB can not only significantly mitigate the shear force responses and residual displacement in bridge substructures but also can effectively reduce girder displacement and prevent bridge unseating, at a cost of inelastic deformation of the SSDs, which is easy to replace. In conclusion, the SSDFB is expected to be a cost-effective option with both multi-stage energy dissipation and restraint capacity, making it particularly suitable for seismic isolation application to high-speed railway bridges.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.9-16
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• 2019

최근 프리캐스트 PSC 거더 형식의 교량이 널리 시공되고 있으며, 거더의 경간과 운송제한을 극복하기 위하여 분절거더의 시공이 증가하고 있다. 분절 공법을 적용한 세그먼트 간의 접합면에는 불연속면이 존재할 수 있으므로 교량의 건전성에 있어 접합부의 일체거동이 매우 중요하다. 분절 접합부는 접합부의 형태, 전단키 유무, 구속력의 크기에 따라 거동차이를 보이기 때문에 이러한 영향인자를 변수로 한 접합부 거동 연구가 필요하다. 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 거더교의 접합부 거동을 평가하기 위하여 전단키의 형상, 구속력 도입여부를 변수로 한 전단키 유한요소해석과 축소모형시험을 실시하고, 그 결과를 비교하여 전단키와 구속력 효과를 평가하였으며, 접합부에 1/2~1/3의 돌출높이비를 갖는 전단키를 설치하고 콘크리트 강도의 1/2 수준의 구속력을 도입하는 것이 분절 접합부 거동향상에 효과적이라는 것을 확인하였다. 또한, 분절 공법으로 시공된 실제 프리캐스트 PSC 거더 교량의 재하시험을 실시하고 접합부 세그먼트 간의 처짐차이를 측정하여 분절부 거동을 평가하는 방법을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

최근 국내에 발생한 지진으로 인해 많은 학교 건물들에 크고 작은 피해가 발생하였다. 학교 건축물은 재난 발생시 대피소로 사용되는 중요 건물로서 비내진 건축물일 경우 여러 방법으로 내진 보강이 진행 중이다. 내진보강 공법 중 내부 철골가새골조형 공법은 비교적 시공이 용이하고 성능이 우수하여 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 기존 철근콘크리트 학교 건물에 철골 가새 골조를 적용하여 수평반복가력해석을 수행하여 최대전단력 및 변위를 비교검토 하였다. 그 결과로 해석 모델의 적정성을 확인하였고, 기존 학교 건축물의 1경간에 대한 가새- 높이비에 따른 효과를 비교 검토하였다. 가새- 높이비 0.3의 모델에서 최대 전단내력과 변위관계에서의 적정성을 확인할 수 있었다. 또한, 실제 비 내진 철근콘크리트 학교 건축물에 철골가새를 적용시켜 가새- 높이비에 따른 비선형정적해석을 수행하여 내진 성능을 검토하였다. 그 결과, 가새- 높이비 0.3에서 부재의 붕괴가 없는 적절한 내진효과를 보이고 있다. 가새 높이의 증가는 최대전단력과 인명안전 수준의 성능점에서 최대 하중을 증가시키는 효과를 나타내고 있으나, 횡강성의 증가로 인한 가새 골조 주변 부재의 붕괴가 발생하므로, 적정한 가새 높이에 따른 내진 보강이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 기존 학교건축물의 가새 골조의 내진보강 설계에 있어서 가새 높이에 따른 보강해석을 고려한 후 가새 높이를 선정하고 적절한 보강 개수와 보강위치를 정하는 것이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.95-102
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• 2017

본 연구는 철근상세(대각선 및 수평 철근상세)가 실규모 연결보의 구조성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실시되었다. 연결보의 시공성 및 경제성을 향상시키기 위하여 고강도 철근(SD500 및 SD600)을 사용하였다. 반복하중이 작용하는 동안 연결보의 순경간(양쪽 전 단벽 사이의 간격)을 유지하기 위하여 강체 프레임 및 링크조인트를 설치하였다. 실험결과 대각선 철근상세을 적용한 연결보가 수평 철근상세 연결보에 비해 높은 연성을 나타내었다. AC1318-14 기준은 대각선 철근상세의 연결보 설계에는 적용이 가능할 것으로 판단되나, 수평 철근상세 연결보의 최대내력은 과대평가하는 것으로 나타났다. ASCE 41-13에서 제시된 연결보의 유효강성은 대각선 및 수평 철근상세를 적용한 연결보의 실험결과를 과대평가하고 있는 것으로 판단된다.