• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.277-287
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• 2009

최근 국내에서 400~600MPa급의 구조용 고강도강재가 생산되고 있으며, 큰 하중을 부담해야 하는 초고층건물에는 고강도강재의 사용이 효과적일 것으로 예상되나, 고강도강재의 적절한 사용법 및 적용사례 부족으로 인해 고강도강재는 일부 건축물에서 제한적으로 사용되고 있다. 그럼으로 본 연구에서는 고강도강재를 초고층건물에 이용할 수 있는 방법으로 최적화기법을 이용한 초고층건물 구조비용 최적설계기법을 개발하였다. 개발된 최적설계법은 강재의 강종별 재료 가격을 고려하며 강재의 강도와 크기를 결정함으로서 구조비용을 최소화 시킬 수 있다. 제안된 구조비용 최적설계법을 6개의 실제 초고층건물 구조설계에 적용하였으며, 경험에 의존한 구조 설계를 병행하여 개발된 최적설계법의 효율성과 적용성을 평가하였다. 개발된 초고층건물 구조비용 최적화기법은 경험에 의존한 설계에 비해 7~21%정도의 구조비용을 절감할 수 있었다. 또한, 제안된 최적설계법의 적용결과로서 얻어진 강재의 강도분포와 강종별 재료비용의 분석을 통해서 고강도강재를 초고층건물에 효과적으로 적용하기 위한 간략한 가이드라인을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권5호통권60호
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• pp.647-656
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• 2002

강교량에서 사용강재의 고강도화에 의한 구조의 경량화, 합리화는 강교량의 제작 및 가설측면에서 강교량의 경제성을 부각시키고 있다. 이러한 추세에 따라서 향후 강교량 건설에 있어서 고강도강재의 적용사례는 지속적으로 증가할 전망이다. 따라서, 교량부재에 고강도강재를 적용하기 위해서는 강재의 제작작업에서 발생하는 다양한 요인, 예를 들면 용접에 의한 용접열, 부재의 절단 및 가공에 의한 변형경화 등과 같은 강재의 용접성 및 용접이음성능을 정확하게 평가하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 현재 국내에서 생산되고 있는 SM570, POSTEN60, POSTEN80의 조질 고강도강재를 대상으로 고강도강재의 용접에 따른 용접성 및 가공성을 조사하기 위해서 용접방법별로 최고경도시험 및 경사y형용접터짐시험을 실시하였으며, 또한, 용접이음부의 인장강도, 굽힘성, 흡수에너지 및 경도를 조사하기 위해서 일련의 용접이음시험을 실시하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.83.1-83.1
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• 2010

본 연구는 고강도 강재를 적용한 연속교 형식의 강교량에 대하여 연구를 수행하였다. 교량에 사용되는 주구조의 고강도화에 따로 연속교의 교각 부근 부모멘트부에는 정모멘트부에 비하여 큰 모멘트가 작용하게 된다. 또한 정모멘트 구간과 달리 상부플랜지에 인장력이 작용하게 되어 완공 후에도 극한 하중 상태에서 콘크리트 데크가 응력을 부담할 수 없게 된다. 이에 따라 하부 플랜지에 불안정 파괴가 발생할 가능성이 있으며 비합성 단면과 같은 방법으로 설계하게 된다. 또한 모멘트 재분배를 고려한 설계를 하기 위해서는 부모멘트부에 충분한 휨 연성이 필요하다. 고강도 강재를 적용한 교량은 일반강재를 적용한 교량에 비하여 휨연성이 감소하게 되므로 휨연성 확보를 위한 보강방안이 필요하다. 본 연구는 부모멘트부의 휨연성 향상을 휘하여 가로보의 부등 배치를 제안하였으며, 유한요소해석 결과 휨연성이 향상되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.377-386
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• 2015

본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa급 고강도강재(HSA800)로 제작된 중간주의 중심압축실험을 통해 좌굴강도를 평가하여 현행 구조설계기준(KBC2009, 2010 AISC-LRFD) 기둥곡선의 비탄성영역 적용성 여부를 검토하였다. 강도로 무차원화한 판폭두께비와 판단부 지지조건 및 기둥 세장비를 변수로 하였으며, 고강도강재와 일반강재의 좌굴거동 차이 여부를 확인하기 위해 일반강재(SM490)로 제작된 비교실험체를 포함시켰다. 실험결과 중심압축을 받는 모든 HSA800 중간주 실험체는 현행 강구조기준의 설계좌굴강도를 충분히 발휘하였으나 일부 SM490 실험체는 설계강도를 하회하였다. 이는 고강도강재의 잔류응력에 의한 강도저하가 일반강재에 비해 작기 때문으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권5호통권60호
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• pp.603-612
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• 2002

본 연구는 중소규모의 일반 강교량에 대한 고강도 강재의 적용성을 수치해석적으로 검토하기 위해 수행되었다. 강재의 항복강도, 일평균 트럭교통량 및 구조상세의 피로등급을 해석변수로 하여 AASHTO LRFD 설계기준의 한계상태를 만족하는 최소중량단면을 최적화 기법을 적용하여 산정하고 그 결과에 대해 고찰하였다. 또한, 교량의 거더 개수 및 경간길이의 변화가 고강도 강재의 적용성에 미치는 영향에 대해서도 검토하였다. 검토결과, 피로의 영향을 무시할 경우 강재의 항복강도 증가와 함께 강재중량이 감소하는 경향을 나타내어 강교량에 대한 고강도 강재의 적용 가능성을 확인하였으나, 고강도 강재를 보다 효율적으로 활용하기 위해서는 가장 지배적인 영향인자인 피로문제에 대한 적절한 대처가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.79-86
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• 2007

최근, 건설되어지는 강구조물들의 장경간화 및 고층화로 인하여 고강도강재의 적용이 점차 요구되고 있다. 고강도강재는 적용구조물들을 공간 및 두께들 감소시킴으로써 외관성 및 경제성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 고강도 강재의 적용을 위해서는 좌굴에 대한 기준이 필요하나 현재 국내의 경우 이러한 좌굴에 관한 연구가 미흡하다. 이에 본 연구에서는 3차원 탄소성 유한변위 프로그램을 이용하여 고강도 박스단면 트러스 부재의 좌굴거동에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 고강도강재를 적용한 박스단면 트러스부재의 허용 압축응력에 대한 기준을 제안하였으며 그 적용성을 확인하였다. 그리고 고강도 트러스 부재의 설계에도 적용할 수 있음을 명확히 하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.45-54
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• 2004

최근 강구조물의 장경간화 및 고층화로 인하여 고강도강재의 사용이 점차 증가하고 있다. 고강도강재(POSTEN60, POSTEN80)가 적용된 강구조물의 정확한 내진설계를 위해서는 반복하중 작용시 발생하는 대변형 및 비선형반복거동을 구현할 수 있는 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 고강도강재의 단조재하실험 및 반복하중실험을 기초하여 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 소성모델과 유한변위이론을 적용한 3차원 탄소성 유한변위해석기법을 개발하였으며 이를 실험값과 비교하여 검증하였다. 검증된 3차원 탄소성 유한변위해석을 이용하여 고강도 원형강교각의 내진해석을 수행하였다. 또한, 고강도 원형강교각의 지름-두께비에 따른 내진성능을 명확히 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-63
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• 2009

초고층건물의 구조설계에 고강도강재를 활용하는 것은 수직 부재 크기의 감소로 인한 건축 계획적 측면의 용이성 그리고 골조 물량의 감소로 인한 구조 및 시공 측면에서의 비용적 효율성 등이 예상되지만 적용사례 부족 및 합리적 설계 방법의 부재 등의 이유로 인해 고강도강재는 일부 건축물에서 제한적으로 사용피고 있다. 특히, 많은 부재로 구성되는 초고층 건물에서 강재의 적절한 강도를 고려한 경제적 단면 성능의 결정은 결코 쉬운 일이 아니다. 이러한 이유로 인해 최근 많은 초고층건물들은 콘크리트를 이용하여 계획되거나 시공되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 초고층건물 구조설계에서 강재의 적절한 강도와 사용위치를 합리적으로 결정하여 구조비용을 최소화할 수 있는 초고층건물 구조비용 최적화기법을 개발하였다. 개발된 최적설계기법을 건물골조시스템의 35층 건물의 구조 설계에 적용하여 효율성과 적용성을 평가하였다. 적용 결과, 제안된 최적설계기법은 설정된 제약조건을 만족시키며 최적의 구조비용을 안정적으로 산출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.217-228
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• 2017

본 연구에서는 고강도강재를 적용한 비대칭 하이브리드 합성보의 휨성능을 실물대 실험을 통하여 평가하였다. 합성보의 웨브와 상부플랜지에는 일반강재(SM400, SM490)를 적용하고 하부플랜지는 상부플랜지에 비해 상대적으로 크게 제작하여 비대칭 단면으로 적용한 후 일반강재(SM520) 및 고강도강재(SM570, HSA800)를 각각 적용하였다. 본 연구의 주요 목적은 비대칭 하이브리드 합성보의 휨성능 평가 및 설계지침의 개발이다. 실험결과 하부플랜지에 일반강재를 적용한 실험체의 경우 $Dp/Dt{\leq}0.15$를 만족시킬 시 우수한 휨강도와 연성능력을 발현하는 것을 확인하였다. 반면 하부플랜지에 고강도강재가 적용된 실험체의 경우 휨내력의 증가로 인한 슬래브의 수평전단력 증가가 예상치 못한 슬래브 종방향 전단파괴를 발생시켜 소성강도에 도달하지 못하였다. 따라서 고강도강재를 적용한 비대칭 하이브리드 합성보의 경우 설계단계에서 슬래브 수평전단강도 확보가 필수적이다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.261-264
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• 2009

강재의 고강도화는 원자재 부족을 해결할 수 있는 방안으로 친환경적이며 인간의 문명을 지속가능하게 하는 방법으로 인식 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강재의 횡구속 능력을 평가하기 위해 나선철근을 사용한 횡구속실험을 수행하였다. 실험의 주변수는 단면형상, 철근비로 하고 콘크리트의 강도는 25MPa로 계획하였다. 실험 결과, 단면형상에 따라 원형 실험체가 각형 실험체보다 우수한 횡구속 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 횡보강근의 철근비가 증가할수록 횡구속 효과가 증가하는 경향을 나타내었다.