• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.85-94
• /
• 2016

본 연구에서는 요철형 이음단면을 갖는 프리캐스트 교량 바닥판 이음부의 정적 휨성능을 예측하기 위한 비선형 유한요소해석 모델을 구성하였으며, 선행연구에 의한 실험결과와의 비교를 통해 유한요소해석의 적합성을 확인하였다. 유한요소해석 모델을 구성하는 재료특성으로 각각의 이론을 적용하였으며, 실험결과 및 사전 변수해석을 통해 입력변수들을 결정하여 유한요소해석 모델을 구성하였다. 본 연구에서 수행된 유한요소해석 결과는 각각의 실험체에 대한 구조적 거동을 평균 5% 이내로 비교적 정확하게 추정하는 것으로 나타났으며, 소성 변형률 분포로부터 각 실험체의 균열양상 및 파괴형태를 간접적으로 예측할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 사용된 유한요소해석 모델은 향후 프리캐스트 바닥판 이음부의 극한거동 예측 및 이음부의 설계식 도출을 위한 변수해석 연구 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.191-200
• /
• 2005

무량판 구조의 슬래브-기둥 접합부는 취성적인 전단유형으로 파괴되며, 이는 전 구조물의 붕괴를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 새로운 전단보강방법으로서 래티스 철근을 이용한 전단보강방법을 개발하였다. 실험연구를 실시하여 래티스 전단보강 실험체와 무보강 실험체의 접합부 전단강도 및 연성도를 비교하였다. 실험결과 래티스 철근으로 전단보강한 실험체는 전단보강하지 않은 실험체에 비해 평균적으로 강도면에서 1.37배, 연성도면에서 9.16배 증가하였다. 이는 래티스 철근이 무량판 구조의 전단보강재로서 전단강도와 연성도 측면에서 매우 효과적인 보강방법임을 입증하고 있으며, 현재 미국에서 접합부 전단보강재로 널리 사용되고 있는 스터드레일 전단보강보다 연성능력이 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 또한 실험결과에 근거하여 래티스전단보강의 강도평가방법을 개발하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.176-183
• /
• 2010

강바닥판 박스거더에서 바닥틀은 강바닥판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 본 연구 대상 교량은 약 40년 동안 공용되어온 교량으로 바닥틀을 구성하는 U리브의 연결부에서 피로균열이 발생하여 다이어프램 사이에 U리브를 지지하기 위한 횡방향 리브 플레이트와 종방향 프레임을 설치하여 보강하였으나 추가적인 균열이 발생하였다. 균열이 발생된 U리브에는 볼트 연결 강판접착에 의한 보강이 수행되었으나 일부 보강된 리브에서 균열 및 응력집중이 발생되어 보강방법을 맞대기용접에 의한 보강방법으로 변경하였다. 본 연구에서는 U리브의 응력 변화를 파악하기 위해 프레임 보강 전후 구조해석을 수행하였고, 상시교통하중에 의한 응력변화를 파악하기 위해 변동응력을 측정하여 보강방법에 따른 영향을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.75-83
• /
• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 이용하여 표면매입 보강된 철근콘크리트 부재의 내화성능에 관한 연구로서 온도변화에 따른 탄소섬유 판의 인장시험, 에폭시의 상태변화 실험, 그리고 온도변화에 따른 부착성능에 관한 일련의 실험연구를 실시하였다. 실험연구로부터, 부착강도의 측면에서 콘크리트를 보강하기 위한 효율적인 보강방법은 표면매입 보강이며, 이 보강법은 상온에서는 그 효과가 매우 높지만, 비록 낮은 온도일지라도 주변온도가 높아질 경우에는 보강효과가 현저히 저하될 수 있음을 확인하였다. 특히, 주변 온도가 에폭시의 화학적 성질이 변화하기 시작하는 유리전이 온도에 근접할 경우, 부착기능이 상실되기 시작하므로 구조물의 안전한 내화설계를 위해서는 부착용으로 사용되는 에폭시의 성능을 개선시키고 또한 섬유보강재의 성능개선이 시급한 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.38-47
• /
• 2013

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부로서 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성된 조립식 이음부가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부의 휨강성과 휨강도를 향상시키고자 단면상세를 개선하였고, 구조실험을 통해 얻은 결과를 기존 볼트체결 이음부와 비교 분석하였다. 비교분석 결과에 의하면, 전단스터드와 가외철근에 의한 이음부 콘크리트 보강으로 뚜렷한 전단균열 감소효과가 있었다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 서로 비교해 본 결과, 단면개선 전의 이음부에 비해 약 47% 정도 휨강성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한, 휨강도 비교결과에 의하면 개선된 이음부의 휨강도는 개선 전에 비해 약 32% 증가하였다. 개선된 이음부의 휨성능을 이음부가 없는 단면과 비교하면, 휨강도의 경우 동등 수준 이상이었으나, 휨강성의 경우는 약 37% 정도 더 작은 것으로 분석되었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.294-302
• /
• 2016

Because of the importance of steel material saving and rational ship structural design due to the rapid increase in steel prices, a ship structural design system was developed for plate members reinforced by doubler plates subjected to biaxial in-plane compressive loads. This paper mainly emphasizes the design system improvement and upgrade according to the change in the in-plane loading condition of the doubler plate from the single load discussed in a previous paper to the biaxial in-plane compressive load discussed in this paper. A direct design process by a structural designer was added to this developed optimized system to increase the design efficiency and provide a way of directly inserting a designer's decisions into the design system process. As the second stage of preliminary steps of doubler design system development, design formulas subjected to these biaxial loads used in the doubler plate design system were suggested. Based on the introduction of influence coefficients $K_t_c$, $K_t_d$, $K_b_d$ and $K_a_d$ based on the variations in the doubler length, breadth, doubler thickness, and average corrosion thickness of the main plate reinforced by the doubler plate, respectively, the design formulas for the equivalent plate thickness of the main plate reinforced by the doubler plate were also developed, and a hybrid design system using these formulas was suggested for the doubler plate of a ship structure subjected to a biaxial in-plane compressive load. Using this developed design system for a main plate reinforced by a doubler plate was expected to result in a more rational reinforced doubler plate design considering the efficient reinforcement of ship plate members subjected to these biaxial loads. Additionally, a more detail structural analysis through local strength evaluations will be performed to verify the efficiency of the optimum structural design for a plate member reinforced by a doubler plate.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.15-21
• /
• 2011

복합재료가 건설 분야에서 보다 광범위하게 이용되기 위해서는 일반 기술자에게 이론을 쉽게 하기 위한 연구와 시험을 통한 데이터의 축적이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 복합재료인 FRP 바닥판 부재의 따른 정적 및 피로성능을 평가하고 향후 FRP 바닥판의 해석 및 설계기준의 기초 자료를 제공하여 복합재료의 구조재 활용을 위한 기반기술을 제공하고자 하였다. 정적시험 결과 섬유방향 시험체가 섬유직각방향 시험체보다 큰 강성을 갖고 있으며 데이터 값이 훨씬 수렴되는 경향을 보이는바 이는 파괴과정에서 기지 배열에 따른 구조 특성으로 보다 안정적인 거동을 보이는 것을 알 수 있었다. 피로시험 결과 섬유방향 시험체는 섬유직각방향 시험체가 초기에 균열이 발생하는 것과 달리 시험체의 반복횟수가 증가하면서 파괴 직전에 균열을 확인할 수 있었으며, 접착면이 떨어지는 양상을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.102-112
• /
• 2020

본 연구에서는 교량구조물에 활용할 수 있는 폭 100mm 이상의 대형 탄소판을 고정할 수 있는 쐐기형 정착구를 설계하기 위해서, 주요설계변수인 쐐기의 각도, 정착블록-쐐기 사이의 마찰계수 등을 기준으로 거동특성을 수치해석방법으로 분석하였다. 설계변수 별로 탄소판의 응력상태를 계산하고, 복합재료 파괴기준에 의하여 정착구의 극한상태에서의 성능을 평가하였고, 이를 바탕으로 정착구의 최적설계 제원을 결정하였다. 실물실험을 통하여 최적설계된 정착구의 성능을 검증하였으며, 본 연구의 결과는 대형 구조물을 보강하기 위한 탄소판 정착구의 최적설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.74-80
• /
• 2008

본 논문은 기둥형상비를 실험 변수로 가지는 무량판 슬래브-기둥 접합부의 내진성능을 평가하는데 있다. 본 연구에서는 무량판 슬래브의 뚫림 전단파괴를 방지하기 위하여 본 연구와 병행하여 진행된 연구에서 개발된 연속 절곡된 전단보강근을 적용하였다. 기둥형상비에 따른 실험체는 각각 FIS1-05(0.5), FIS1- 10(1.0), FIS1-20(2.0) 이다. 실험체의 수평방향으로 정적 수평하중을 가력 하였으며, 중력하중비에 의한 일정 수직 하중을 적용하였다. 실험결과는 슬래브-기둥 접합부의 수평 변위 및 강도를 기준으로 평가하였다. 분석결과, FIS1-05, FIS1-20와 같은 장방형 기둥을 갖는 접합부의 성능이 FIS1-10와 같은 정방형 기둥을 갖는 접합부보다 우수한 것으로 평가되었다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.435-445
• /
• 2007

선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.