• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.4
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• pp.1-13
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• 1993

In design of prestressed concrete structures, structural analysis is performed normally several times for selection of adequate sectional dimension and tendon amount. Especially for precast segmental multi-span bridges. time consuming structural analysis process due to time dependent material properties and structural system change could be effectively reduced by use of a reduced-span bridge model. 5-span and 3-span bridges are selected as reduced-span models for the 10-span full bridge to investigate the acceptability in practical design. The analytical results of deflection, total moment, statical moment, and ultimate moment of the reduced span-models are compared with those of the 10-span full bridge. Application of the load factors to structural analysis for ultimate moment calculation in prestressed concrete is reviewed and a rational method is proposed.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.6 no.5
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• pp.19-27
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• 2002

Dynamic responses of a multi-span simply supported bridge are investigated to examine the effect of bearing damage under seismic excitations. The damaged bearings are modeled as sliding elements with friction between the superstructure and the top of the pier. Various values of the friction coefficients are examined to figure out the effect of damaged bearings with various levels of peak ground accelerations. It is found that the global seismic behaviors are significantly influenced by the occurrence of bearing damage. It should be noticed that the most possible location of unseating failure of superstructures differs from that in the bridge model without considering the bearing damage. It can be concluded that the bearing damage may play the major role in the unseating failure of a bridge system, so that the damage of bearings should be included to achieve more rational seismic safety evaluation.

• Journal of Industrial Technology
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• v.24 no.A
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• pp.195-204
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• 2004

To evaluate inelastic seismic responses of multi-span bridge structures, the capacity spectrum method(CSM) incorporating the equivalent single-degree-of freedom(ESDOF) method is presented. Application of the CSM incorporating the ESDOF method is illustrated by example analysis for symmetric and asymmetric bridge structures. To investigate an accuracy of the CSM, the maximum displacements estimated by the CSM are compared to those by inelastic time history analysis for several artificial earthquakes. The results show that the CSM provided conservative estimates of the maximum displacements for the symmetric and asymmetric bridge structures, and the trend of conservative estimates of the asymmetric bridge structures was significantly larger than that of the symmetric bridge structure.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3A
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• pp.497-512
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• 2006

In this paper, a simple but effective analysis procedure to estimate seismic capacities of multi-span continuous bridge structures is proposed on the basis of modal pushover analysis considering all the dynamic modes of structure. Unlike previous studies, the proposed method eliminates the coupling effects induced from the direct application of modal decomposition by introducing an identical stiffness ratio and an approximate elastic deformed shape. Moreover, in addition to these two introductions, the use of an appropriate distributed load {P} makes it possible to predict the dynamic responses for all kinds of bridge structures through a simpler analysis procedure. Finally, in order to establish the validity and applicability of the proposed method, correlation studies between rigorous nonlinear time history analysis and the proposed method are conducted for multi-span continuous bridges.

• Journal of KSNVE
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• v.5 no.1
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• pp.11-20
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• 1995

본 글에서는 건물 및 교량의 면진/제진 기술의 연구개발과 실용화 현황에 대하여 전반적으로 살펴보았다. 현재 면진/제진 기술의 연구는 매우 활발하게 진행 되고 있으며 여기서 그 전체를 서술하기는 어렵다. 고량의 면진/제진 기술은 새로운 내진기술로서 금후 고량의 다경간 연속화, 장경간화, 고교가화, 엄격한 용지조건 에서의 고량건설에 중요해질 것으로 생각된다. 현재 제진구조 시스템은 안전한 거주 셩의 관점으로부터 중소지진 및 강풍 등에 대한 외란대책으로서 실용화 기술이 진행 되고 있다. 실무적인 관점으로부터 주로 구동장치의 개발이 중심이 되고 있으며 이것에 의하여 제진구조 시스템의 성능이 결정된다고 해도 과언이 아니다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.3A
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• pp.473-484
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• 2006

The capacity spectrum method (CSM) can be used to simply estimate the maximum displacement response of the nonlinear structures. To evaluate seismic performance of multi-span bridges using the CSM, the representative response for structural system should be derived from the multi-degree-of-freedom (MDOF) responses by using the equivalent single-degree-of-freedom (ESDOF) method. The ESDOF method is used to calculate the capacity curve of the structural system from the pushover curves of all piers or structural members estimated by the pushover analysis. In order to evaluate an accuracy of ESDOF methods used in the CSM, the maximum displacements estimated by the CSM incorporating the several ESDOF methods are compared to those by the inelastic time-history analysis for several artificial earthquakes corresponding to the design spectrum.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.74-74
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• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.38-45
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• 1998

최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.3
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• pp.59-68
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• 2010

Seismic performances of existing structures should be assessed with more accuracy for cost-effective retrofits. Existing bridges are assessed by the current guidelines in which a simple method has been adapted considering the technical level of engineers of the historical time of construction. Recently many probabilistic approaches have been performed to reflect the uncertainties of seismic input motions. Structures are modeled frequently with the neglection of soil foundations or modeled occasionally with elastic soil spring elements to consider the effect of the soil on the structural response. However, soil also shows nonlinearity under seismic events, so this characteristic should be reflected in order to obtain a more accurate assessment. In this study, a 6-span continuous bridge has been analyzed under various seismic events, in which the soil was represented by equivalent linear spring elements having different properties according to the intensities of the input motions experienced. The seismic vulnerabilities with respect to the failure of piers and the dropping of the super-structure were evaluated on the basis of the analysis results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1541-1545
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• 2009

홍수 기간 중 부유잡목에 의한 수위상승 원인은 크게 상류부에서 이송되어진 유송잡물에 의한 교량 등의 수공구조물에 집적으로 인한 통수능 부족에 의하여 발생되는 수위상승과 하천내 수공 구조물의 부적절한 설계 및 시공으로 인한 수위상승으로 구분되어 진다. 현재 교량의 여유고 산정에 사용되는 홍수위는 통수능을 고려하지 않은, 하천정비계획에 사용되는 홍수위를 적용하고 있으며, 다만 통수능의 확보를 위하여 경간장에 대한 제한을 두고 있을 뿐이다. 중소하천에 위치하는 교량의 경우, 여유고 확보에 대한 기준을 적용함에 있어서 교량이 위치한 하천 단면에서의 통수능의 영향이 고려되어야 유수의 월류에 대한 위험성을 줄일 수 있다. 더욱이 하천설계기준(2005)에서는 고정 홍수량에 의한 여유고 산정치를 제안하고 있을 뿐이기 때문에, 하천설계기준에서 교량과 관련된 여유고도 하상변동과 만곡부에 의한 수위 상승, 유송잡물에 의한 통수능 영향, 계산오차 등을 고려하여 충분한 여유고를 확보하도록 보완할 필요가 있다. 본 연구에서는 부유잡목에 의한 수위상승 원인을 분석을 하고, 이에 따른 수리모형실험을 통하여 부유잡목의 높이/폭(H/B)변화에 의한 수위상승, 부유잡목의 형태별 수위상승, 교각사이 개도비에 따른 수위 상승량을 산정하여 기존의 여유고에 대한 추가적인 여유고를 확보하여 홍수시 통수능을 확보하고자 하였다. 부유잡목의 형태에 따른 수위상승량을 산정하기 위하여 개도비를 70%로 고정한 후, Fr수를 변화시켜 부유잡목의 높이/폭(H/B) 형태에 따라 산정한 결과, 부유잡목이 존재하지 않는 상태에 비하여 부유잡목에 의한 영향으로 인한 수위증가율이 Fr값이 클수록 더욱 크게 나타났으며, 부유잡목이 동일면적인 경우 폭(B)에 비하여 높이(H)가 커질수록 수위 상승이 크게 나타났다. 또한, Fr수 변화에 따른 최고수위 상승율을 구하였을 때, 상류조건에서 Fr < 0.5 인 경우는 기존 여유고에 대하여 최대 10%의 여유고를 추가 확보하며, 0.5 < Fr < 1 인 경우는 기존 여유고에 대하여 최대 20%의 여유고를 추가 확보하도록 설계하는 것이 바람직하다.