• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.102-115
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• 1994

This paper is to evaluate the fatigue strength of lap joints of materials applied to LNG carrier cargo containment of GAZ-TRANSPORT(GT) type, which was welded by manual and automatic TIG welding process. The thicknesses of lapped members were 1.5mm/1.5mm or 1.5mm/0.7mm in Invar to Invar joint, and 1.5mm/8.0mm in Invar to stainless steel joint, respectively. These lap joints were mainly applied to the membrance fabrication of GT-LNG carrier. Fatigue tests of Invar/Inar lap joints were conducted under the stress ratio R=0 at room temperature. The effect of mean stress and cumulative fatigue damage on the allowable stress of Invar lap joint was evaluated on the basis of test results. Fatigue test was also conducted on Inver/Stainless steel lap joints welded by automatic TIG process without filler metals. The fatigue test of the joint was carried out under the same conditions as those of Invar/invar lap joints. The fatigue strength of the joint welded without filler metal was comparable to those welded with filler metal quoted from reference. The fatigue strength of Invar/stainless steel lap joint was only dependent on the lap throat thickness, and not on the welding process. Based on test results, the applicability of TIG welding process without filler metal in Invar/stainless steel lap joint was reviewed by controlling welding variables to assure the valid throat thickness of lap joints.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.95-102
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• 2012

본 연구에서는 기존 C.I.P 공법의 개선사항을 보완하여 벽체 강성 및 차수성을 증진시킨 개량형 C.I.P 공법을 개발하고 이에 대한 현장 적용성을 검토하였다. 개량형 C.I.P 공법의 특징은 원형케이싱의 내부 양쪽에 삼각형 형태의 조인트를 설치하여 연직연속천공을 위한 가이드로 이용하고 연속천공 이후에는 조인트와 조인트를 소형 H형강으로 연결하여 개별말뚝들이 연결된 벽체를 형성함과 동시에 H형강 외의 내부는 그라우팅으로 충진되어 벽체 전체가 차수성을 확보하도록 고안된 점이다. 이러한 특성에 대한 현장 적용성을 검토하기 위해 모형 토조실험을 수행하여 차수성을 검토하였으며 벽체 강성의 증진에 대한 사항은 케이싱의 두께를 2mm와 3mm로 변화를 둔 실물크기의 시험체를 대상으로 강도실험과 수치해석이 병행되었다. 수치해석의 경우, 강도실험에 대한 시뮬레이션을 통해 사용프로그램의 타당성을 우선 검토한 후, 케이싱의 두께 변화에 따른 영향을 비교분석하였다. 연구결과, 차수성 시험은 정수압 300KPa의 가압상태에서도 이음부의 누수가 발생하지 않았다. 휨강도 실험결과, 개량형 흙막이 벽체의 강성이 기존 C.I.P 벽체의 강성보다 4배 정도 큰 것으로 나타났으며 압축강도 또한 콘크리트의 압축강도보다 큰 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 제안된 개량형 C.I.P 공법은 기존의 C.I.P 공법의 차수공정의 생략뿐만 아니라, 연결부 차수성 확보, 연직연속천공, 그리고 상대적으로 우수한 강성등의 장점을 보유한 것으로 나타나 향후 주열식 흙막이 시공에 일조할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.513-523
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• 2015

H형강 철골 모멘트 골조에서는 기둥의 강축 방향 용접 모멘트접합부를 활용하는 것이 구조적으로 가장 이상적이다. 하지만, 모멘트 골조가 직교하는 경우, 기둥의 약축 방향으로도 용접 모멘트접합부를 사용해야 한다. 국내에서는 특히 강축 및 약축 방향 모두를 용접 모멘트접합부를 자주 사용하는 관행이 있다. 대표적인 연성내진상세인 RBS(reduced beam section, 보단면감소)접합부의 경우 국내외적으로 강축접합 위주로 실험연구가 진행되어 약축 RBS 용접모멘트접합부에 대한 실험자료가 매우 희소하다. 본 연구에서는 RBS를 도입한 약축 용접 모멘트접합부의 내진성능을 실험적으로 고찰하였다. Gilton-Uang (2002)의 선행연구를 참고하여 보 플랜지는 연속판과 맞댐용접하고 웨브는 전단이음판과 C-형 필릿용접부로 설계하여 실험을 수행하였다. 보에 사용된 강재가 내진용 강재가 아닌 일반 SS400 강재임에도 불구하고 3% 이상의 소성회전각을 발휘하였다. 제한된 결과이긴 하지만, 전단이음판과 보 웨브 사이의 C-형 필릿용접부 설계에서 보 웨브에 작용하는 휨모멘트와 전단력의 편심의 영향을 구체적으로 고찰할 필요가 있는 것으로 판단된다. 본 실험결과를 토대로 전단이음판 부근의 보 웨브 파단을 방지할 수 있는 C-형 필릿용접 형상 및 설계방안을 제안하였다. 보 플랜지와 연속판의 완전용입 용접부는 맞댄이음(butt joint) 형식이 되어 국부좌굴에 취약하고 이로 인해 피로파괴가 발생하는 경향이 있으므로 용접작업에 지장이 없는 범위에서 용접접근공(스켈럽)의 크기를 최소화할 필요가 있다. RBS형상, 스틱아웃, 트림, 연속판 두께 증가 등과 같이 이미 검증된 약축 모멘트 용접접합부의 내진상세들은 따르는 것이 바람직하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.207-214
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• 2011

높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1707-1721
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• 2014

반단면 프리캐스트 바닥판 공법은 완전 프리캐스트 바닥판 공법과 현장타설 공법의 장점을 절충, 보완한 효과적인 공법으로 공기단축, 시공성 향상을 목적으로 개발된 바닥판이다. 이 논문에서는 프리텐션에 의한 반두께 바닥판의 상세를 제안하였으며, 이에 대한 검증을 위해 실험적 연구와 분석을 수행하였다. 프리텐션이 도입된 반두께 바닥판 실험체와 2경간을 갖는 반두께 바닥판 실험부재 총 5기를 제작하였다. 실험변수로는 프리스트레스 도입크기, 이음부에서의 보강철근유무로써 이에 대한 강도와 변형률, 균열폭을 분석하였다. 단경간 바닥판 실험에서 실험결과는 계산강도에 비해 1.55배 이상 높은 값을 보였고 텐던의 수를 2배 증가 시켜도 휨강도 증가는 10% 수준이고 균열폭 제어에 미치는 영향은 무시할 수준이었다. 2경간 연속 실험부재의 경우는 부재의 정모멘트 및 부모멘트부에서의 강도는 부재의 인장철근과 텐던의 변형률로 항복시점을 파악할 때, 보강철근이 있는 경우 텐던과 인장철근은 보강하지 않은 부재보다 각각 1.2배 1.38배 높은 수준에서 항복하였다. 이번 연구에 의해 검증된 프리텐션 반두께 바닥판은 급속 교체 혹은 급속 시공 현장에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.92-100
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• 2016

응력집중계수를 이용하여 해상풍력발전기 트라이포드 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 파랑과 풍하중의 극치분포함수는 POT방법을 사용하여 동적응답을 분석함으로써 추정되었다. 일계신뢰도법을 사용하여 신뢰성해석을 수행하였으며, 한계상태함수는 지지구조물의 이음부에서 발생하는 응력을 기반으로 정의하였다. 보 요소에서 계산된 응력에 응력집중계수를 곱하는 방법과 판 요소를 사용하여 계산하는 두 가지 방법으로 최대응력을 계산하여 신뢰성 해석을 수행하고 결과를 비교 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.31-31
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• 2009

최근 전세계적으로 유가상승 및 환경에 대한 관심이 증대되면서 자동차 업계에서는 차량 경량화를 통한 연비향상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 기술개발 사례로서 초경량 철강 차체의 개발을 들 수 있다. 이는 고장력강을 적용함으로써 강성을 증대시킴과 동시에 두께감소에 의한 경량화를 이루고자 추진되고 있다. 하지만 고장력강은 자체의 높은 강성을 지니고 있는 반면, 일반 강종에 비해서 스프링백이 크고 용접성도 많이 떨어지는 제약을 안고 있다. 아크 용접법 중 하나인 AC pulse MIG 용접은 DCEP (direct current electrode positive) 와 DCEN (direct current electrode positive) 구간이 주기적으로 반복하는 용접법으로 스패터 발생이 거의 없으며 특히 갭 접합성이 우수하여 자동차 차체 조립공정에 적용되고 있다. 본 연구에서는 자동차 차체용 AHSS 소재의 겹치기 용접 실험을 통해 실제 생산라인에서 용접 이음부에 발생되는 갭에 대해 강건한 용접 공정 조건을 제시하였다. 먼저 고속카메라 촬영을 통해 AC pulse MIG 용접에서 EN ratio 변화에 따른 와이어 용융현상을 분석 하였으며 단면마크로, 인장시험, 인장 파단면 분석을 통해 겹치기 용접에서 0~2mm 사이의 갭 발생에 강건한 용접 조선을 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.322-327
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• 2022

복합재 체결부는 뛰어난 물성과 가벼운 구조의 수요로 널리 사용되고 있다. 하지만 두께 방향의 취약한 물성으로 인해 체결부 파손이 쉽게 발생한다. 이를 극복하기 위하여 체결부 끝단의 집중되는 응력을 완화시켜주는 Z-피닝, 스티칭 등 다양한 공법들이 적용되고 있다. Z-피닝 공법은 프리프레그의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, 스티칭 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. I-fiber 스티칭 공법은 Z-pinning 공법과 Stitching 공법을 보완한 유망한 공법이다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint 시편을 오토클레이브 진공백 성형법으로 제작하여, 모재의 두께와 스티칭 각도에 따른 인장강도 및 피로강도 특성을 평가하여, I-fiber 보강 복합재 체결부 구조물의 보강효과를 검증하였다. 실험결과, 복합재 체결부의 두께가 얇을수록 I-fiber 보강효과가 더 높게 나타났으며 I-fiber로 보강된 복합재 체결부는 파손강도에서 약 52%, 피로강도에서 약 118% 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.262-269
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• 2021

본 논문은 SD700 확대머리철근의 겹침이음을 이용한 단차가 있는 보의 접합상세를 개발하기 위하여 실시한 구조성능평가 실험결과를 나타낸다. 실험변수는 주철근의 겹침이음길이, 철근 항복강도, 단부정착상세 등이다. 모든 실험체에 대하여 춤이 작은 보(B2)의 하부 주철근은 확대머리철근을 적용하였으며, 춤이 큰 보(B1)의 하부 주철근은 일자형 확대머리철근, 90° 갈고리형 확대머리철근 등 두 가지 상세로 이음방법을 적용하였다. 실험결과, SD500과 SD600을 적용한 실험체들은 겹침이음부에서 모두 휨파괴되었으며, 이로 인하여 최대내력은 유사하게 나타났다. SD500을 적용한 실험체들에 대하여, B1의 주철근을 90°갈고리형 확대머리철근으로 적용한 상세가 확대머리철근에 비하여 겹침이음부의 수평균열을 억제하였다. SD700의 확대머리철근을 사용한 실험체는 취성적인 정착파괴가 나타났으며, 겹침이음길이의 증가에 따라 최대내력이 증가하였다. SD700의 확대머리철근을 사용한 실험체들은 실험체정착길이/이론정착길이에 대한 실험내력/이론내력이 ACI 318-19 식은 1.30~1.48로 나타났으며, KDS-2021 식은 1.14~1.30로 평가되었다. 이를 볼 때, ACI 318-19 산정식이 보다 보수적으로 정착길이를 평가함으로써 더 큰 안전율을 가지고 있었다.