• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.600-602
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• 2012

폐단면리브 적용 판의 면내 압축좌굴 거동 특성 중에서 보강재 강성이 작고 비교적 낮은 임계하중을 받는 경우 전체기둥좌굴 거동이 예상된다. 본 논문은 폐단면리브 단면 강성의 고려 방안에 따라 단순 보 유사모형을 정립하고 전체좌굴에 대해 에너지 근사해법을 적용하여 전체좌굴강도 근사해를 유도하기 위한 기초적인 연구방안으로써 검토한 내용을 소개하고자 한다. 유사모형의 폐단면리브 중심에서 휨강성이 발휘되는 것으로 가정하여 모형화 하였다. 폐단면리브 보강판의 프로토타입 모델에 대해 직교이방성 $[(0^{\circ})_4]_s$와 Cross-ply $[(0^{\circ}/90^{\circ})_2]_s$ 적층단면을 각각 고려한 유한요소 해석을 실시하였다. U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 해석결과를 근사해 공식과 비교하고 U리브로 보강된 복합적층판의 좌굴모드 변화양상을 수치해석적으로 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.277-288
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• 2014

본 연구에서는 여러 가지 제원 변화에 따른 폐단면 리브 보강판의 국부 처짐과 국부 모멘트의 특성을 살펴보고자 하였다. 여러가지 사다리꼴 리브를 갖는 보강판에 정사각형 분포하중을 재하하고 분석한 결과, 재하 패널 폭이 국부 거동에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났으며, 옆 패널 폭이 미치는 영향은 매우 작은 것을 알 수 있었다. 또한, 기준 보강판의 국부 거동은 강판과 리브가 이루는 각도로 표현되고, 다른 보강판의 국부 거동은 기준값에 재하 패널 폭, 판 두께, 리브 두께, 리브 높이, 옆 패널 폭의 비율 함수를 곱하여 구할 수 있음을 알 수 있었으며, 결과 또한 상당한 정확도를 나타내었다. 비율 함수를 다른 재하 크기에 적용한 결과, 재하 패널 폭을 제외한 다른 비율 함수의 타당성을 확인할 수 있었으며, 재하 패널 폭의 함수를 보정한 결과, 오차율이 크게 개선되었다. 따라서 본 연구에서 제안한 비율 함수식을 이용하면, 제원과 상관없이 폐단면 리브를 갖는 보강판의 국부 처짐과 국부 모멘트에 대하여 간편하게 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.605-615
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• 2014

본 연구의 목적은 파형 복부판과 허니컴 샌드위치 패널에 사용된 강판 보강 방법을 강바닥판에 적용하고, 새로운 리브와 기존 개단면 및 폐단면 리브와의 비교를 통하여 경제적인 새로운 형태의 리브를 제안하는데 있다. 새로운 리브 형태로 사다리꼴 파형, ㄹ형, 벌집형, ㅁ형 리브를 고려하고, 개단면 및 폐단면 리브와 리브 강재량을 비교한 결과, 경제성 측면에서 벌집형과 ㅁ형 리브가 좋은 결과를 나타내었으며, ㅁ형 리브가 벌집형보다 좀 더 좋음을 알 수 있었다. 실제 강바닥판에 적용 가능한 ㅁ형 리브를 만들기 위하여, 민감도 분석과 매개변수 연구를 수행하였으며, 특정 응력 조건하에서 적정한 단면을 선택할 수 있는 시스템을 구축하였다. 실 교량의 폐단면 리브와 제안한 시스템의 ㅁ형 리브의 강재량을 비교한 결과, 새로운 형태의 리브가 더 경제적임을 알 수 있었다. 따라서, ㅁ형 리브를 갖는 보강판에 대하여 본 연구에서 제안한 시스템을 이용하면 보다 더 경제적인 강바닥판을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2012

압축을 받는 복합적층판의 보강을 위해 폐단면리브를 적용하는 것이 효과적이나, 적정 크기나 최적 두께에 대한 충분한 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에 따라 폐단면리브 단면 제원에 따른 복합적층판의 압축좌굴 거동에 대한 영향이 우선 검토되어야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 직교이방성 $[(0^{\circ})_4]_s$와 Cross-ply $[(0^{\circ}/90^{\circ})_2]_s$ 적층단면을 각각 고려하여 U리브 단면강성에 따른 복합적층 보강판의 탄성좌굴강도 및 좌굴모드의 변화를 수치해석적으로 검토하였다. 구조부재로써 적용성을 고려하여 U리브 단면 모델을 선정하였고 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 U리브 적층두께에 따른 고유치 해석을 실시하였다. U리브와 같은 폐단면 보강재를 적용한 복합적층판에서는 단순지지 조건의 판좌굴 강도에 비해 상승효과가 있음이 본 연구의 수치해석 결과로부터 입증되었으며 본 해석연구 대상 모델에 대해 U리브 최적 적층두께를 분석하였다. 본 논문의 연구 결과는 향후 U리브의 최적 단면 선정방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.59-66
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• 2018

본 연구에서는 새로운 형태의 리브(${\Box}$형)를 갖는 보강판의 좌굴거동에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. ${\Box}$형 리브의 제원에 따른 좌굴능력의 변화가 일정한 양상을 나타냄에 따라 특정 좌굴하중을 갖는 ${\Box}$형 리브 단면을 구하는 시스템을 제안할 수 있었으며, 이 시스템을 실교량의 강바닥판에 적용하였을 때 기존 폐단면 리브보다 더 경제적인 ${\Box}$형 리브 단면을 많이 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제안한 ${\Box}$형 리브 시스템을 이용하면, 소요 좌굴 능력을 가지면서도 보다 경제적인 강바닥판 설계를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.714-721
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• 2018

본 논문은 강교량 거더, 교각, 선박이나 대형 저장 시설 등 주요 구조 부재에 활용되는 곡판 및 강관을 효과적으로 보강하는 방안에 관한 것이다. 최근 연구에서 압축을 받는 평판이 종방향 보강재의 단면회전강성에 의해 국부좌굴강도가 향상되는 특징을 정량적으로 분석하였고, 폐단면리브 단면회전강성과의 상관관계를 규명한 바 있다. 본 논문에서는 곡판에 대해 이와 같은 효과를 정량적으로 검토하고자 한다. 일축압축이 재하된 경우에 폐단면리브로 보강된 두께방향으로 곡률을 가지는 곡판의 좌굴거동을 살펴보기 위해 범용 구조해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 3차원 유한요소해석 모델을 생성하였다. 이를 통해 좌굴거동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 영향인자에 대한 변수해석적 연구를 수행하여 좌굴응력과 좌굴모드의 변동특성을 정량적으로 평가하였다. 폐단면리브 단면회전강성의 구속효과로 인한 좌굴강도 증가효과와 판의 곡률에 따른 좌굴강도 계수를 고려하여 좌굴강도를 추정하는 방법론을 이론적으로 제안하였다. 제안된 공식은 유한요소해석 결과와 비교하여 서로 유의미성이 검토되었다. 또한 평판에서와 마찬가지로 일축압축 상태에서 폐단면리브의 단면강성에의해 부여되는 양측단 회전강성의 증가로 인해 곡판의 국부좌굴강도가 이에 비례하여 증가하였고, 양측단에서 회전이 고정된 곡판의 좌굴강도에 수렴하는 경향을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.23-32
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• 2006

본 연구는 현재의 강도로교가 대규모화, 장지간화 되어가는 경향에 비추어 사용이 증대될 것으로 기대되는 강바닥판교에서 기존에 발생하는 문제를 최소화하여 최적의 강바닥판 시스템을 개발하기 위한 연구의 일부분으로 수행되었다. 이를 위하여 국내외의 여러 가지 종리브 횡리브 연결 상세 중, 유한 요소 해석 결과를 분석하여 국내의 강도로교 상세부 설계지침 상에서 제시하고 있는 폐단면 종리브 표준형태와 유럽에서 널리 사용되고 있는 토끼형(rabbit type) 상세를 대상으로 개선 상세가 적용된 3차원 실물 모형체를 제작하여 정적 및 일정 진폭 피로 실험을 수행하였다. 강바닥판 시스템에서 흔히 나타나는 스켈럽 하부 곡률부에서의 균열이 전혀 발생하지 않은 것으로 보아 내부 다이아프램의 효과가 충분히 검증되었다. 또한 국내형 상세와 유럽형 상세의 경우 피로강도 측면에서는 큰 차이를 보이지 않았으나 용접 끝단의 마무리가 피로강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 스캘럽의 형상, 내부 다이아프램 설치 및 완전 용입 용접 등의 효과는 피로강도를 부분적으로 향상시켰지만, 피로강도를 더욱 향상시키기 위해서는 용접의 품질 관리 방안이 강구되어야 할 것으로 판단된다. 실험에서 얻어진 결과는 실제 강바닥 설계를 위한 최적의 상세에 적용시키고자 하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.39-44
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• 2013

This study is aimed to examine the influence of the rotational stiffness of U-shaped ribs on the local buckling behaviors of laminated composite plates. Applying the orthotropic plates with eight layers of the layup $[(0^{\circ})4]s$ and $[(0^{\circ}/90^{\circ})2]s$, 3-dimensional finite element models for the U-rib stiffened plates were setup by using ABAQUS and then a series of eigenvalue analyses were conducted. There is a need to develope a simple design equation to establish the rotational stiffness effect, which could be easily quantified by comparing the theoretical critical stress equation for laminated composite plates with elastic restraints based on the Classical laminated plate theory. Through the parametric numerical studies, it is confirmed that there should clearly exist an increasing effect of local plate buckling strength due to the rotational stiffness by closed-section ribs. An applicable coefficient for practical design should be verified and proposed for future study. This study will contribute to the future study for establishing an increasing coefficient for the design strength and optimum design of U-rib stiffened plates.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.949-954
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• 2013

일반적으로 압축을 받는 판 구조는 종방향 보강재를 이용하여 보강된다. 이 때 보강재로서 U형 단면 리브를 사용하는 것이 보다 효과적이나, 현재 국내에서 이에 대한 명확한 설계지침이나 연구자료가 제시되지 못하고 있다. 이에, 본 연구에서는 U리브의 단면 크기 및 강성 등에 따른 보강판의 탄성좌굴강도를 살펴보고자 한다. 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 세 가지 타입의 U형 단면 리브를 적용한 해석모델을 수립하여 고유치 해석을 실시하였고, 양연지지된 판의 국부좌굴강도 이론식과 본 해석적 결과를 비교하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 U형 단면리브에 의해 좌굴강도가 증진하는 보강 효과를 확인하였으며, 설계 파라미터에 따른 변수해석적 연구를 통해 그 영향을 분석하였다. 본 연구결과는 U리브 보강판의 적정 설계 방안을 제시하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.553-564
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• 1998

최근도심지의 극심한 교통체증의 해소를 위한 방안으로 2층도로 강구조 덱 시스템의 채택이 증가하고 있다. 그 주된 이유는 신속한 시공과 콘크리트덱에 비하여 자중의 감소효과가 크고 보다 큰 강도와 효율적인 가설이 가능하기 때문이다. 본 연구의 목적은 강구조 덱 시스템의 최적설계프로그램을 이용한 2층도로용 강구조 덱 시스템의 가장 합리적인 형식 결정에 관한 연구이다. 최적화의 목적함수는 최소 초기비용으로 정식화하였다. 설계 제약조건은 도로교시방서의 ASD설계기준에 맞추어 정식화하였으며 최적설계과정은 두 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 박스 또는 플레이트주형에 대한 강구조 덱 시스템의 최적설계가 수행된다. 그리고 두 번째 단계에서 개단면 또는 폐단면리브를 갖는 강상판에 대하여 최적설계를 한다. 최적설계 프로그램의 구조해석은 주형에 대하여 격자해석 모델링을 이용하였고 강상판에 대해서는 Pelican-Esslinger법을 사용하였다. 최적화 기법은 SQP를 이용하였다. 적용 예의 각 형식별 강구조 덱 시스템의 최적설계 결과의 비교를 통하여 비용의 효율성을 검토하였고 폐단면리브를 가지는 직선 형상의 박스거더 형식이 가장 효율적이고 경제적으로 판단된다.