• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.105-119
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• 2008

윤하중을 직접 받는 강바닥판교는 공용연수 증가에 따라 세로리브와 가로리브 교차부 주위 등의 구조상세 등에서 피로 균열발생 사례가 증가하고 있는데, 이러한 피로균열 억제방안으로는 바닥강판의 두께를 증가시키거나 세로리브 내부에 보강상세 적용 등이 효율적인 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 기존 연구에서 피로균열 발생이 빈번히 보고되고 있는 가로리브와 세로리브 연결부, 세로리브 및 가로리브 슬릿부를 대상으로 세로리브의 무보강상세 및 보강상세에 대한 구조해석을 수행하여 피로강도 향상을 위한 구조상세를 제안하고자 한다. 해석에서는 세로리브내의 벌크헤드 및 수직리브를 대상으로 형상 및 크기 변화, 부착위치를 변수로 하여 상세 구조해석을 수행하였다. 해석 결 과 보강상세가 있는 경우가 대상 구조상세부에서의 응력감소가 더 크며, 벌크헤드 상세보다는 수직리브 보강상세에서 피로강도 향상이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.419-430
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• 2014

연구대상인 강바닥판교의 U-리브와 가로리브를 교차하는 접합부에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나 아직까지는 현재 적용되고 있는 스캘럽 자체 또는 내부의 다이아프램 형상을 개발 이용하고 있는 정도이다. 근본적으로 문제가 되고 있는 교차부 U-리브 하단 부위의 피로손상을 줄이기 위해, 본 연구를 통하여 제시된 SRH, 즉, U-리브가 교차하는 가로리브의 적절한 위치에 적합한 크기의 원형의 구멍을 두는 방안에 대하여 검토하였다. 최종적으로 원형 SRH가 강바닥판교의 U-리브와 가로리브 교차부 응력집중을 충분히 완화시킬 수 있음을 확인하였고, 이 부위의 구조상세의 피로손상을 방지할 수 있는 방안 중 하나로 SRH를 제안할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.417-426
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• 2006

최근에 강바닥판 교량에서 여러 가지 피로손상이 보고되고 있는데, 이들 대부분의 피로 손상은 윤하중의 직접 재하에 의한 강바닥판의 복잡한 구조거동에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 세로 리브와 가로리브 용접이음부와 데크 플레이트와 세로리브 용접이음부의 피로손상원인을 구조해석에 의해 분석한 후, 피로를 고려한 구조상세를 제안하기 위해 데크 플레이트 두께, 가로리브 스켈럽 상세, 가로리브 이음길이를 변수로 하는 구조해석을 수행하였다. 이들 연구결과로부터 이들 구조상세에 대한 피로거동특성을 파악하고, 피로강도가 향상된 구조상세를 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.443-451
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• 2007

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.98-106
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• 2011

강박스거더의 바닥틀은 바닥강판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 강바닥판 교량은 용접 접합부의 개소가 많고 중차량 접지하중과 반복응력의 증가에 의해 피로손상의 발생 가능성이 매우 높다. 일반적으로 강바닥판의 피로균열은 중차량 트럭하중의 반복적인 재하하중으로 인한 국부응력에 의하여 발생한다. 또한 중차량 통행량의 증가 및 통행차량의 대형화는 피로균열 발생 가능성을 촉진한다. 따라서 교량에 영향을 미치는 실제 통행 차량하중의 하중재하 패턴을 고려한 하중 접지면적에 따른 교량의 거동을 정확히 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 강바닥판 교량에서 통행 차량의 접지면적과 하중재하 효과를 고려하여 설계하중에 의한 접지면적과 실제 통행 차량의 접지면적을 유한요소해석을 통하여 비교 평가하였다. 유한요소해석은 강바닥판 교량의 4가지 하중 재하패턴에 대하여 수행하였다, 또한 해석은 다이아프램의 설치 유무에 따른 통행트럭의 접지면적 영향을 비교 평가하였다. 유한요소해석 결과, 실제 싱글타이어의 하중재하면적이 설계하중의 접지면적보다 보다 큰 국부응력을 보였고, 바닥강판은 전륜하중인 싱글타이어 재하에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 다이아프램의 설치 유무는 탄성영역에서 다이아프램 설치가 강바닥판 가로리브와 세로리브 교차부의 피로저항에 대한 구조성능 개선에는 효과가 없는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.101-108
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• 2012

강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판이 사용되며, 가로 세로리브 및 가로보 등의 구조부재가 용접에 의해 복잡한 형상으로 조립되므로 용접에 의한 변형과 결함이 발생할 가능성이 매우 높고, 용접연결부에서의 응력 상태가 매우 복잡하다. 또한 실제 강바닥판 교량에서의 피로균열은 주부재보다 2차부재와의 용접연결부에서 발생되고 있다. 그러나 강바닥판교량 설계시에는 대부분 주부재에 대한 응력 평가가 이루어지고 있으며, 피로균열이 발생하는 구조상세에 대한 상세 응력 평가 및 특성 분석은 거의 검토되고 있지 있다. 본 연구에서는 공용년수 29년된 개단면 세로리브를 가진 강바닥판을 대상으로 피로균열의 원인을 조사하고, 재하시험 및 실교통류 흐름하에서의 현장계측을 통하여 대상 교량의 피로안전성을 검토하였다. 또한 피로균열이 발생된 세로리브 및 다이아프램의 용접부를 대상으로 격자해석 및 상세해석 모델을 사용하여, 이들 구조상세에 대한 영향면해석을 이용하여 이동하중에 따른 거동 특성을 조사하고, 대상교량의 피로균열 발생 원인을 규명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.237-250
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• 2003

강바닥판교는 수 천개의 부재가 연결된 복잡한 구조물이기 때문에 설계와 해석이 난해하다는 단점을 가지고 있어 구조특성에 적합한 효율적인 최적화 알고리즘을 개발하는 것은 실용적인 최적화이론의 활용차원에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 강바닥판교의 최적설RP를 효과적으로 수행하기 위한 개선된 다단계 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 강바닥판교의 구조적인 특성을 반영하면서 전체 시스템을 주형과 강바닥판으로 나누기 위해 다단계 최적설계 방법 중에 하나인 등위법 (Coordination Method)을 사용하였고, 효율적인 최적설계를 위한 처짐제약조건 소거기법, 구조해석의 효율성을 높이기 위한 자동미분기법이 사용되었으며, 활하중에 의한 응력은 기존연구에서 제안된 응력재해석 기법을 사용하였다. 강바닥판은 폐단면리브의 형식과 같은 이산형 설계변수와 바닥판의 두께 가로보의 치수와 같은 연속형 설계변수가 혼합되어 있는 형태로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 강 바닥판의 최적화를 위해 수정된 유전자 알고리즘을 사용하였다. 수치예제를 사용하여 제안된 알고리즘의 효율성과 수렴성을 입증하였다.

• Composites Research
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• 제21권6호
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• pp.8-14
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• 2008

가로등은 운전자의 안전을 위한 필수적인 도로 부속구조물이며, 대부분 강재 등주를 사용하고 있다. 강재등주는 부식이 발생하여 내구성을 감소시키고, 도시미관을 저해하므로 스테인레스 제품이나 주철재 등을 사용하기도 한다. 그러나 주철재 및 스테인레스 등주를 사용하더라도 부식에 대한 위험성을 완전히 배제할 수 없고, 높은 강도와 강성은 충돌시 운전자의 안전을 위협하는 요인이 되고 있다. 따라서 새로운 형태의 등주 시스템의 개발이 요구되고 있다. 기존 등주의 문제점을 보완하기 위해 최근 알루미늄 합금을 사용한 등주가 개발되어 사용되고 있다. 알루미늄은 재료적 특성상 단위중량당 강도가 높고 부식에 대한 저항성이 매우 커서 그 활용성을 크게 증대될 것으로 예측되나 강계에 비해 강성과 강도가 낮기 때문에 구조적 안전성에서 문제점이 제기되고 있어 구조거동에 대한 연구가 필요하다. 이 연구는 현재 가로등 등주로 사용되고 있는 강재 및 알루미늄 등주에 대한 휨, 압축실험 등을 수행하여 알루미늄 등주의 구조거동을 조사하였고, 기존 강재등주와 비교하여 효율성 및 안전성을 평가하였다.