• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권2호통권45호
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• pp.133-142
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• 2000

이 연구는 콘크리트 바닥판의 타설방법과 단면형태에 따른 강박스 거더 교량의 거동에 관한 것이다. 단계 타설의 경우 각 타설부분의 시간차이는 바닥판 콘크리트의 응결시간의 차이를 일으키고 이로 인하여 발생되는 교량의 시간에 따른 거동이 이 연구에서 해석되었다. 또한 거더 단면과 바닥판 콘크리트의 타설순서의 상관관계의 관한 연구를 위하여 콘크리트 크리프와 건조수축의 효과가 이 연구에서 제안된 해석모델에 포함되었다. 끝으로 바닥판 콘크리트의 초기 횡방향 균열을 방지하기 위하여 현장에서 관리할 수 있는 콘크리트 슬럼프와 상대습도가 제안되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.969-977
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• 2016

강합성 소수 거더교에 적용되는 장지간 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 바닥판에 대해 정적재하실험을 수행하였다. 장지간 바닥판의 구조거동의 평가를 위해서는 바닥판 지간(교축직각방향 길이)이 긴 만큼 충분한 교축방향의 길이를 갖는 실험체 모델을 대상으로 해야 하는데, 이러한 실험체 크기는 운반, 실험공간 등의 제약으로 인해 실제 장지간 바닥판의 크기로 구조거동을 평가하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 바닥판 실험체의 교축방향 길이를 감소시키고, 실제 장지간 바닥판 크기에 대한 교축방향의 바닥판 강성을 실험체 모델에 모사하기 위해 보강재(H-beam)를 적용하는 방법을 제안하였으며, 이를 통해 장지간 바닥판의 파괴거동과 구조성능을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.751-762
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• 2022

강합성 교량에서 강 거더와 콘크리트 바닥판의 합성을 위한 전단연결재로는 용접접합 머리붙이 스터드가 주로 사용된다. 용접접합 전단연결재의 경우, 손상 또는 노후화된 바닥판 철거 시에 파쇄에 따른 소음, 비산먼지 등이 발생하여 환경적 문제가 지적되고 있다. 따라서 환경적 문제 및 생애주기비용 관점의 효율적인 유지관리를 위해서는 노후화된 콘크리트 바닥판의 교체가 용이한 분리식 전단연결재 개발이 필요하다. 기존의 볼트접합 전단연결재로는 매립너트 방식이 주로 연구되었으나 낮은 강성과 전단저항강도, 초기슬립 증가 등으로 교량과 같은 토목구조물에는 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해 매립너트 부분이 스터드 기둥에 일체화되고 확대 기둥 하단에 테이퍼진 형상을 갖는 분리식 볼트접합 전단연결재를 제안하였다. 제안된 분리식 스터드볼트의 정적 전단강도와 슬립 변위에 대한 성능 검증을 위해 수평전단실험을 수행하였고, 기존 용접접합 스터드와 성능을 비교하였다. 제안된 분리식 볼트접합 전단연결재가 전단성능이 매우 우수하고, 슬립변위 또한 연성설계기준을 만족함으로써 기존 용접 스터드를 충분히 대체하여 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.465-475
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• 2010

곡선교량시스템에서 거더는 편심하중이 없어도 교량이 가지는 곡률 자체로 인하여 휨 및 비틀림 거동을 하게 된다. 휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 박스거더는 St. Venant 비틀림에 의해 콘크리트 바닥판에 발생하는 사인장 응력에 의해 그 극한강도가 제한된다. 합성 박스거더의 극한강도를 얻기 위하여 유한요소해석 패키지 프로그램 ABAQUS을 이용하여 재료 및 기하 비선형성뿐 아니라 콘크리트 균열후 거동 등이 고려된 비선형해석을 수행하였다. 또한 구조해석 이론에 근거한 해석적 방법론으로 합성 박스거더의 휨과 비틀림에 대한 극한강도 상호 작용이 고려된 수식을 유도하여 수치해석 결과와 비교하였다. 휨 거동에 의해 정모멘트 구간 박스거더 상부에 발생하는 종방향 압축응력은 바닥판 콘크리트의 전단강도를 일정부분 향상시켜 결과적으로 전체 박스거더의 비틀림강도가 향상되는 효과가 확인되었다. 유한요소해석 및 구조해석 이론 전개의 결과에 근거하여 강합성 박스거더의 극한강도 상호작용을 예측하는 간편한 형태의 수식이 제안되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.377-388
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• 2010

HSB600 및 HSB800 고성능강재를 적용한 정모멘트부 강합성거더의 휨거동을 비선형 모멘트-곡률 해석법으로 분석하였다. 연성특성이 다른 3개의 대표적인 강합성거더 기본 단면을 선정하여 모멘트-곡률 해석법으로 모멘트-곡률 이력과 휨저항강도를 구하고 비선형 유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2008)로 구한 결과와 비교하여 모멘트-곡률 해석 프로그램을 검증하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지, 복부판 및 콘크리트 바닥판을 판요소로 모델링하여 3차원 강합성거더 유한요소모델을 적용했으며 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하여 해석하였다. 강합성거더 단면에서 콘크리트 바닥판의 28일 압축강도는 30~50MPa를 고려하였으며, 콘크리트 재료는 CEB-FIP(1990) 모델로, 일반 강재와 HSB600 및 HSB800 고성능 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 강합성단면의 연성비, 강거더의 강종, 콘크리트 바닥판의 압축강도, 소성중립축의 위치 등이 강합성거더의 연성특성 및 휨저항강도에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.590-593
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• 2006

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.503-512
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• 2002

본 연구는 PSC 바닥판의 설계 및 시공기술의 기초자료를 제공하고, 안전성을 평가하기 위해, 시험체를 제작하고, 정적 재하실험을 통해 거동특성과 파괴양상을 분석하였다. 대상교량은 40m 단경간 강합성 2거더교이며, 총폭원은 12m이고 거더간격은 6m이다. 본 연구에서는 교량의 주형부분을 제외한 바닥판 부분만을 대상으로 하였으며, 교축직각방향 중앙5m, 교축방향 중앙3 m를 절단한 것과 같은 실물부분모델을 제작하였다. 바닥판 두께를 변수로 하고, 교축방향의 연속성을 모사하는 강성보강재의 유ㆍ무를 구분하였다. 실험결과, 본 연구에서 검토한 바닥판들은 소정의 극한 휨강도를 만족시키고 있으며, 교축방향의 연속성모사를 위한 강성보강재의 유무에 따라 파괴양상이 다르게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.573-579
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• 2014

합성보는 콘크리트 바닥판과 강재 거더로 이루어져 왔으나, 바닥판의 자중을 줄이면서 내구성을 향상시키고 나아가 교량의 강도 및 강성을 향상시키기 위하여 초고성능 콘크리트(UHPC)를 교량 바닥판으로 채용한 합성보가 최근에 제안되고 있다. 이 연구는 기존의 스터드 전단연결재가 UHPC 바닥판을 합성함에 있어 유효한지에 관하여 실험적으로 검토해보고자 한다. 12개의 push-out 시험체를 통하여 UHPC 바닥판에 매립된 스터드 전단연결재의 정적 강도를 평가하였으며, 실험 변수로 바닥판 두께, 스터드 높이 및 지름을 채택하여, 기존에 제한되었던 스터드 지름에 대한 높이의 비율인 형상비와 스터드 머리부 상부 콘크리트 피복두께의 제한을 완화하는 것이 가능한지에 대하여 검토하였다. 이 연구의 실험으로부터 기존 AASHTO LRFD에 제시된 정적 강도평가식을 UHPC에 매립된 스터드 전단연결재에 적용하는 것이 유효함을 확인하였으며, 4이상으로 제한된 형상비는 3.1까지 낮추어도 되며, 50 mm로 제한된 최소 피복두께도 25 mm까지 낮출수 있음을 확인하였다. 다만 Eurocode-4에 제시된 연성도 기준인 특성 상대슬립 6 mm 이상의 기준을 만족하지 못하여, UHPC에 매립된 스터드 전단연결재는 별도의 연성 보강 방안이 채택되지 않는다면 강성 전단연결재로 간주하여야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.375-384
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• 2016

현행, 도로교설계기준에서는 교량바닥판에 대해 지간이 짧은 다거더 플레이트 거더교 위주의 규정을 두고 있으며, 강합성 소수 거더교에 적용되는 장지간 바닥판에 대한 설계규정은 명확하게 없는 실정이다. 이는 소수 거더교의 장지간 바닥판에 적용하기에는 한계가 있으므로 합리적인 설계를 위해서는 관련 규정을 보완할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 내측부 교량바닥판의 지간 6.0~12.0m 범위를 대상으로 도로교설계기준의 KL-510 하중을 적용하여 교축방향(종방향)과 교축직각방향(횡방향)에 대한 설계휨모멘트를 제안하였다. 설계휨모멘트는 바닥판의 직교 이방성, 거더의 강성, 그리고 다차로재하계수의 영향이 반영되었으며, 이를 기존의 DB-24 하중에 대한 설계휨모멘트와 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.64-71
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• 2016

본 논문에서는 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하고자 하였다. 그러나 현재까지 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 UHPC 압축강도, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등을 변수로 하는 역T형 거더와 UHPC바닥판 합성보 16개의 휨거동 실험결과를 근간으로 하여 실험결과와 UHPC의 인장연화 거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.