• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.535-541
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• 1997

공용중에 있는 철도 교량의 거동 상태를 평가하는 데 있어서는 각 부재에 대한 현장 실측을 통하여 하중의 분배와 발생응력 등을 파악하는 것이 가장 정확하나 이는 매우 어렵다. 그래서. 현장 실측을 거치지 않고 자료조사 및 현지 외관조사 등으로 획득이 가능한 교량의 형식, 각 부재의 손상 정도 및 위치, 열차 교통 특성 등의 간접자료를 사용하여 대상교량의 발생응력을 추정하는 것에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 교량에서 발생하는 부재의 응력변화 특성을 정량적으로 평가하기 위하여 여러 가지 손상중에서도 부식에 의한 단면의 감소와 강성의 변화를 고려하여 시물레이션에 의한 부재의 발생응력을 구하였다. 이로부터 각 부재의 발생응력의 정도와 면화를 조사하였으며 각 부재간의 상호관계를 고찰하였다. 그 결과 단면의 감소에 따라 트러스 주부재에 발생하는 응력은 대체적으로 선형적으로 증가하고 하현재가 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 부재에 발생하는 응력의 증가량은 각각의 부재에 발생하는 응력의 증가량을 더하므로서 큰 오차없이 계산될 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.327-336
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• 2012

본 논문은 완성계 강사장교의 기하학적 특성이 극한 거동에 미치는 영향을 분석한다. 사장교는 구조형식의 특성에 따라 매우 효율적인 구조체로 알려져 있지만, 이러한 구조 특성에 따라 구조물의 극한 거동에 영향을 미치는 다양한 비선형성과 함께 복잡한 구조거동을 보인다. 본 연구에서는 거더 및 주탑의 단면 크기, 케이블 배치 형식 및 케이블 단면적 변화에 따른 완성계 강사장교의 극한 거동에 대해 다룬다. 선행연구를 통해 도출된 극한거동에 지배적인 활하중에 대해 각 인자의 변화에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 활하중에 대한 완성계 사장교의 합리적인 해석을 위해 초기형상해석-활하중해석을 거치는 2단계 해석법을 통해 극한 해석을 수행하였다. 해석에 고려된 사장교 모델은 총 920.0 m의 지간장을 갖는 강사장교이고 케이블 배치각도에 따른 거동분석을 위해 방사형 사장교와 팬 형 사장교 모델을 이용하였다. 본 해석 연구를 통해 각 기하학적 특성 인자 변화에 따른 완성계 강사장교의 극한거동 변화 특성을 도출하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.199-210
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• 2011

사장교의 케이블은 타 부재에 비해 단면적이 매우 작고 고응력 상태이므로 진동에 매우 민감한 부재이다. 따라서 사장교 케이블의 충격계수는 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 반영하여 평가하는 것이 합리적이다. 이에 본 연구에서는 차량 중량, 케이블 모델, 노면조도, 차량속도 및 차량간격의 설계변수를 고려하여 중앙경간 230m 및 540m의 강합성 사장교를 대상으로 차량 이동하중 해석을 수행하여 케이블의 충격계수를 평가하고, 현재 실무에서 사용되고 있는 영향선을 이용한 방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 생성 회수에 따른 케이블 충격계수의 수렴 추이를 분석함으로써 결과의 신뢰도를 확보하였다. 또한, 차량모델은 9-자유도를 갖는 트랙터-트레일러 형식의 트럭 모델을 적용하였으며 차량의 운동방정식은 Lagrange운동방정식으로부터 유도하였다. 해석 대상 교량은 3차원 유한요소모델로 구축하였으며 보강형과 주탑은 보요소, 케이블은 등가탄성계수를 갖는 트러스요소를 사용하였다. 이동하중으로 인한 교량-차량 상호작용 해석에는 직접적분법을 사용하였으며, 교량의 변위 오차율이 허용 범위 내에 수렴될 때까지 반복 해석을 수행하였다. 그 결과, 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 고려하지 못하는 영향선 기법은 차량 이동하중 해석에 비해 측경간 단부 케이블의 충격계수를 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다.

• 산업기술연구
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• 제20권A호
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• pp.149-158
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• 2000

After measuring actual stress by two measurements(Dynamic Strain Meter, Histogram Recorder) on truss rail road bridge, we could perform time history analysis by 3-D beam element method on modelling bridge. And then, after analyzing bridge structure in static by 3-D modelling, we estimated degree of fatigue damage in main member, secondary member of tie zone, cutting area of base metal cross section for confirming the result. In case that the simulated stress is carried out on modeling bridge, most of those simulation mainly is performed by main members. But in real bridge fatigue damage problems generally caused by junctions, connections, joints in which especially local stress is activated. Therefore, in this paper actual stress on critical area was estimated through the analysis result by simulation. With this study, we can estimate the degree of fatigue damage from a safety point of view and comparative accuracy.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.99-111
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• 2011

본 연구에서는 비선형 해석을 통하여 폐합 전 강사장교의 주요한 좌굴 거동 특성을 고찰한다. 케이블의 새그효과, 주탑과 거더의 P-${\Delta}$ 효과, 구조물의 대변위효과 등의 주요한 기하학적 비선형성을 모두 고려하기 위해 기하학적 비선형 해석으로써 구조물의 좌굴 해석을 수행하였다. 초기형상 해석 및 시공단계 해석을 통해 사하중을 받고 있는 시공 단계에 있는 구조물의 해석을 수행하였고 이 후 데릭 크레인과 키 세그먼트의 자중에 대한 비선형 해석으로 폐합 전 사장교의 좌굴 해석을 수행하였다. 본 해석 연구에서는 케이블의 배치 형태 및 주탑과 거더간 강성비에 따른 좌굴 모드 및 임계 하중계수의 변화를 분석하였다. 연구 결과 주요한 좌굴 모드를 구분하고 케이블 배치 형식이 다른 각 사장교에서 각 좌굴 모드가 나타나는 주탑과 거더간 강성비의 범위를 도출하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.577-584
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• 2019

최근 국내 사장교는 경관적인 요소를 위하여 비정형적인 형태가 시도되고 있다. 새로운 기하구조가 적용된 사장교는 그 특성을 명확히 분석하여 구조안전성을 확보할 필요가 있다. 본 연구 대상 교량은 S자형 곡선 보도사장교로 S자형 평면곡선과 역삼각형트러스 횡단면을 가진 보강거더, 곡선반경 내측에 1면으로 배치된 경사 주탑과 modified Fan 타입 주케이블, 수직 백스테이케이블이 적용되었다. 곡선사장교는 직선사장교와 같이 종방향의 거동에만 초점을 두고 장력을 조정할 경우 횡방향으로 과다한 변위와 모멘트가 발생 할 수 있다. 본 연구는 주케이블이 교량의 횡방향 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해서, 장력에 의한 주탑의 횡방향 변위 방향에 따라 케이블을 2개 그룹으로 나누었다. 지간중앙부 케이블 그룹을 GR1, 주탑지점부 케이블 그룹을 GR2라 할 때 GR1과 GR2의 조합비율이 보강거더, 받침, 주탑 그리고 수직앵커케이블에 미치는 영향을 분석하였다. 연구대상 교량에 적용된 장력비율을 1.0GR1+1.0GR2라 하였을 때, 1.2GR1+0.8GR2의 조합에서 주탑지점부 보강거더의 좌측과 우측 상현재 응력이 최소가 되었고, 좌우 부재의 편차도 최소가 되었다. 또한, 받침의 수평력, 주탑의 횡방향 변위와 모멘트, 수직백스테이케이블의 장력도 감소하였다. 본 연구는 유사한 기하구조를 가진 사장교의 장력 결정시 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권1호
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• pp.49-57
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• 2021

본 연구는 자연환경 속에서 스스로 성장하는 나무의 시스템을 통하여, 건축물에 있어서도 스스로 에너지를 생산할 수 있는 방법을 모색하고자 한 것으로, 나무의 구조, 순환 및 환경반응 시스템으로 구분하여 실 사례와 문헌중심으로 살펴본 것이다. 1) 나무의 구조는 지상계와 뿌리조직으로 나뉘며, 가압된 세포막들로 강성을 유지한다. 지상계인 줄기와 크라운에 의한 풍력의 저항은 건축물의 내진구조원리에, 측면 뿌리의 판형 버트레스는 수평트러스 및 현수교에 적용될 수 있다. 또한 다세포의 블록들은 공기막 구조의 원리에 해당된다. 2) 나무의 순환시스템에 있어서, 나뭇잎의 미세한 기공을 통한 증산작용은 많은 양의 열 방출로 효과적인 냉각 수단이 될 수 있어, 건축물의 냉방에 직접 도입할 수 있다. 또한 증산 작용은 물의 양수와 급수, 태양 그늘을 이용한 창문의 자동 개폐 등에도 적용될 수 있다. 3) 나무의 잎과 꽃에서 읽어낼 수 있는 환경변화에 따른 반응 시스템은 새로운 감지기술과 재료의 사용을 통하여 건축물의 지붕 및 외피디자인에 적용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.557-564
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• 2014

본 연구에서는 3차원 직선교 모델의 객체인식을 통해 각 객체별 고유 명칭을 부여하는 알고리즘을 제시한다. 3차원 객체의 수치적 인식을 위해 국부 좌표계 상의 솔리드 객체 도심 좌표를 활용하였으며, 객체의 분류, 부재의 구분, 교량 방향 인식 등을 수행하여 객체특성집합을 정의하였다. 이를 통해 경간정보, 부재정보, 객체의 순서정보를 포함한 객체별 고유 명칭을 부여하였고, 트러스 교량 모델 및 서로 다른 좌표계를 갖는 교량모델에 적용하여 각 부재별 객체특성집합을 이용한 명칭의 부여의 적합성을 검토하였다. 또한 실제 교량의 3차원 모델을 대상으로 제안된 방법론을 통해 객체특성집합 정의 및 객체별 명칭을 부여하였고, 이를 매개로 모바일 장치용 모듈과 로컬 서버용 모듈에 적용하였다. 객체인식을 통한 명칭부여 알고리즘을 활용한 방법과 기존 현장점검 방식의 비교를 통해 기존 유지관리 현장점검 업무를 효과적으로 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.120-129
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• 2023

본 연구는 기존의 재하시험에 의한 계측 결과와 시험 열차 및 상시주행 열차 간의 결과 비교를 통해 주행 열차에 의한 재하시험을 검증하였다. 또한 계측된 자료로부터 정적,·동적 거동 특성을 추출하여 평가를 진행하여 재하시험의 신뢰성 검증을 위해 기존 계측자료와 열차속도, 노선 간 응답 비교, 경향분석, 충격계수 선정 및 고유진동수 분석을 통해 타당성을 입증하였다. 이를 위해 동호철교를 대상지로 적용하였으며 제안 방법의 적용성을 검증하였다. 상시 운행 열차 10대와 시험 열차를 이용하여 교량에 44개의 센서를 부착하고 재하시험 경간에 대한 변형률, 처짐 등을 계측하여 이론치와 비교분석 하였다. 분석 결과 하중의 대칭성 및 중첩성은 양호하며 정적 동적 재하시험 결과에 대한 비교 또한 양호한 것으로 나타났다. 충격계수 분석 결과 최대 실측 충격계수(0.092)가 이론충격계수(0.327)보다 작은 것으로 분석되어, 활하중에 의한 충격 영향은 양호한 것으로 판단된다. 실측 고유진동수는 최저 2.393Hz로 해석 값 2.415Hz와 비교 시 근사하게 평가되었다. 위 결과를 바탕으로 본 논문에서는 내하력 평가 시 열차의 통행 차단이 필요하지 않고, 기존의 처짐 및 응답 계측보다 계측이 용이하도록 트러스 교량구조의 응답 결과를 도출하였다. 주행 열차의 재하시험을 통해 트러스 철도 교량의 변형률 및 처짐을 측정하고 정적, 동적 거동 특성을 파악하여 응력보정을 위한 응답비 및 동적 강성을 평가할 수 있음을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.1-15
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• 1997

본 논문에서는 대형구조물에서 구조물의 안전성 평가와 관련하여 구조물이 국부손상도를 추정하기 위한 효율적인 부분구조추정(Substructural Identification) 기법에 대하여 연구하였다. 먼저, 부분구조 추정법을 위한 모형식을 설정하기 위하여 운동방정식으로부터 부분구조에 대한 계측오차를 처리하기 위한 모형을 포함한 추계론적 자동회귀-이동평균(ARAMX) 모형식을 유도하였다. 추정된 모형식의 계수는 유도된 관계식을 이용하면, 구조손상 평가에 이용될 수 있는 강성행렬로 환산될 수 있다. 본 논문에서 유도된 부분구조 추정법의 가장 큰 장점은 매우 안정되고 정확도가 우수한 구조추정법인 ARMAX 모형식에 기반한 순차적 예측오차 방법을 사용함으로써 다른 방법에 비해 추정의 안정성 및 정확도가 뛰어나다는 것이다. 다음으로는 개발된 부분구조 추정법을 이용하여 구조 손상도 추정이 수행되었다. 손상도 추정을 위하여 앞서 순차적 예측오차 방법을 이용하여 추정된 구조계 현상태의 강성행렬을 바탕으로, 최소지승법을 이용하여 구하는 간접법이 제시되었다. 제시된 방법들의 검증을 위하여 예제해석이 수행되었다. 트러스 및 연속교 모형 그리고 실험적 예제에 적용하여 구조의 강성행렬 및 감쇠행렬을 추정하였다. 이를 바탕으로 손상도 추정방법이 검증되었다. 해석결과로부터, 개발된 방법이 효율적이고 정확도 및 안정성의 측면에서 우수한 성질이 있음을 확인할 수 있다.