• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.26 no.3
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• pp.219-229
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• 2014

The experiment and FE analysis of ultimate behavior of GFRP cylindrical shell structure stiffened by steel pipe ring instead of rectangular cross-section ring was presented. Four kinds of test models were designed and flexural failure experiment was performed to investigate ultimate behavior characteristic according to the size of cross section of steel pipe ring and diameter of GFRP shell. Material properties of specimens were experimented by bending, tensile and compressive test. Displacements and strains were measured to evaluate failure behavior of steel pipe ring and GFRP shell structure. The experimental results were compared with the FEA results by commercial program ABAQUS. It is observed that GFRP shell structure stiffened by steel ring have enough ductility to bending failure, and an increase of bending rigidity of steel ring is very effective to increase of failure strength of GFRP shell structure.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.8 no.5
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• pp.59-65
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• 2008

Recently, to improve the load carrying capacity of column structures such as bridge piers, application to concrete-filled steel tube(CFT) type columns are increased more and more. To design the concrete-filled steel tube(CFT) columns in accuracy, influence of material and geometry properties and aspect ratio on ultimate strength of the concrete-filled steel tube column is investigated by experimental researches. In this investigation, the ultimate strength distribution of the concrete-filled steel tube column in accordance with diameter-thickness ratio(D/t) and steel-concrete area ratio(As/Ac) are clarified by the compressive tests. Futhermore, parametric experimental investigation on concrete target strength is performed. It was known from experimental observation that ultimate strength of concrete-filled steel tube column under axial compressive loading more depends on section properties of steel tube rather than concrete strength.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.18 no.3
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• pp.339-347
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• 2006

This study proposes a double-composite section to enhance the s serviceability of twin-girder railway bridges, especially in terms of the flexural stiffness of the composite section in negative-moment regions. This paper deals with experiments on continuous twin-girder bridge models with 5m-5m span length with the proposed double-composite action. From results of static tests on the bridge models, several design considerations were investigated including effective width, shear connection and ultimate strength of the double-composite concrete slab showed full shear connection, which verified the suggested empirical equation. From the flexural behavior of the double-composite section, the effective width of the bottom concrete slab can be evaluated as that of the concrete slab under compression. The ultimate flexural strength of the bridge models verified the validity of the rigid plastic analysis of the double-composite section. Design guidelines were suggested based on the test results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1808-1812
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• 2010

과거에 발생한 극한홍수에 대해 역사기록 혹은 고고학적 발견을 통해 경향성을 연구하는 것은 세계적으로 많은 관심을 가지고 수행되고 있다. 특히, 기후변화와 관련하여 시추 자료 분석에 의한 연구는 과거에도 극한홍수가 발생하였음을 보여주고 있으며, 일기와 같은 개인적인 기록물에도 이런 재해에 관한 기록이 남아 있다. 우리나라의 역사기록은 측우기의 앞선 발명과 맞물려 세계적으로 찾아보기 어려운 매우 상세한 내용을 담고 있다. 삼국사기를 비롯하여 고려사에는 그 시대에 발생하였던 주요 홍수에 대해서는 정성적인 기술이 되어 있으며, 특히 조선왕조실록에는 조선왕조가 개국된 이래로 500년간 발생한 홍수와 피해지역 및 피해규모를 자세히 기록하고 있다. 본 연구의 선행연구에서는 과거 청계천에서 관측된 측우기 기록을 이용하여 홍수수문분석을 수행한 후 과거 청계천의 극한홍수량을 산정하였다. 본 연구에서는 이러한 홍수량 산정결과를 토대로 HEC-RAS를 이용하여 과거 청계천에 대하여 각 홍수사상별 홍수위를 산정하였다. 이렇게 산정된 홍수위를 과거 역사기록상의 피해기록과 비교 분석하기 위하여 수치고도모형(DEM)의 이용으로 공간적 피해규모를 평가하고자 하였다. 모형의 입력 자료로는 하도구간 및 하천단면, 조도계수, 하상경사, 상 하류단 경계조건 등이 필요하다. 이를 위해서 과거 청계천에 대한 하천 단면자료 및 조도계수 등이 필요하나 대상지점의 과거 실측자료가 없는 바 청계천 개수계획평면종단도(1936년, 경성부), 준천사실(1760년), 동국여지비고(1870년), 조선지형도집성(1921년), 경성지적도(1912년), 청계천 유물 발굴조사보고서(2006년) 등의 고문헌을 통하여 청계천 본류 구간에 대하여 단면 입력자료를 구성하였다. 또한 실제 청계천의 주변부 피해양상을 확인하기 위하여 청계천의 지류구간에 대해서도 금천교 발굴조사보고서(2003년), 영천교 발굴조사보고서(2003년) 등의 자료와 함께 근대까지의 기록물들을 활용하여 단면 입력자료를 추정하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.29 no.2
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• pp.123-134
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• 2017

Ultimate axial strength of longitudinally stiffened cylindrical steel shells for wind turbine tower was investigated by applying the geometrically and materially nonlinear finite element method. The effects of radius to thickness ratio of shell, shape and amplitude of initial imperfections, area ratio between effective shell and stiffener, and stiffener spacing on the ultimate axial strength of cylindrical shells were analyzed. The ultimate axial strengths of stiffened cylindrical shells by FEA were compared with design buckling strengths specified in DNV-RP-C202. The shell buckling modes obtained from a linear elastic bifurcation FE analysis as well as the weld depression during fabrication specified in Eurocode 3 were introduced in the nonlinear FE analysis as initial geometric imperfections. The radius to thickness ratio of cylindrical shell models was selected to be in the range of 50 to 200. The longitudinal stiffeners were designed according to DNV-RP-C202 to prevent the lateral torsional buckling and local buckling of stiffeners.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TE
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• v.37 no.2
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• pp.1-5
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• 2000

We have investigated dielectric properties of IMI-O LB films for the effect of complex concentration by electrical conductivity, dielectric constant and dielectric relaxation time at different frequencies. In the surface pressure-area$\pi$-A) isotherms for the increase of $FE^{3+}$ concentration, the molecular area was expanded with $FE^{3+}$concentration increase by electrostatic repulsion between the polymer chains and hydrophobic increase of ionic strength. In the I-V characteristics, it is found that the limiting area has effects on the change of conductivity And, the dielectric relaxation time decreased for increase of the $FE^{3+}$concentration.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.4A
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• pp.391-398
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• 2010

The fire performance of RC slabs with half-depth precast panel after exposure to the ISO-834 fire standard without loading has been experimentally investigated. During heating, according to the ISO 834 fire curve, concrete spalling was observed for concrete without PP(polypropylene) fibers. No spalling occurred when heating concrete containing PP fibers. The maximum temperature of RC slabs with PP fibers with half-depth precast panel was lower than that of concrete without PP fibers. The ultimate load after cooling of the RC slabs that were not loaded during the furnace tests was evaluated by means of 3 points bending tests. The ultimate load of the RC slabs without PP fibers showed a considerable reduction (around 32.5%) of the ultimate load after cooling if compared with of RC slabs with PP fibers. The ultimate load of the RC slabs with half-depth precast panel with PP fibers is higher than that of a full-depth RC slabs with PP fibers. Also, the addition of PP fibers and the use of half-depth precast panel improve fire resistance.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.6A
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• pp.327-336
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• 2012

This study presents the effects of various geometric properties on the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges. In general, cable-stayed bridges are well known as a very efficient structural system, because of those geometric characteristics, but at the same time, the structure also shows complex structural behavior including various nonlinearities which significantly affect to the ultimate behavior of the structure. In this study, the effects of various geometric properties of main members on the ultimate behavior under specific live load cases, which had been studied in previous studies, were investigated using a rational analytical method. In this parametric study, sectional dimensions of main members were considered as main geometric parameters. For the rational ultimate analysis under specific live load cases, the 2-step analysis method, which contains initial shape analysis and live load analysis, was used. As the analysis model, 920.0 m long steel cable-stayed bridges were used and two different types of cable arrangement were considered to study the effect of the cable arrangement types. Through this study, the effects of various geometric properties on the characteristics of the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges were intensively investigated.