• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.161-169
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• 2012

본 연구에서는 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 H형강 강합성 교량의 안전성 및 성능평가를 위하여 유한요소해석 및 종국강도실험을 수행하였다. 범용유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 강합성 단위주형 모델과 4주형 모델이 검토되었으며, 해석결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 실험체에 설치될 변위계(LVDT)와 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 두 개의 실험체 정적하중실험을 통하여 신형식 초간편 H형강 강합성 교량의 하중 횡분배율을 분석 및 제안하였다. 강합성 단위주형 실험체의 H형강 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 500 kN으로 나타났으며, 실험체 종국하중은 840 kN이다. 강합성 4주형 실험체 재하하중에 의한 항복모멘트와 소성모멘트는 도로교설계기준(2005)을 토대로 산정된 활하중 설계모멘트에 각각 2.4배, 4.1배의 강도를 나타내었다. 초간편 H형강 강합성 교량 실험을 통하여 본 신형식 교량은 시공 중 및 시공 후 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.221-232
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• 2009

본 논문에서는 압엽형강(H형강)을 이용한 초간편 강합성 교량에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하여, 다양한 하중조건에 따른 하중분배값을 검토하였다. 유한요소해석에는 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2007)가 사용되었다. 하중분배계수 검토에 고려된 변수로는 콘크리트 슬래브 두께, 강판 두께, 주형길이, 바닥판 폭, 그리고 교량 연속성이 적용되었다. 해석을 통해 얻어진 하중 분배율은 AASHTO Standard 와 LRFD 설계기준의 제안식 및 기존 연구자들이 제안한 식들과 비교 검토되었다. AASHTO Standard는 매우 안전측의 하중분배율을 제안하고 있으며, AASHTO LRFD의 경우 내측주형의 경우 유사한 결과를 나타내기도 했으나 외측주형의 경우 대부분의 경우 큰 값을 나타내었다. 본 연구를 통해 제안된 하중분배값은 유한요소해석 결과를 토대로 안전측으로 제안되었으며, 설계변수별 상세설계에 적용가능하다. 또한 본 논문에서는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 간편성을 극대화하고 안전성을 고려하여 내측주형의 경우 0.42, 외측주형의 경우 0.32를 제안하였다. 본 연구내용에 검토된 매개변수 범위 내에서 간편 하중분배값의 적용이 가능하며, 본 연구의 결과는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 및 시공 활성화에 크게 기여할 것이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.33-36
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• 2009

현행 도로교설계기준의 바닥판에 대한 설계방법은 휨 이론에 따라 바닥판을 단위 폭의 보로 보고 강도설계법으로 설계하고 있다. 그러나 실제 교량 바닥판의 파괴 형태는 펀칭에 의한 파괴이므로 바닥판의 극한성능은 펀칭전단강도를 토대로 평가해야 할 것이다. 하지만 기존에 연구된 결과로는 초간편 강합성 바닥판의 펀칭전단강도를 산정하기 어려워 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 개발된 초간편 강합성 바닥판의 펀칭전단성능을 파악하기 위하여 초간편 강합성 바닥판과 RC바닥판에 대한 펀칭전단실험을 실시하여 비교하여 보았다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.29-32
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• 2009

본 연구는 도로교 설계 기준 바탕으로 H-형강을 사용하여 20~30m 사이의 지간장을 가진 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 교량의 모형실험 결과와 유한요소해석프로그램(ABAQUS)을 사용한 해석 결과와 비교 분석하여 초간편 교량의 성능을 평가한 것이다. 일반적으로 우리나라의 교량들은 시공과정에서 여러 단계를 거쳐 시공한다. 시공단계가 복잡할수록 공사기간은 늘어나기 때문에 기상 현상에 의한 파괴와 교량의 낙후로 인해 유지, 보수, 교체 또는 교량확장을 해야 하는 경우 교통 혼잡과 경제적 손실을 줄 수 있다. 따라서 본 연구는 이와 같은 경제적 손실을 줄일 수 있는 초간편 H형강 교량의 연구의 일환으로 기존의 연구 결과를 모형실험 수행 결과와 비교하여 최적성능을 평가하기 위해 실시하였다. 사용된 실험체는 실험장소인 건설기술연구소의 구조실험동 장소 여건에 따라 10m 안팎의 경간을 갖는 교량으로 제작하였다. 실험체의 설계 제작 과정에 대해 검토한 후 범용구조해석 프로그램을 이용하여 동일한 조건을 적용한 결과를 비교 후 최종적으로 초간편 교량의 성능에 대한 평가를 실시하여 김재흥 등(2009)의 의해 제안된 하중분배계수 값이 적용가능한지 판단하였고, 실험을 통해 응력 분포와 극한하중에 대해 검토하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.23-30
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• 2009

현행 도로교설계기준의 바닥판에 대한 설계방법은 휨 이론에 따라 바닥판을 단위 폭의 보로 보고 강도설계법으로 설계하고 있다. 그러나 실제 교량 바닥판의 파괴 형태는 펀칭에 의한 파괴이므로 바닥판의 극한성능은 펀칭전단강도를 토대로 평가해야 할 것이다. 하지만 기존에 연구된 결과로는 초간편 강합성 바닥판의 펀칭전단강도를 산정하기 어려워 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 초간편 강합성 바닥판과 기존의 RC 바닥판에 대하여 펀칭전단강도실험을 실시하여 거동특성을 비교하였으며, 기존 RC 바닥판에 적용하고 있는 각국의 설계식들과 비교하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.79.2-79.2
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• 2010

실제 교량 바닥판의 거동은 반복하중에 의한 피로누적 손상에 의해 발생되므로 성능분석을 위해서는 피로 실험결과를 통한 구조거동 분석이 이루어져야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 현재 개발 중인 초간편 강합성 바닥판의 피로성능을 파악하기 위해 일점 재하 방식으로 반복 하중을 재하 하였다. 실험체의 거동을 파악하기 위해 변위계를 설치하여 변위를 측정하였고 이 실험의 결과로 신형식 바닥판인 초간편 강합성 바닥판의 피로 파괴 양상을 알 수 있었으며 피로 곡선을 얻을 수 있었다. 하지만 바닥판의 파괴요인 중 외부 환경적 요인과 실제 차량 하중 이동을 모사한 윤하중 재하 시 피로 성능에 대한 연구가 추가로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2009년도 정기 학술발표대회
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• pp.118.2-118.2
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• 2009

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.519-528
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• 2008

초간편 강합성 바닥판은 H형강을 거더로 활용하면서 교량가설시 H형강의 횡-비틀림 좌굴을 방지하고 공기를 단축시키기 위하여 개발하였다. 또한 초간편 강합성 바닥판과 H형강 거더의 합성거동을 확보하기 위하여 사용되는 전단연결재를 초간편 강합성 바닥판의 강판과 H형강 거더의 연결방식에 따라 연결볼트를 길게 뽑아 스터드를 대체하여 전단연결재로 사용하는 방식과 유공I형강을 전단연결재로 활용하는 방식으로 개발하였다. 본 연구에서는 이렇게 개발한 신형식 전단연결재에 대한 전단내력 평가를 위하여 Push-Out 실험을 실시하고, 기존 전단연결재의 전단내력 평가식과 비교 분석하였다. Push-Out 실험을 통하여 연결볼트는 스터드와 같은 거동을 하는 것으로 확인하였으며, 도로교 설계기준의 전단내력 평가식은 지름이 큰 연결볼트의 전단내력을 과대평가하는 것으로 나타났다. 용접량의 변화에 따른 유공I형강의 Push-Out 실험에서는 용접량이 적은 경우에는 용접부의 전단내력이 지배하였으나, 용접량이 일정정도 이상인 경우에는 일정한 전단내력을 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1711-1717
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• 2008

본 논문에서는 신형식 강합성 H형강 교량의 최적 설계단면 결정 및 거동 특성을 분석하고 있다. 단경간 교량과 등간격 2 3경간 연속교량에 대한 설계단면을 도로교 설계기준(2005)을 토대로 최적의 H-형강거더 선정과정을 상세히 기술하고 있으며, 설계단면결정을 위한 구조해석시 범용구조해석프로그램 MIDAS(2006)를 사용하여 발생되는 내력과 응력을 계산하였다. 설계단면의 안전성을 검토하고자 ABAQUS(2007)를 사용하여 설계단면의 발생응력과 처짐을 설계기준의 허용값들과 비교 검토하였다. 검토결과 제안된 설계단면은 안전측으로 제안되고 있음을 확인할 수 있었다.