• 한국자기학회지
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• 제25권4호
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• pp.123-128
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• 2015

철은 강도와 경도가 높고 전기전도도가 훌륭한 원소이며, 또한 가공이 쉽기 때문에 다양한 분야에서 사용되고 있다. 교량에서는 큰 하중이면서도 경량화를 위하여 강철선으로 된 텐던이 사용되고 있다. 철이 구조용 강으로 사용될 경우 중요한 문제 중 하나인 안전 진단을 위해서는 비파괴 검사(Non-Destructive Testing)가 필수적인데 철강의 자기적 특성이 비선형의 자화곡선과 이력(hysteresis)현상이 있는 자기이력곡선으로 인하여 비파괴 검사에 적용이 어렵다. 본 연구에서는 교량에 부착되어 있는 텐던의 인장변형력을 비파괴 적이면서 자기적인 방법으로 측정하기 위한 기초 연구로, 텐던의 인장변형력에 의한 자기이력 특성변화를 관찰하기 위하여 직경 15.5 mm의 7-strand 텐던에 인장력을 0에서 2 GPa까지 인가할 수 있는 자기이력곡선 측정 장치를 제작하였다. 제작 된 자기이력곡선 측정 장치를 이용하여 시판되고 있는 두 제조회사의 텐던에 대하여 자기적 특성을 조사하였고, 인장변형력에 따른 자기적 특성의 변화가 가장 큰 부분은 자기이력곡선 상의 knee 부분 근처에서의 상대 진폭투자율로 500에서 200까지 감소하였으며 최대 자속밀도 또한 0.6 T 정도로 변화하였다. 텐던의 인장변형력을 측정하는 방법으로 knee 부분의 진폭투자율 측정뿐만 아니라 최대 자속밀도의 측정방법도 가능할 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.191-198
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• 1999

수많은 판형부재로 구성된 대형 트러스교에서는 불량용접된 부재가 존재할 수 있으며, 이는 교량의 피로수명에 결정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 교량에서 용접불량부를 조사하고 부재단면중 용접불량을 고려한 유효단면을 가정하여 피로수명을 예측하는 방법에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 피로수명에 영향을 미치는 교통량을 분석하고 차량모델을 가정하여 유효등가응력을 산정하였으며 모형피로시험에서 구한 응력-반복횟수곡선을 이용하여 피로수명을 예측하였다. 본 연구에서 사용된 분석기법은 불량용접부와 교통량이 강교량의 피로수명에 미치는 영향을 예측하는데 매우 유용함을 알 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.131-142
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• 1999

뒤틀림 효과를 고려한 곡선보의 일반적 거동은 Vlasov에 의해 제시된 미분 방정식으로 표시된다. 일반적으로 거더의 단면을 결정하는데 가장 큰 영향을 미치는 요인은 휨모멘트이다. 곡선 교량 계획시 곡선격자형교의 단면을 쉽게 가정하기 위해서 본 논문에서는 직선거더와 곡선거더의 휨모멘트비를 제시하였다. 이 비는 중심각 ${\theta}(L/R)$를 변수로 하여 근사식으로 나타내었다. 이 휨모멘트 근사식과 제시된 영향선은 3경간 곡선격자형교를 보다 쉽게 설계하는데 이용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2007

PSC 박스 교량은 콘크리트, 철근과 텐던으로 구성된 구조물로서 콘크리트의 인장 균열, 철근의 비선형 거동 등 재료의 비선형성 거동 특성 및 콘크리트의 시간 의존적 특성을 가지고 있는 복합 구조물이다. PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소(프레임 요소)를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 준 적합 쉘 요소를 제안하고자 한다.

• 한국안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.115-122
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• 2010

최근 들어 교량과 같은 구조물에 대한 생애주기비용(Life Cycle Cost, LCC) 분석의 중요성이 점차 커지고 있다. 그러나 교량의 공용수명 동안 발생할 수 있는 생애주기비용은 설계 및 시공조건 그리고 사용환경에 따라 많은 불확실성을 내포하고 있기 때문에 정확히 예측하기 힘들다. 본 논문에서는 교량의 생애주기비용 최적설계를 위한 설계방법을 제시하였다. 교량의 총생애주기비용은 초기비용, 손상비용 유지관리비용, 보수/보강비용, 사용자비용, 해제/폐기비용의 합으로 산정하였다. 생애주기비용을 목적함수로 하고 도로교설계기준을 제약조건으로 최적화를 수행하였다. 초기비용은 종합불가정보 및 참고자료를 근거로 산출하였으며, 하중 및 부재에 대한 불확실성을 고려하기 위해 손상확률의 개념을 도입하여 손상비용을 산출하였다. 교량의 내하율곡선을 이용하여 교량의 보수/보강 비용을 추정하였으며, 차량운행비용과 시간지연비용으로부터 사용자비용을 산정하였다. 이로부터 교량에 대한 생애주기비용 최적설계를 수행하고 주요인자들에 대한 영향을 살펴보았다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.379-386
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• 2018

연구목적: 본 연구는 I-Shape 단면형상을 가지고 있는 곡선교량의 지진파 불확실성에 따른 안전성 분석을 위해 확률론적 기반 취약도 평가를 목적으로 한다 연구방법: 상용유한요소해석 프로그램(ABAQUS, ANSYS)구축된 모델의 검증을 위해 토크와 집중하중을 적용하여 정적해석에 따른 해석결과와 이론해를 곡선 보의 1/4L, 2/4L, 3/4L 지점에서 휨 모멘트를 비교한 결과 모든 지점에서 1%내로 오차가 발생하는 것으로 나타나 3차원 유한요소 모델에 대한 신뢰성을 확보 하였다. 곡선교량 구조물의 지진파의 불확실성을 위해 경주 및 포항 지진을 포함하여 세계각지에서 발생한 20개의 지진파를 0.2g부터 1.5g까지 5개의 Scale로 변화시켜 시간이력해석을 수행하였으며, Monte-Carlo Simulation을 기반으로 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과: 지진 취약도 분석결과 한계상태를 190MPa로 하였을 때 0.2g를 넘어가면서 파괴가 발생하나 한계상태를 315MPa로 하였을 경우 0.6g를 넘어서면서 파괴가 발생하는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구에서 이론해와 수치해석 모델을 비교함으로써 유한요소 모델을 검증하였으며 구축된 I-Shape 곡선 보 모델의 경우 고주파수 영역에 민감성을 보이며, 추후 연구에서 곡선 보의 주요 매개변수인 단면형상에 따른 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.105-113
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• 2008

곡선 강박스거더교는 부분적인 일사에 의해 교량단면에 불균등한 온도분포와 함께 기타 불리한 하중조건이 복합되어 작용되므로 교량의 수명이 단축되거나 사용성을 저하시킬 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 곡선교 설계 시 방위각, 받침배치방식, 형상 등에 따라 온도에 의한 영향을 고려해야 하지만 온도거동의 특성이 명확히 규명되어 있지 않을 뿐만 아니라 현행 설계기준의 규정도 명확하지 못하여 보다 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 연구에서 제안된 일사량 계산식과 열전달 유한요소해석기법을 병용하여 곡선 강박스거더교의 기하학적 형상 및 방위각에 따라 변화하는 온도분포를 보다 쉬운 방법으로 예측하는 기법을 개발하였고 실측된 곡선교의 온도자료를 통해 검증하였다. 또한, 개발된 온도분포예측기법과 3차원 구조해석을 이용하여 일사에 의한 곡선교의 거동을 분석한 결과, 곡선 외측면이 남측을 향하는 경우에서 고정단측 받침의 교축방향과 교축직각방향 반력이 크게 나타났으며 곡선반경이 감소할수록 모든 방향의 반력이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 제안한 온도분포예측기법을 바탕으로 향후 관련 연구를 통해 현재의 설계기준을 보완할 수 있는 합리적인 온도하중의 제시가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.77-85
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• 2020

본 연구에서는 2주탑 콘크리트 사장교를 대상으로 경계조건에 따른 지진 취약도 곡선을 작성하고, 경계조건이 교량의 지진 취약도에 미치는 영향을 평가하고자 한다. 대상교량에 대한 해석모델이 Midas Civil을 사용하여 구축되었고 Fiber요소와 콘크리트, 철근의 재료모델을 적용하여 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 주탑과 보강형 사이의 경계조건을 강결, 비구속, 포트받침, 면진받침의 총 4가지로 구분하여 각각의 경계조건에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 주탑의 소성힌지구간과 연결부, 케이블을 취약부재로 선정하고 이 부재들에 대해 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 분석결과 주탑의 소성힌지구간과 연결부에서는 면진받침모델이 가장 낮은 손상확률을 나타내고, 케이블의 지진 취약도는 경계조건에 의한 영향이 다른 부재에 비해 크지 않은 것을 알 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.309-316
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• 2010

철도선형에서 평면곡선과 종곡선의 경합은 차량의 주행안정성, 승차감, 그리고 궤도유지보수비에 많은 영향을 끼친다. 그러나 신선건설 혹은 기존선 개량 시 기존의 고정점(터널, 교량, 분기기, 전차선주 등)들과 예기치 않은 주위 환경조건들에 의해 부득이 부설될 경우가 발생된다. 본 연구에서는 평면곡선과 종곡선 경합 시 승차감 측면에서의 최적 평면선형 설계를 위한 승차감 목적함수를 도출하고 차량동역학 해석을 통해 검증하였다. 또한 제시된 승차감 목적함수를 이용해 승차감이 최대가 되는 선형조건을 간단히 평가할 수 있는 해법알고리즘을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.108-117
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• 2010

PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선 램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 가정된 변형률 PSC 쉘 요소를 제안하고자 한다. 본 쉘요소에 사용된 콘크리트의 크리프 및 건조수축의 재료 모델은 ACI 코드를 사용하였으며, 이 모델을 이용하여 3차원 시공단계해석을 수행하고 그 결과를 뼈대 요소와 비교하였다.