• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.447-454
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• 2015

원형강관구조 접합부는 재료의 발전과 접합부의 복잡한 국부 거동 때문에 지속적인 연구되고 있다. 이 연구는 지강관에 압축력이 작용하는 원형강관 X-이음 트러스접합부의 주강관 소성화변형과 접합부 강도에 재료강도와 주강관벽세장비가 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 재료강도와 주강관벽세장비를 변수로 하여 다양한 원형강관 X-이음 트러스접합부에 대하여 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS Mechanical APDL을 사용하여 정밀유한요소해석을 수행하였다. 해석결과를 토대로 현행 건축구조기준에서 제시하는 주강관소성화 한계상태의 접합부 설계강도를 검토하였다. 결론적으로 원형강관 X-이음 트러스접합부 설계에서 고려해야 할 사항을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.311-311
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• 2023

파형강관은 아연도금강판을 물결모양으로 성형하여 나선형으로 조관한 연성관으로 콘크리트 흄관을 대체하여 각종 토목공사의 우수 및 하수관으로 주로 사용되고 있다. 파형강관은 강판에 물결 형상을 성형하여 내하력을 부여하였기 때문에 높은 강도를 지니고 있고, 경량이고 유연성이 있어 기초공사가 쉽고 현장에서의 운반 및 보관이 용이하여 그 활용이 점차 확대되고 있다. 이러한 파형강관의 내/외부에 기능성 고분자 복합 Polymer(다중필름)을 코팅하여 일반 파형강관 대비 더 높은 내식성 및 내마모성을 구현한 제품을 NPE 피복 파형강관이라 하며, 내부에 평판을 2중으로 결합하여 일반 파형강관 대비 통수능력을 개선한 파형강관을 내부평활 파형강관이라고 한다. 최근 파형강관의 활용이 점차 확대되고 있음에도 불구하고, 파형강관에 국한된 수리역학적 특성에 관한 연구는 미흡한 실정이며, 그마저도 주로 만관 혹은 만관에 가까운 상태에서의 흐름만이 고려되어 왔다. 하지만 대구경의 파형 강관이 우수 배관 및 하수 처리를 위하여 설치될 경우 개수로 흐름이 발생하게 된다. 이에, NPE 피복 파형강관과 내부평활 파형강관 내에서의 개수로 흐름을 다양한 유량 및 수심 변화를 통하여 생성하였으며, 각각의 수리학적 조건에서 통수능을 결정하는데 중요한 상수인 조도계수를 수리 실험을 실시하여 결정하였다. 이는 현재 국내에서 생산되고 있는 NPE 피복 파형강관과 내부 평활강관의 활용에 있어서 국제 경쟁력을 높이는데 큰 도움이 될 것이라 사료된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1334-1340
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• 2004

종래의 앵글 조립재와 철주빔의 연결방법을 검토하고 강관주와 강관빔의 연결시 종래의 앵글보다 우수한 점들을 열거하며 연결부분의 모멘트 등을 검토하여 경제적인면 등의 우수성을 보여줘 장래에는 조립빔보다 강관빔으로 교체하는 것이 철도의 경제적인 면이나 유지보수적인 측면에서 유리함을 보여준다. 종래의 수계산에 의존하거나 외주에 의거하여 계산되어졌으나 마이다스아이티사의 CIVIL프로그램을 응용하여 계산한다면 충분히 자체적으로도 강도계산이 이루어질 수 있다. 전단력과 허용인장응력, 허용휨압축응력, 허용전단응력등을 검토하고 이에따라 합성응력을 검토하여 강관주의 안전성을 보여준다. 또한 연결부의 사용볼트 및 볼트 허용인장강도, 전단강도, 축력, 전단력, 모멘트등도 검토하고 나아가 전철주 기초의 base plate 연결부위도 검토한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.253-260
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• 2010

콘크리트충전 강관구조는 구조성능이 우수하고 내화성능 등이 우수하여 점진적으로 현장 적용이 확대되고 있다. 그러나 지금까지 이러한 구조형식에 있어서는 구조부재의 저항능력에 대해 연구가 활발하게 진행되어 왔으나, 기둥의 주각부에 대한 연구가 활발하지 못하여 아직까지 주각부에 대한 응력의 흐름이나 이력 특성에 대해 명확히 규명되어 있지 못하며, 따라서 주각부에 대한 구조설계 시에는 순수 철골구조에서 적용하는 설계방법을 원용하여 설계되고 있다. 본 연구에서는 충전강관 기둥의 주각부에 있어서의 구조적 거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였다. 실험의 주된 변수로는 강관의 주각부 형식과 매립깊이를 변수로 하였으며, 비교를 위하여 순수강관 기둥에 대한 주각부의 실험도 병행하였다. 실험결과 순수강관과 충전강관의 주각부에 있어 구조적 거동의 차이점은 크게 나타나지 않고 있으나, 주각부의 형식에 따른 거동의 차이는 크게 나타나고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.298-303
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• 2016

수직 및 수평의 원형단면 강관으로 구성된 공간프레임 타워는 강재량을 줄이면서도 풍하중의 영향을 완화시킬 수 있는 장점으로 다양한 목적으로 널리 적용되고 있다. 이러한 공간프레임 타워를 하나의 타워구조로 거동하게 하기 위해서는 수직 강관과 수평 강관의 연결부인 강관조인트의 강도 확보가 중요하다. 본 연구에서는 압축과 휨이 동시에 작용하는 강관 T조인트의 강도평가를 수행하였다. AISC, Eurocode3, ISO 19902의 3가지 강관조인트 설계기준을 검토하고, 주강관과 지강관의 세장비를 주요 매개변수로 한 비선형 유한요소해석을 통하여 축력과 모멘트에 대한 극한강도 상호작용을 설계식으로 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.455-478
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• 2019

본 논문에서는 고강도 강관을 이용한 강관 보강 그라우팅의 보강 효과 검증을 통해 현장 적용성에 관한 실험적 내용을 다루었다. 기존 강관보강 그라우팅 공법에는 SGT275 (구 STK400) 강관을 일반적으로 적용하고 있으나, 강관 보강 그라우팅이 적용된 터널의 붕락사례를 보면 강관의 과도한 꺾임, 파단 등의 사례가 발생되고 있다. 이러한 사례가 발생하는 여러 원인 중 굴착에 따른 터널의 이완하중에 대응하는 강관의 강성 부족이 그 원인이 될 수 있다. 최근 들어 고강도 강관(SGT550)의 개발로 강관의 강도가 증가했으나, 강도 증대를 고려한 보강방안에 대한 연구가 미흡하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강관과 일반 강관의 이음 유무, 주입재의 충전 여부 등 다양한 조건에 대해 인장강도 및 휨 전단력 실험을 수행하고, 기존 제시된 설계법을 통해 강관의 강도 차이에 따른 효율적인 현장 적용성에 대한 기초 연구를 수행하였다. 특히, 실제 현장에 고강도 강관과 일반 강관을 시공하고 굴착에 따른 강관의 변위형상과 응력에 대한 계측 결과를 통해 고강도 강관의 보강 효과를 검증하였다. 연구결과 고강도 강관은 휨 강도가 우수하여 보강효과가 우수한 것으로 나타났으며, 강도 증진효과로 인해 아칭효과도 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.113-120
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• 2010

콘크리트 충전강관을 이용한 교량은 새로운 형식의 교량 형태이다. 강관을 이용한 교량을 적용하는데 있어서 가장 중요한 것은 이음부의 설계이다. 이 논문에서는 축하중을 받는 충전강관 N형 이음부에서 현재는 충전강관으로 브레이스는 강관으로 구성된 이음부의 특성을 범용 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 충전강관 이음부의 핫스폿 응력을 결정하는 기하학적 인자 중, 용접 각장길이, 현재의 직경, 브레이스의 두께에 따른 핫스폿 응력의 차이점을 비교하였다. 또한 충전강관 N형 이음부에서 사재의 각도와 수직재와 사재사이의 거리를 변수로 하여 유한요소해석을 수행하였으며, 현재에 충전된 콘크리트의 강도의 변화에 따른 이음부의 핫스폿 응력 특성을 살펴보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.561-570
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• 2003

본 논문은 스테인리스강관과 일반구조용강관의 비교를 통한 스테인리스 강관의 건축구조용 강재로서 적용성 검토를 위해, 폭(지름)-두께비, 단면형상을 주요 변수로 한 소재의 인장강도실험과 단주의 압축강도실험을 실시하여 소재의 기계적 성질과 단주의 강도 및 거동을 파악한다. 실험결과, 스테인리스강관은일반구조용 강관에 비해 인장내력, 항복비, 연신율, 에너지흡수능력 등이 월등히 우수한 것으로 나타났다. 항복내력 또한 KS규격 항복강도 $2.1tf/cm^2$ 나 일본 스테인리스설계기준강도 $2.4tf/cm^2$ 을 충분히 만족한 값으로 일반구조용 강판보다 더 높은 값을 보였다. 스테인리스 각형강관은 일반구조용 각형강관에 비해 폭-두께비의 제한값을 초과하는 경우에도 국부좌굴에 의한 급격한 내력저하 없이 연성적인 거동을 보이나 소성가공에 의한 영향은 폭-두께비가 증가하면서 더 많이 받는 것으로 나타났으며, 스테인리스 원형강관은 일반구조용 원형강관보다 지름-두께비가 증가함에 따라 국부좌굴과 소성가공의 영향을 더 적게 받는 것으로 나타났다. 소성변형능력 또한 일반구조용 강관에 비해 스테인리스 강관이 우수하게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.133-149
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• 2021

본 논문은 터널 굴착 시 굴착면의 안정성 확보를 위해 매우 활발히 적용되고 있는 강관보강 그라우팅의 거동 메커니즘을 실제 현장의 계측결과를 이용하여 연구한 결과를 수록하였다. 계측방법은 12 m의 강관에 형상변위계와 변형률계를 부착하여 실제 터널면에 보강을 시행한 다음 강관의 변형과 응력의 계측값을 분석하여 거동 특성을 파악하였으며, 6 m마다 강관이 중첩되는 것을 고려하여 7 m 굴착 시까지의 계측결과를 활용하였다. 또한, 허용응력이 다른 강관(SGT275와 SGT550)을 적용하여 강도차이에 따른 강관 보강재의 거동 특성도 확인하였다. 굴착면에 강관을 설치하고 최초 1 m 굴착 후 다음 굴착이 진행되기 전까지 7시간 동안의 강관 거동을 분석한 결과 굴착 이완하중에 따른 아칭효과로 응력이 재분배되는 거동 특성을 확인할 수 있었다. 1 m씩 굴착됨에 따라 3차원적인 이완하중의 응력분배로 인해 굴착된 구간은 4~6 m 굴착 시 가장 큰 변형을 나타내었다. 이러한 계측을 통해 굴착 전방지반의 설치된 강관에도 변형과 응력이 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, SGT275강관(항복강도 275 MPa)과 SGT550강관(항복강도 550 MPa)의 거동을 비교한 결과 변형량의 차이는 최대 18배, 응력은 최대 12배 정도 차이가 발생되어 강도가 큰 강관일수록 이완하중에 대응이 유리한 것으로 나타났다. 본 논문에서는 실제 터널 굴착에 따른 강관의 계측결과를 이용하여 이완하중의 아칭효과에 대응하는 강관 보강 그라우팅의 거동 메커니즘을 확인할 수 있었고, 그 결과를 본 논문에 수록하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.11-15
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• 2008

대구경 상수도 관로는 제작 및 경제성 요인에 의해 주로 강관을 사용해 오고 있다. 상수도시설기준(건교부, 1992)에 강관두께를 결정하는 기준을 제시하고 있다. 그러나, 이 기준에는 강관 두께를 결정하는 체계적인 기준이 없다. 그래서, 매설관로에는 적용이 부적합한 Stewart 공식을 적용하여 강관두께를 결정해 왔다. 개정된 상수도시설기준(환경부, 1997) 에 부합되도록 지반여건과 각종응력을 고려하여 강관두께를 산정하였다. 그 결과를 기존의 방법에 의해 산정된 결과와 비교 검토한 후 최적 강관두께를 결정하는 방법을 제시하였다.