• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권10호
• /
• pp.7204-7210
• /
• 2015

본 연구는 2주탑 3경간 사장교의 사업기획 단계에서 3차원 모델정보에 기반하여 신속한 개략 공사비 및 물량 산정을 지원하는 시스템을 개발하였다. 우선, 기 설계된 사장교 설계정보(구조계산서, 도면, 수량)를 분석하여 설계변수를 도출하였다. 도출된 설계변수를 기반으로 매개변수적으로 사장교를 3차원 모델링하는 BIM Wizard를 개발하였다. BIM Wizard를 이용해 작성된 3차원 모델로부터 사장교의 주요 재료에 대한 수량을 직접 산출하며, 케이블 교량에 대한 단가 D/B와 산출된 수량을 연계하여 개략공사비를 산정할 수 있다. 결과적으로, 사업 초기단계에서 m당 혹은 $m^2$당 실적 평균공사비를 산출하는 재래적인 방식보다 더 구체화된 공사비를 산출할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이로써, 우리는 사장교에 대해 입찰단계에서 가능한 신속하게 다양한 대안을 검토할 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.961-968
• /
• 2015

최근 토목공사의 설계, 시공, 유지관리를 포함한 모든 단계에 BIM을 적용하기 위한 시도가 늘어나고 있다. 또한, 설계기술의 발전과 함께 건설구조물이 대형화, 복잡화 됨으로 인해 유지관리 업무수행을 위한 정보 또한 증가하면서, BIM기반의 유지관리를 위한 정보 활용의 중요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 설계단계에 생성된 BIM정보를 유지관리단계에서 적극 활용하기 위해 증강현실기반 건설 구조물 유지관리 방법론을 제시하고, 이를 통해 비마커기반 증강현실을 이용한 건설 구조물 유지관리 시스템을 구축하고자 한다. 연구에서는 설계단계에서 생성된 3D모델과 시공단계에서 생성된 정보를 유지관리단계에 제공할 수 있게 SURF 알고리즘 기반의 비마커 증강현실 기술을 이용하여 제공함으로써 정보의 활용성 및 운영성을 높여 유지관리의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 교량구조물의 3D모델을 증강시켜 구조물의 시각적인 점검이 가능하도록 하였으며, 사례적용을 통해 시스템의 효율성을 확인하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.29-40
• /
• 2021

최근 국내외에서 BIM (Building Information Modeling)에 대한 관심이 증가하며 도입사례가 증가하고 있으며, 3차원 모델링은 BIM의 도입을 위한 첫 단추다. 그러나 도로, 철도와 교량과 같은 토목시설물 중심의 3차원 모델링의 효율화 방안에 대한 연구는 많이 이루어지고 있는 반면, 토공사에는 3차원 모델링의 효율화 방안에 대한 연구가 부족한 실정이다. 특히 비탈면 설계는 주위 환경과 지반의 특성에 따라 복잡다단한 형상을 가지는 경우가 많기 때문에 사용자가 비탈면 3차원 모델을 작성하기 위해 효율적인 방안이 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 국내에서 개발된 e-BIM 모델러와 해외 Autodesk 사의 Civil 3D의 비탈면 모델링 기능의 인터페이스와 절차를 세세히 분석하여 3차원 면의 생성 간격을 입력하는 기능, 기준지형을 다수로 선택하고 각 기준지형 별로 모델링 파라미터를 입력하고 저장할 수 있는 기능을 개발하고 인터페이스를 개선하였다. 본 연구에서 개발한 시스템은 앞서 분석한 소프트웨어와 비교하였을 때 5단계의 절차만으로 효율적으로 비탈면 3차원 모델링을 수행할 수 있고, 클릭 및 입력횟수를 줄일 수 있었다. 본 시스템의 검증을 위해서 개발한 시스템과 타 소프트웨어를 활용하여 동일한 조건 및 형상의 비탈면 모델링을 수행한 결과, 개발한 시스템을 통해 비탈면 모델링을 3회 실시하면 타 소프트웨어를 사용할 때보다 숙련자의 경우 최소 1.8배, 비숙련자의 경우 최소 2.4배만큼 빠르게 작업을 완료할 수 있었다. 이를 통해 비탈면 모델링을 보다 효율적으로 수행하고 모델링 파라미터 저장 기능을 통해 급작스러운 설계변경사항을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 택지조성공사 BIM 도입의 활성화에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권4호통권37호
• /
• pp.779-788
• /
• 1998

본 논문은 강교량 부재에 번번하게 사용되는 용접상세로 비교적 낮은 피로강도를 보이는 부재에 대해 실험과 해석적 연구를 수행하였다. 측정응력을 고려해보면, 피로균열은 복부에 연결되는 거셋판의 필렛용접 지단부에서 시작하였으며, 용접단면의 기하학적 조건과 불연속성으로 인하여 집중응력이 발생하는 것으로 나타났다. 비드단면의 기하학적 형상을 고려한 FEM 모델의 해석결과와 동일한 위치에서 게이지에 의한 측정응력은 둘다 비슷한 수준의 응력집중이 용접지단부에서 발생하고 있음을 보여주고 있다. 피로실험 결과를 AASHTO와 JSSC의 피로설계기준과 비교한 결과, 80mm와 150mm 부착 시험편 모두에서 AASHTO의 D와 E등급, JSSC의 F와 G등급을 만족하거나 상회하는 것으로 나타났다. 또한, WG1와 WG3 시험편은 AASHTO와 JSSC의 S-N선도 보다 완만한 -0.3의 기울기를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.493-498
• /
• 2003

The 3D nonlinear analysis for steel-concrete hybrid deck is carried out by utilizing 2D plane interface element. The effect of the slip occurred between steel and concrete can be modeled by this element. This analysis focuses on not only global behavior of steel-concrete hybrid deck but also local behaviors of members of it such as lower steel plate, I-beam, and concrete which are varied by slip modulus. In this analysis, it was founded that the limit slip modulus could classify the states of steel-concrete hybrid deck into three parts such as full-composite, partial-composite, and non-composite, considering the behavior of lower steel plate, I-beam, and concrete at the mid span and the support as well as the yield load and ultimate load of it.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.177.1-182
• /
• 2002

본 연구는 합성교량의 경우 브라켓이나 가로보에 사용되고 비합성교량의 경우 연결재로 사용되는 스랩앵커를 Push-Out Test를 하여 실험으로 얻은 특성을 실제 소수주형모델에 적용하여 FEM해석을 통하여 거동특성을 파악 하고자 한다. 일반적으로 전단연결재 실험의 경우 콘크리트 슬래브와 강재 주형 사이에 직접 길이 방향 전단력을 작용시킬 수 있을 뿐 아니라 실험의 편리함 때문에 주로 Push-out 실험이 많이 이용되고 있다. 본 실험에서는 BS-5400에 제시된 바에 근거하여 실험체를 제작하였다. 이 실험을 통하여 탄성구간에서의 강성(k) 값을 알아내어 3D FEM 해석에 적용한다. 이때 콘크리트 바닥판과 강재와의 연결을 축 방향으로는 특정한 강성 값을 넣을 수 있는 Joint Element를 사용하여 연결시키고, 1경간 단순지지와 2경간 연속교에 대하여 연구를 수행하는데, 1경간 단순지지의 경우에는 Joint Element에 여러 강성 값과 실험을 통해 얻은 강성 값을 적용하여 합성거동을 파악하고 강성 값에 따른 합성정도를 규명하고자 한다. 또한 2경간 연속교에서는 슬랩앵커의 강성 값을 적용하여 많이 문제시되고 있는 내부지점부에 슬랩앵커를 사용하였을 때 슬래브의 인장응력이 어떤 변화양상을 나타내는지 파악 하고자한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.6-6
• /
• 2022

최근 수재해에 대응하기 위한 물관리 환경은 기후변화에 따른 홍수 피해 심화와 댐과 하천 시설의 노후화 점증, 하천관리일원화 등 정책적 변화, 그리고 포스트코로나 디지털 혁신 등 복합적 대전환 시대 진입에 따라 복잡다단한 양상을 보이고 있다. 디지털 트윈은 디지털 대전환(digital transformation) 시대 다양한 산업 영역에서 지능화와 생산성 향상을 목적으로 도입되고 있다. 본 국가 시범사업에서는 170 km에 달하는 섬진강 유역 전체를 대상으로 홍수에 대응하기 위한 디지털 트윈 플랫폼(K-Twin SJ)을 구축하고 있다. 본 플랫폼은 국가 인프라 지능정보화 사업의 일환으로 시작되었으며, 공간정보와 시설물 모델링, 홍수 분석 등 수재해에 대응하기 위한 수자원 분야의 다학제적인 강소기업들과 K-water에서 컨소시엄을 구성하여 추진하고 있다. 본 사업의 내용은 섬진강 댐-하천 유역에 대하여 고정밀도 3D 공간정보화, 실시간 물관리 데이터 연계, 홍수 분석 시뮬레이션, AI 댐 운영 최적화, AI 사면 정보 생성, 하천 제방 안전성 평가, AI 지능형 CCTV 영상분석, 간이 침수피해 예측, 드론 제약사항 조사 체계 개발을 포함하고 있다. 물관리 데이터와 하천 시설정보를 트윈 플랫폼 상에서 위치기반으로 시각화 표출하기 위해서는 유역의 공간정보를 3차원으로 구축하는 과정이 필수적이다. 따라서 GIS 기반의 섬진강 하천 중심 공간정보 구축을 위해 유역의 국가 정사영상과 5m 수치표고모형(DEM)은 최신성과를 협조 받아 적용하였으며, 홍수 분석을 위한 하천 중심 공간정보는 신규 헬기에 LiDAR 매핑을 수행하여 0.5m 급 DEM을 신규 구축하였다. 또한 하천 시설물 중 섬진강댐과 79개 주요 하천 횡단 교량과 3개 보 시설을 지상기준점 측량과 드론 매핑, 패턴 방식의 경량화 작업을 통해 트윈에 탑재할 수 있는 시설물 3D 객체 모델을 제작하였다. 홍수 분석을 위해서는 섬진강 유역에 대해 K-Drum, K-River, K-Flood 모델을 구축하였으며, AI 하천 수위 예측 학습 모델을 개발하였다. 섬진강 디지털 트윈 유역 물관리 플랫폼을 통해 데이터 기반의 똑똑한 물관리를 구현하고자 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.379-386
• /
• 2018

연구목적: 본 연구는 I-Shape 단면형상을 가지고 있는 곡선교량의 지진파 불확실성에 따른 안전성 분석을 위해 확률론적 기반 취약도 평가를 목적으로 한다 연구방법: 상용유한요소해석 프로그램(ABAQUS, ANSYS)구축된 모델의 검증을 위해 토크와 집중하중을 적용하여 정적해석에 따른 해석결과와 이론해를 곡선 보의 1/4L, 2/4L, 3/4L 지점에서 휨 모멘트를 비교한 결과 모든 지점에서 1%내로 오차가 발생하는 것으로 나타나 3차원 유한요소 모델에 대한 신뢰성을 확보 하였다. 곡선교량 구조물의 지진파의 불확실성을 위해 경주 및 포항 지진을 포함하여 세계각지에서 발생한 20개의 지진파를 0.2g부터 1.5g까지 5개의 Scale로 변화시켜 시간이력해석을 수행하였으며, Monte-Carlo Simulation을 기반으로 지진 취약도 평가를 수행하였다. 연구결과: 지진 취약도 분석결과 한계상태를 190MPa로 하였을 때 0.2g를 넘어가면서 파괴가 발생하나 한계상태를 315MPa로 하였을 경우 0.6g를 넘어서면서 파괴가 발생하는 것으로 나타났다. 결론: 본 연구에서 이론해와 수치해석 모델을 비교함으로써 유한요소 모델을 검증하였으며 구축된 I-Shape 곡선 보 모델의 경우 고주파수 영역에 민감성을 보이며, 추후 연구에서 곡선 보의 주요 매개변수인 단면형상에 따른 지진 취약도 평가를 수행하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.1195-1203
• /
• 2014

최근 표준으로 등록된 IFC(Industry Foundation Classes)4는 건축시설의 형상요소 표현에 한정될 뿐 도로, 교량 및 터널 등의 토목시설에 대한 형상표준을 정의하고 있지 않아 여전히 토목 형상모델의 교환을 위한 상호운용성에 제약이 있다. 특히 도로시설은 중심선형에 따라 모델링되는 선형적 특성을 가지며, 프로젝트 별로 형상이 서로 상이하여 표준화된 도로정보모델을 구축하는 것이 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 도로의 형상정보모델 개발을 위해 3차원 설계 프로세스 관점에서 도로를 구성하는 구조요소 및 속성을 도출하는 것이 목적이다. 이를 위해 본 연구는 도로설계를 위해 활용되는 도로설계편람, 지침, 시방서 및 기하설계 기준 등의 정보를 분석하여 도로 구조물의 형상 요소와 속성을 추출한다. 도출된 형상은 엔티티(Entity) 항목으로 정의하고 가상 도로모델을 통해 정의된 도로 형상모델의 위계구조를 검토한다. 도출된 도로의 세부 구조 요소 및 속성은 인프라 분야의 BIM(Building Information Modeling)환경을 구축하기 위한 3차원 형상정보로 활용되며, 도로의 구체적인 형상, 타입 및 속성을 세분화하여 도로분야의 IFC로 확장하기 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 1998년도 창립기념 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.564-571
• /
• 1998

The function of diaphragms at abutments and piers of prestressed concrete (PSC) box girder train bridge is to transfer forces from the superstructure onto bearings or column and to stiffen the superstructure cross-section against in-plane deformation. Due to large stress disturbance at diaphragm, the design for the diaphragm using conventional design method is relatively irrational than designs for other structual members. And, due to contribution to boundary condition of deck slab by the diaphragm, the behavior of deck slab near the diaphragm is different from behavior of the deck slab obtained from two dimensional analysis of the bridge, which is basis far the design of deck slab. In this paper, three dimensional behavior of deck slab near diaphragm of PSC box girder train bridge constructed by the precast span method are analyzed by using three dimensional finite element modeling. Then, strut-and-tie model is applied to design the diaphragm of PSC box girder train bridge. The modeling techniques in this paper can be applied effectively to examine the causes of cracks at deck slab near diaphragm and to design diaphragm rationally.