• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.84-87
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• 2009

본 논문에서는 최근 초고층 건축물에 많이 활용되어지는 기둥-가새 시스템인 다이아그리드 시스템을 활용하여 중저층 건축물에 적용가능성을 평가하였다. 본 시스템은 튜브구조의 형태로 횡력에 대한 저항력이 우수하며 중력하중과 황하중을 기초와 지반에 안전하게 하중을 전달한다. 다이아그리드는 경사기둥과 보를 반복적으로 삼각형 형태로 배치되어 중력하중을 받을 경우 수직부재는 압축력을 보는 인장력을 받게 된다. 경사기둥과 보를 연결하는 접합부는 H-형강으로 설계 시 제작이 복잡하고 외관이 좋지 않다. 하지만 원형강관을 사용 할 경우 복합하지 않은 형태로 설계가 가능하고 외관이 우수하기 때문에 외부에 노출이 가능해진다. 또한 원형강관은 개방형 단면 부재에 비해 압축좌굴과 비틀림에 대한 성능 등이 우수하여 구조적인 성능이 우수하다. 원형강관을 이용하여 다이아그리드 시스템이 고층 건축물 뿐만 아니라 중저층 건축물에도 적용 타당성을 검토하였으며 원형강관 접합부 설계는 한계상태설계법이 사용 된 KBC2008(안)을 이용하여 설계하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-46
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• 2012

초고층 빌딩의 수요가 증가함에 따라 고강도 강관의 수요 또한 함께 증가하고 있다. 이에 고강도 고인성의 600MPa급 강관의 접합부 내력 연구가 필요하게 되었다. 또한 현행국내기준에는 강관의 경우 항복응력 360MPa 이하에 설계식을 적용하도록 되어 있다. 즉, 고강도강재를 이용한 600MPa 강관의 경우 현행기준을 적용할 수 없으므로 600MPa급 고강도 강관의 거셋플레이트 접합부의 내력실험 및 유한요소해석을 통하여 기존 설계식의 적용가능성을 조사하고 접합부의 거동을 연구하고자 한다. 특히, 본 논문에서는 원형강관에 길이 방향으로 거셋플레이트가 접합된 접합부에 횡력(수평력)이 작용하였을 때의 거동을 다루었다. 유한요소해석 및 실험결과를 설계식과 비교해보면, 고강도 강재에서는 기존의 설계식들이 56~79%로 과소평가되었다.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.537-547
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• 2000

현장에서 자주 사용하는 강관 플랜지이음은 고력볼트를 사용한 인장접합의 일종이다. 이 이음에 있어서 응력전달은 고력볼트를 조을때 얻어지는 재료간의 높은 압축력을 이용해서 행하여진다. 그리고 플랜지이음의 역학성상에 대해서 충분하게 해명되어 있지 않고 설계방법도 확립되어 있다고 말하기 어렵다. 이상의 문제점을 포함한 플랜지이음에 대해서 종국내력에 착안을 둔 설계법을 제안하고자 한다. 본 연구의 목적은 리브 붙은 고력볼트 강관 플랜지의 이음에 대한 설계방법을 세우기 위한 기초자료를 얻는데 있고 또한 리브나 링이 개입된 형식에 있어서 직경이 다른 강관 플랜지의 이음이 설계될 수 있는지 조사하는데 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.

• 콘크리트학회지
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• 제14권6호
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• pp.88-95
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• 2002

최근 국내에 60층을 초과하는 초고층 구조물들이 많이 건설되고 있으며, 콘크리트 품질의 향상 특히 콘크리트의 고강도화에 힘입어 이를 이용한 철근 콘크리트 고층 구조물들이 증가하고 있다. 이에 따라 이들 초고층, 초대형 구조물을 지지할 수 있는 고축력, 고연성의 기둥에 대한 설계 및 시공이 요구되고 있으며, 이에 가장 적합한 구조요소라 할 수 있는 콘크리트 충전 강관기둥(Concrete Filled Steel Tube Columns : CFT Columns)의 설계 및 시공에 관심이 높아지고 있다. 이러한 콘크리트 충전 강관기둥은 콘크리트가 강관에 의해 둘러싸여지기 때문에 축하중 저항 능력이 증가되는 장점과 동일한 단면으로 H형강을 사용한 순수 철골조 H형강 기둥의 강축(strong axis)과 약축(weak axis) 문제해결과 동시에 강성 (stiffness)을 증가시킬 수 있으며, 내화 성능이 향상되고 거푸집 대체 재료로 사용되는 등 여러 가지 장점을 지니고 있다. 한편 충전 강관기둥에 작용하는 축하중은 대부분 콘크리트가 부담하게 되는데 이러한 충전강관 기둥의 장점을 극대화하기 위해서는 보통강도 콘크리트보다는 압축강도 및 탄성계수가 큰 고강도 콘크리트의 사용은 불가피하게 된다.(중략)

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.26-34
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• 2004

국내의 경우 UAM에 관한 체계적인 연구가 부족하여 역학적 보강 메커니즘에 관한 이론정립이 되어 있지 않음은 물론 설계변수에 따른 보강효과에 관한 정성적, 정량적인 관계정립이 아직 부족한 관계로 대부분의 경우 공학적 근거보다는 외국자료나 현장 지질조건에 따른 경험적 방법에 의존한 시공이 이루어지고 있다. 이러한 실정을 감안할 때 합리적이고 이론적 인 설계 및 해석기법의 도입이 요구되어지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 UAM의 보강 메커니즘에 관여할 것으로 판단되는 지반물성, 상부지반의 두께, 삽입강관의 사이즈, 강관의 중첩길이, 강지보의 적용 유$.$무에 대하여 굴착 진행에 따른 강관의 거동 분석을 통해 UAM의 보강 메커니즘을 알아보기 위한 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 강관이 삽입된 지반의 하부를 굴착하면서 강관에 발생하는 부재력을 분석함으로써 UAM적용 시 강관의 보강 메커니즘을 확인하였다.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 콘크리트충전 각형강관을 이용한 기둥-H형 보 접합부에 있어서 시공성과 충전성을 고려하여 강관 기둥을 외부에서 보강한 충전 각형강관 기둥-H형강보접합부를 개발하고자 하며 이러한 접합방식 개발을 위한 기초적 연구로 보의 인장플랜지와 강관기둥 접합부의 인장거동을 실험적으로 관찰하여 제시한 접합부의 내력 및 변형 특성을 파악한다. 시험체의 변수는 각형강관 기둥의 보강 두께(T=9, 18, 27mm)와 높이(H=50, 80mm)로 계획하여 총 4개의 시험체를 제작하였다. 접합부의 항복내력의 평가로 항복선 이론을 적용한 기존의 연구를 수정하여 실험치와 비교한 결과 비교적 좋은 대응을 나타냈다. 본 연구의 접합방식은 외부에서 강관 기둥을 보강하는 간단한 방법으로 보붕괴형의 강접합을 얻을 수 있으며, 콘크리트 충전성을 확보할 수 있어 시공성에 있어서 장점으로 인정된다. 강관기둥의 두께가 8mm 인 것을 고려하면 실제 구조물의 설계에 적용할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되며, 구체적인 설계방법을 위해서는 추치해석적인 방법에 의한 연구와 보완적인 실험이 필요한 것으로 생각된다.