• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.91-97
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• 2009

본 논문은 Total Lagrangian(TL)과 Updated Lagrangian(UL)을 사용하여 구조물 하부에 케이블을 연결하고, 그 케이블에 인장력을 가하여 구조물의 처짐을 제어하는 언더텐션 시스템에 있어서 케이블의 인장력에 따른 구조물의 처짐 거동의 변화와 각 부재력을 비교함으로서 언더텐션 시스템의 효율성을 검증하는데 있다. 일반적인 빔과 거더로 이루어진 구조와는 달리 언더텐션 시스템에서는 상부에서는 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하게 된다. 언더텐션 시스템은 스트럿의 개수와 길이, 케이블의 초기 인장력의 크기에 따라서 그 효과가 다르게 나타날 수 있다. 또한 케이블이 설치된 장스팬 구조의 경우, 그 거동에 있어서 비선형성적 거동이 크게 나타나게 된다. 따라서 본 논문에서는 선형과 비선형해석 결과를 비교함으로써 비선형해석의 필요성에 대하여 논의하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.345-354
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• 2010

기존의 빔과 거더로 이루어진 장스팬 구조물의 경우 기둥 사이의 거리가 길기 때문에 부재의 크기와 수직 처짐이 증가하게 된다. 효과적인 장스팬 구조물의 실현을 위하여 구조물 하부에 스트럿과 케이블로 구성된 언더텐션시스템을 적용하였다. 이는 거더의 휨모멘트를 효과적으로 분산시키기 때문에 부재의 크기를 줄이고 경제적인 효과를 기대할 수 있다. 또한 급속시공을 위한 폐단면 신형상의 모듈화 PF500단면을 사용하여 성능을 검증하고자 하였다. 언더텐션 시스템의 성능검증을 위하여 가로 10m, 세로 2.4m의 실험체 두개를 대상으로 가력실험을 실시하였고 언더텐션 시스템 유무와 케이블 장력변화에 따른 거동을 확인하였다. 실험으로부터 케이블 장력이 증가함에 따라 실험체의 거동이 작아졌으며 언더텐션 시스템이 하중분배 역할을 수행하는 것으로 나타났고 PF500단면의 성능이 우수함을 나타내었다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.66-69
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• 2008

본 연구는 도로 상부에 휴식과 통행이 가능한 공간을 조성하여 녹지 및 휴게 공간을 확보하고 각 구역간의 연결성 및 접근성을 높일 수 있는 장 스팬 구조의 처짐의 거동을 해석하는 것을 목표로 한다. 이러한 장 스팬 구조의 경우, 부재의 크기를 결정할 때 도심 미관과 하부의 차량소통을 고려하여야 한다. 그 결과 부재의 크기가 세장해지는 결과를 가져오게 되며 이는 구조물의 과다 처짐을 유발할 수가 있다, 여기에서는 부재의 크기 제한과 구조물의 과다 처짐을 방지하기 위하여 구조물 하부에 언더텐션을 적용한 후, 그 효과와 처짐 거동에 대하여 비교 분석하였다. 언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며, 케이블의 크기와 개수, 포스트의 개수와 크기 및 간격에 따라서 효과가 다르게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 케이블의 크기와 개수, 포스트의 개수와 크기 및 간격을 변수로 하여 장 스팬 구조의 처짐 거동을 비교하였다. 하중은 활하중과 고정하중이 평면에 재하되는 것을 기본으로 가정하였으며, 해석결과는 상용 프로그램인 마이더스(MIDAS)를 이용하여 언더텐션의 효과를 처짐에 맞추어 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.197-208
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• 2010

언더텐션이란 상부에서의 하중을 하부 케이블의 인장력을 이용하여 그 하중을 양 단부로 전달하는 시스템을 말하며 처짐과 부재 크기를 제어하기 위해 장스팬 구조물에 주로 적용된다. 하지만 수많은 단면 중에서 여러 조건을 만족하며 최소의 물량, 즉 최대의 경제성에 부합하는 최적의 단면을 찾는 것은 매우 어려운 일이다. 이에 본 연구에서는 마이크로 유전알고리즘을 이용하여 언더텐션 형태의 트러스 구조물에 단면 최적화 연구를 수행하였으며 처짐과 허용응력 그리고 좌굴이 제약조건으로 고려되었다. 최적화 검증 예제로 자주 사용되는 10-bar 트러스 예제의 이전 연구 결과와의 비교를 통하여 개발된 프로그램을 검증하였다. 이를 바탕으로 프리텐션 크기를 변수로 설정하여 언더텐션 구조물의 최적 설계를 수행하였다. 본 연구에서 제시된 최적설계 그래프를 통하여 설계자가 일정 조건을 만족하는 최적의 단면을 쉽게 선택할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.165-172
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• 2006

최근 손상된 부재를 원상으로 회복하면서 보강할 수 있는 프리스트레스 보강공법에 대한 관심이 고조되고 있다. 손상된 부재를 보강하기 위한 기존의 포스트텐션공법은 구조부재에 추가적인 손상을 발생시킬 수 있으므로, 인접부재에 손상을 주지 않는 새로운 형태의 부분프리스트레스공법에 관한 개발 및 성능평가가 요구된다. 본 연구에서는 새로운 외부포스트텐션공법 중 하나인 아웃케이블 공법에 대한 구조성능을 평가하기 위해 휨 보강된 연속보에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 그 결과, 기존 포스트텐션과 아웃케이블공법의 주요 파괴모드는 균열이 고르고 넓게 분포한 휨파괴의 형태를 나타냈다. 그리고, 초기의 휨균열 시 강성 및 철근항복 시 강성, 항복하중, 최대하중에서 유사한 거동특성을 보임으로써 두 공법에 의한 보강효과는 동일한 결과를 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.81-88
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• 2012

텐세그리티 구조시스템의 한 종류인 케이블 돔 시스템은 케이블과 마스트로 이루어져 있다. 이 케이블에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 안정된 구조물이 되기 위하여 일정의 프리텐션이 가해져야 하며 구조물은 가해진 프리텐션 하에서 자기평형응력상태에 있어야 한다. 본 연구에서는 부재의 내력 벡터의 합 원리를 기초하여 자기평형 응력모드를 구하는 새로운 방법을 제안하였으며, 자기평형응력을 유지하기 위해 필요한 응력모드를 시각화할 수 있다는 점이 기존의 논문과 비교하여 독특성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법에서 사용된 기본 원리는 모든 절점에서 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 내력벡터의 합은 0이 되어야 한다는 것이다. 제안된 방법은 CAD를 이용하여 간단히 자기 평형응력모드를 찾을 수 있으며, 예제 케이블 돔 구조물을 대상으로 각 절점에 연결된 부재들의 내력을 결정하였다. 결과 값은 역학적 계산 방법과 기존의 이론에 의해 검증하였으며 잘 일치하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.819-825
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• 2008

이 논문은 케이블텐션을 이용해서 SCST 구조의 형상 형성과 시공에 대해 연구한 논문인데, 이 공법은 균일한 모양의 피라미드로 만들어진 공간구조를 신속하고 경제적으로 시공할 수 있는 공법이 될 수 있다. 초기의 배치에 있어서 상현재와 웨브부재는 일정한 길이이나 하현재는 원하는 최종적인 형상에 비례해서 갭이 주어져 있다. 본 연구에서 제안된 형상 형성법의 적용성과 신뢰성은 축소된 모델과 실물 크기의 실험 모델에 대한 비선형 유한요소 해석과 실험적인 조사를 통해 확인할 수 있다. 연구의 결과, MERO 조인트의 거동 특성은 공간 구조의 형상 해석에서 매우 중요하며 본 논문은 실무에서 형상을 예측할 수 있는 가장 적합한 모델링 기법을 제시하고 있다. 그리고 실제 설계에 필요한 형상 실험의 거동 특성을 보여 주고 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.93-101
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• 1989

본 논문에서는 가이드 타워, 텐션 레그 프랫폼, 무어링 부이, 해저 케이블, 사장교, 현수교, 케이블 루프 등과 같은 해상 및 육상 구조물의 유한요소 모델에 사용하기 위한 기하학적 비선형 케이블 요소를 연구 제시하였으며, 케이블 요소는 평면내에서 임의의 하중과 기하형상을 갖는 케이블에 대한 탄성현수 케이블 이론으로부터의 적합방정식과 연성행렬을 직접 이용하여 유도하였다. 또한, 유도된 케이블 유한요소에 근거하여, 케이블 부재를 사용하는 구조물들의 유한요소 해석을 위해 전산 프로그램을 개발하였으며, 시간영역 동적 해석을 위해 뉴마크-베타의 직접적분법을 사용하였고, 각 시간간격에서의 비선형 평형방정식 및 적합방정식을 풀기 위한 방법으로서 뉴톤-랩슨의 반복법을 사용하였다. 이상과 같이 개발된 전산 프로그램을 이용하여 케이블 부재에 대한 정적 및 동적 해석을 수행한 후 그 결과를 분석ㆍ고찰하여 보았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.27-33
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• 2004

다중지점 지진입력에 대한 부유식 교량의 동적 응답해석을 수행하였다. 이 연구에서 사용한 부유식 교량은 수직방향으로는 이산 폰툰에 의해 지지되고 수평방향으로는 프리텐션 케이블에 의해 지지된다. 부유식 교량의 상부구조는 공간뼈대요소와 탄성현수케이블요소를 이용하여 모델링 하였고, 폰툰의 부가질량 및 부가감쇠는 경계요소를 이용하여 구하였다. 동수력 계수의 주파수 의존성을 고려하기 위해서 시간지연함수를 사용하여 해석을 수행하였다. 다중지점 지진입력은 교량의 양단과 케이블 앵커에서 도입하였고 응답의 시간이력을 동시가진 시와 비교하였다. 해석결과로부터 케이블 장력 등은 동시가진 시보다 다중지점 지진입력 시에서 더 큰 응답을 보임을 알 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권5호
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• pp.18-24
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• 2012

This paper concerned with the behaviour of shaping formation and the erection for SCST structure by cable-tensioning for three kinds of structure models. The joint types of experimental models are ball type joints, bolt type joints with gusset plates, and bolt type joints. The feasibility of the proposed shaping method and the reliability of the established geometric model were confirmed with a nonlinear finite element analysis and an experimental investigation for full size scaled pyramid test model and three kinds of SCST structure models. The characteristic of the behaviour of each joint type is shown in the shaping test for practical design purposes. As a results, the behaviour characteristics of joints is very significant in shaping analysis of space structures. So the joint type should be considered in the design and analysis of the shape formation for space structures. Also, in the special field condition, it could be a fast and economical method for constructing the space structure.