• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.33-44
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• 2013

강바닥판의 구조상세에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있으나, 대부분의 연구가 표준형의 U-rib를 대상으로 실시되었을 뿐, 강바닥판 건설초기의 개단면리브형식에 대한 연구는 미진한 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 공용연수 31년된 개단면세로리브형식의 강바닥판 교량의 피로균열 발생 원인을 조사하기 위하여 실교통류하에서의 계측 데이터를 통하여 대상구조상세의 거동 특성을 분석하였다. 또한 상세구조해석을 통하여 대상교량을 통과하는 대표트럭하중을 추정하고, 상세영향면해석을 이용하여 대상구조상세의 응력 및 변형특성을 분석하였다. 이들 분석에 기초하여 피로균열이 발생된 대상구조상세의 보강방안을 제시하고, 이에 대한 타당성을 검증하였다. 연구결과, 개단면리브에서의 피로균열의 발생원인은 개단면부에서의 전단변형에 의한 응력증가 및 차량의 이동에 따른 교번응력의 발생에 기인하는 것으로 조사되었으며, 국부구조상세에 대한 피로설계에서는 구조상세의 거동특성이 충분히 반영된 상세해석에 근거한 설계를 실시하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.21-31
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• 2018

이 논문은 철도교 교량 바닥판의 영구거푸집 목적으로 개발된 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널과 그 패널을 적용한 교량바닥판의 구조 성능 검증을 위한 정적하중재하실험을 수행결과를 정리하였다. 영구거푸집 용도의 리브가 부착된 프리캐스트 패널을 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하였고 후타설 콘크리트와 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성된 교량 바닥판 부재를 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하여 총 12개의 실험체에 대하여 정적하중재하 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 단면은 바닥판 설계지간 1.6m를 갖는 두께 240mm의 철도교 바닥판을 가정하여 결정하였고, 시공하중이 작용하는 프리캐스트 패널에 대하여 콘크리트 표준시방서에 따른 거푸집 설계하중을 재하하였을 때 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널 하면의 인장응력이 콘크리트 인장강도를 초과하지 않도록 단면을 설계하였다. 각 실험체에 대하여 하중에 따른 철근변형률, 콘크리트 변형률, 균열폭, 처짐, 합성부재의 시공이음면의 슬립량을 계측하여 그 결과로부터 구조물의 안전성과 사용성 평가를 수행하였다. 모든 실험체는 현행 설계기준에서 요구되는 안전성 및 사용성 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.419-430
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• 2014

연구대상인 강바닥판교의 U-리브와 가로리브를 교차하는 접합부에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나 아직까지는 현재 적용되고 있는 스캘럽 자체 또는 내부의 다이아프램 형상을 개발 이용하고 있는 정도이다. 근본적으로 문제가 되고 있는 교차부 U-리브 하단 부위의 피로손상을 줄이기 위해, 본 연구를 통하여 제시된 SRH, 즉, U-리브가 교차하는 가로리브의 적절한 위치에 적합한 크기의 원형의 구멍을 두는 방안에 대하여 검토하였다. 최종적으로 원형 SRH가 강바닥판교의 U-리브와 가로리브 교차부 응력집중을 충분히 완화시킬 수 있음을 확인하였고, 이 부위의 구조상세의 피로손상을 방지할 수 있는 방안 중 하나로 SRH를 제안할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.23-32
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• 2006

본 연구는 현재의 강도로교가 대규모화, 장지간화 되어가는 경향에 비추어 사용이 증대될 것으로 기대되는 강바닥판교에서 기존에 발생하는 문제를 최소화하여 최적의 강바닥판 시스템을 개발하기 위한 연구의 일부분으로 수행되었다. 이를 위하여 국내외의 여러 가지 종리브 횡리브 연결 상세 중, 유한 요소 해석 결과를 분석하여 국내의 강도로교 상세부 설계지침 상에서 제시하고 있는 폐단면 종리브 표준형태와 유럽에서 널리 사용되고 있는 토끼형(rabbit type) 상세를 대상으로 개선 상세가 적용된 3차원 실물 모형체를 제작하여 정적 및 일정 진폭 피로 실험을 수행하였다. 강바닥판 시스템에서 흔히 나타나는 스켈럽 하부 곡률부에서의 균열이 전혀 발생하지 않은 것으로 보아 내부 다이아프램의 효과가 충분히 검증되었다. 또한 국내형 상세와 유럽형 상세의 경우 피로강도 측면에서는 큰 차이를 보이지 않았으나 용접 끝단의 마무리가 피로강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 스캘럽의 형상, 내부 다이아프램 설치 및 완전 용입 용접 등의 효과는 피로강도를 부분적으로 향상시켰지만, 피로강도를 더욱 향상시키기 위해서는 용접의 품질 관리 방안이 강구되어야 할 것으로 판단된다. 실험에서 얻어진 결과는 실제 강바닥 설계를 위한 최적의 상세에 적용시키고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.41-50
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• 2012

강재의 품질향상으로 강교에 있어서 재료자체의 파괴보다는 반복하중에 의한 피로균열 문제가 더욱 중요한 요소가 되었다. 재료의 항복으로 인한 교량의 붕괴 등의 사례는 거의 보고되고 있지 않지만 용접부에 발생하는 피로균열에 대한 사례는 매우 많이 보고되고 있다. 종리브와 횡리브, 데크 플레이트로 구성된 직교이방성 강바닥판의 피로응력은 강바닥판을 구성하는 요소들의 구성 형태 및 물성과 밀접한 관련이 있다. 본 논문에서는 Pelikan-Esslinger method와 signed Von-Mises 등가응력 개념을 활용하여 직교이방성 강바닥판의 피로응력을 산정하는 방법을 제시하고, 직교이방성 강바닥판 구성요소들의 구성형태와 물성을 변화시켜 피로응력에 미치는 영향을 분석하였다. 직교이방성 강바닥판의 피로응력과 구성요소의 상관관계 경향을 분석함으로써 설계 및 유지보수 시에 더 효율적인 대안을 찾는데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.1009-1014
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• 2013

본 연구는 연료전지 공기극에서 리브의 높이를 변화시켰을 때, 이에 따른 응답성과 성능의 변화를 평가하였다. 전류 밀도의 순간적인 변화에 따른 과도 상태의 전압 신호를 분석하기 위해 당량비와 상대습도가 일정한 상태에서 연료전지의 주 작동 전압 구간인 0.5V~0.7V의 범위에서 전류 밀도를 $0.8A/cm^2$에서 $1.0A/cm^2$으로 변화를 주어 응답성을 분석하였고, 체결압력을 1.5MPa, 2.0Mpa로 다르게 했을 경우 언더슈트의 정도를 확인하였다. $100{\mu}m$의 리브 높이를 변화시킨 채널의 경우, 1.5MPa의 체결압에서 기존의 경우에 비해 빠르게 안정적인 상태에 도달했으며 최대 언더슈트 전압값이 낮게 측정되었다. 하지만 성능은 접촉 저항의 증가로 인해 기존의 분리판에 비해 낮은 값을 나타냈다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.101-108
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• 2012

강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판이 사용되며, 가로 세로리브 및 가로보 등의 구조부재가 용접에 의해 복잡한 형상으로 조립되므로 용접에 의한 변형과 결함이 발생할 가능성이 매우 높고, 용접연결부에서의 응력 상태가 매우 복잡하다. 또한 실제 강바닥판 교량에서의 피로균열은 주부재보다 2차부재와의 용접연결부에서 발생되고 있다. 그러나 강바닥판교량 설계시에는 대부분 주부재에 대한 응력 평가가 이루어지고 있으며, 피로균열이 발생하는 구조상세에 대한 상세 응력 평가 및 특성 분석은 거의 검토되고 있지 있다. 본 연구에서는 공용년수 29년된 개단면 세로리브를 가진 강바닥판을 대상으로 피로균열의 원인을 조사하고, 재하시험 및 실교통류 흐름하에서의 현장계측을 통하여 대상 교량의 피로안전성을 검토하였다. 또한 피로균열이 발생된 세로리브 및 다이아프램의 용접부를 대상으로 격자해석 및 상세해석 모델을 사용하여, 이들 구조상세에 대한 영향면해석을 이용하여 이동하중에 따른 거동 특성을 조사하고, 대상교량의 피로균열 발생 원인을 규명하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.16-23
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• 2016

고인성섬유보강콘크리트는 기존의 콘크리트에 비해 인성을 크게 개선한 재료로써, 콘크리트 구조물의 여러 분야에 적용 가능한 건설 신재료로 평가되고 있다. 본 연구에서는 고인성섬유보강콘크리트와 리브를 갖는 FRP 판을 인장 보강재 및 영구거푸집으로 활용한 합성보의 파괴거동에 관한 실험을 실시하였다. 비교를 위해 일반콘크리트와 PVA계열인 RF4000과 PP계열인 PP-macro의 섬유를 사용하였으며, 각각 RF4000+RSC15, PP-macro+RSC15를 혼입하여 합성보를 제작하여 실험하였다. FRP 판에 잔골재를 미부착한 경우는 보의 중앙에 발생한 휨 균열이 크게 벌어지면서 FRP 판과 콘크리트가 미끄러짐에 의한 파괴형태를 보여주고 있음으로 잔골재 부착은 필수적 사항이라 판단되며, 파괴모드에 대한 섬유보강재의 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. FRP 판에 잔골재를 부착한 실험 결과는 1200, 2000mm 모두 콘크리트와 FRP 사이에 충분한 부착이 형성되었다. 일반콘크리트보다 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 높게 나타났고, 그 중 PP계열의 섬유보강재를 혼입한 경우 최대 하중이 가장 높게 나타났다. 균열이 섬유보강재에 의해 지연되면서 FRP 리브와의 합성작용에 의해 발생한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.669-672
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• 2011

본 논문은 사하중 절감이 중요한 장지간 교량에 있어서 유리한 구조를 가지는 강바닥판의 성능 강화를 위한 수치해석 연구를 실시하였다. 이미 국내외에서는 다수의 강바닥판을 이용한 교량의 시공 사례가 많으며, 앞으로도 시공 또는 계획될 해상 장지간 교량에서도 강바닥판 교량의 사례가 많을 것으로 판단된다. 강바닥판 교량은 공기를 단축할 수 있으며, 들보의 높이가 작아서 날씬한 형상으로 할 수 있기 때문에 미관을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 가설 공사비를 절감시킬 수 있는 등 많은 장점을 갖고 있다. 하지만 강바닥판은 이상과 같이 장점을 갖는 구조이지만 비교적 얇은 강판을 복잡한 형상으로 용접하여 조립함에 용접 결함, 잔류응력, 면내 및 면외 변형의 발생 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 외국에서는 강바닥판의 피로 손상에 대한 실험 및 연구로 많은 자료를 확보하고 있으며, 국내에서도 국내 현실에 맞는 강바닥판의 피로거동 및 피로강도 향상방안에 관한 연구가 더욱더 필요하다. 본 연구에서는 국내교량에 적용되고 있는 구조상세 및 구조해석을 실시하여 강바닥판의 피로거동과 응력 특성을 파악하고, 피로강도를 향상하는 방법으로 Bulkhead Plate와 수직리브 형상 및 부착에 따른 거동을 분석하고, 최적상세를 도출하여 강바닥판의 적극적인 활용화에 그 목적이 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권2호
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• pp.109-115
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• 2017

전산유체해석(CFD) 기법을 이용하여 음극 지지체형 고체산화물 연료전지(SOFC)에 대한 수치해석을 수행하였다. 평판형 구조의 SOFC 에서 가스채널과 리브폭 변화에 따른 성능과 온도균일성에 관한 연구가 이루어졌다. 전산해석 툴로서는 공개소스 전산유체해석 툴박스인 OpenFOAM 을 이용하였다. 수치해석결과, 산소고갈이 일어나지 않는 범위 내에서 가스채널과 리브폭의 증가는 성능과 온도 균일성에 크게 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 하지만 넓은 리브폭의 사용과 고전류밀도에서의 작동은 산소고갈로 인한 성능저하의 가능성이 있음을 확인하였다.