• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.681-693
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• 2007

본 연구에서는 연속거더교량에 적용되고 있는 가설공법을 이중합성 박스거더교에 적용하여 발생 단면력을 검토하고, 적용성 측면에서 개선사항을 도출하고자 하였다. 하부콘크리트의 타설높이 및 타설범위는 각각 이중합성단면에 대한 소성모멘트 및 부모멘트영역에 의하여 결정되었다. 검토 가설공법은 일반적인 가설조건을 고려하여 크레인 가설공법, 켄틸레버 가설공법, 압출가설공법 등을 대상으로 하였으며, 이중합성 박스거더 가설 전의 하부콘크리트 타설유무에 따라 두가지의 경우로 구분하여 각각 시공중에 발생하는 단면력을 검토하였다. 또한, 압출가설공법 적용시의 단면력 저감방안으로 압출노즈에 의한 가설방안을 검토하였으며, 가설거더에 대한 압출노즈의 길이비, 단위중량비, 휨강성비 등의 변화에 따른 단면력의 저감정도를 검토하였다. 압출노즈에 의한 가설공법은 이중합성 박스거더교량에도 유효하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.129-138
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• 2004

본 연구는 현장 계측 실험에 의하여 주행 차량하중을 받는 2경간 P.S.C. 박스형 교량의 동적 해석을 수행하였다. 본 연구에서 적용한 이동하중은 차량 속도의 증가에 대해 주행하중, 급제동하중, 연행하중, 역주행하중, 역 주행 충격하중 등으로 분류하여 실험을 행하였다. 각 주행 하중에 대해 박스 거더 단면에서의 계측위치를 달리하여 동적 거동의 변화 및 특성을 살펴보았으며, 절점당 6개의 자유도를 갖는 4절점 쉘요소를 이용한 유한요소 해석 프로그램을 개발하고 수치해석을 하여 실험결과와 비교 분석하였다. 박스 거더의 동적 거동은 주행하중에 의한 응답보다 급제동이나 역주행 충격하중에 의한 응답이 더 크게 나왔으며 수치해석 결과는 기존의 1차원 보요소를 사용하여 해석한 결과보다 실험값에 근접함을 보였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권5호
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• pp.619-632
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• 2022

There are numerous structural details (Longitudinal beam, web plate, U-ribs and I-ribs) in the top and bottom plates of steel box girders, which have significant influences on the longitudinal stress (normal stress) distribution. Clarifying the influence of these structural details on the normal stress distribution is important. In this paper, the ultra-wide steel box girder with large cantilevers of the Jinhai Bridge in China, which is the widest cable-stayed bridge in the world, has been analyzed. A 1:4.5 scale laboratory model of the steel box girder has been manufactured, and the influence of structural details on the normal stress distribution in the top and bottom plates for four different load cases has been analyzed in detail. Furthermore, a three-dimensional finite element model has been established to further investigate the influence regularity of structural details on the normal stress. The experimental and finite element analysis (FEA) results have shown that different structural details of the top and bottom plates have varying effects on the normal stress distribution. Notably, the U-ribs and I-ribs of the top and bottom plates introduce periodicity to the normal stress distribution. The period of the influence of U-ribs on the normal stress distribution is the sum of the single U-rib width and the U-rib spacing, and that of the influence of I-ribs on the normal stress distribution is equal to the spacing of the I-ribs. Furthermore, the same structural details but located at different positions, will have a different effect on the normal stress distribution.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.111-119
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• 2022

모듈형 CFT 부재를 이용한 연속 강박스 거더의 단면강성 증대 및 프리스트레싱 공법은 긴장재로 프리스트레싱된 CFT 모듈을 강박스 거더 하부플랜지와 일체화한 후 긴장재를 제거함으로써 발생하는 CFT 모듈의 복원력을 강박스 거더 하부플랜지의 프리스트레싱력으로 이용하고 일체화된 CFT 모듈이 강박스 거더의 단면 강성을 향상시킨다. 본 연구에서는 CFT 모듈을 이용하여 일체화된 강박스 거더에 대한 프리스트레싱 도입의 적용성을 검토하기 위하여 하부플랜지를 모사한 실험체를 대상으로 CFT 모듈을 이용하여 프리스트레싱 도입 실험을 실시하고 유한요소해석으로 도입 프리스트레스를 평가하였다. 또한 실제 강박스 거더에 대한 프리스트레스 도입과 CFT 모듈을 통한 단면강성 증대효과를 확인하기 위하여 연속지점부에 적용 가능한 강박스 단면에 대하여 CFT 모듈에 도입된 프리스트레싱력 및 CFT 모듈의 단면제원에 따른 유한요소해석을 실시하고 이를 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.3-12
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• 2014

복합트러스교는 프리스트레스 박스거더교의 복부를 강재 트러스로 대체한 교량으로 자중이 경감되는 구조적 장점과 복부 개방구조로 인한 경관성이 매우 우수하여 최근 들어 많이 사용되고 있다. 이러한 복합트러스교의 핵심기술은 강재 트러스와 콘크리트 슬래브를 연결하는 격점구조이며 지금까지 여러가지 격점구조들이 개발되어 실험적 검증을 통해서 실교량에 적용해 오고 있다. 이러한 격점구조는 격점부 국부적인 거동뿐만 아니라 복합트러스 거더의 휨 및 피로 등 전체적인 거동을 좌우하기 때문에 이에 대한 연구가 계속 진행되고 있다. 한편, 복합트러스 교량의 복부 개방구조는 프리스트레스 박스교량에 비해 비틀림 성능을 저하시키는 단점을 가지고 있어 편심하중을 받는 교량이나 곡선교 등에는 아직까지 적용된 사례가 없다. 따라서 복합트러스교가 보다 널리 사용되기 위해서는 비틀림 거동에 대한 정확한 분석이 필요한 상황이다. 기존 연구에서는 복합트러스교의 격점구조형식에 따른 비틀림 거동 특성을 알아보기 위해서 3가지 형태의 박스형 복합트러스 실험체를 제작하여 그 거동을 분석하였다. 이에 이 연구에서는 기존연구를 바탕으로 유한요소 해석프로그램을 이용하여 실험체를 모델링하고 시뮬레이션을 통해 그 거동을 분석하여 해석적으로 검증해 보았다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.282-289
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 초고강도 섬유보강 분절 박스거더에 대한 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 PS강재의 면적, 강섬유 혼입률과 복부와 상부 플랜지의 종방향 철근이다. 하부플랜지의 두 개 텐던에 16개, 12개, 7개씩을 배치하고, 강섬유 혼입률은 2.0%, 1.5%, 1%를 사용하였다. 하부에 32개의 강연선을 배근한 박스거더는 과보강 강재 거동을 보였으며, 24개의 강연선을 배근한 거더는 강연선 32개를 설치한 거더와 비슷한 최대하중을 보이면서 처짐이 많은 저보강 강재 거동을 보였다. 강연선을 14개 설치한 박스거더는 24개 설치한 거더 내하력의 1/2정도 최대하중을 보이며, 연성거동을 보이고 있다. 설계기준의 강재지수에 따른 보 파괴거동의 분류에 대한 식의 유효성을 검토한 결과 지수 판별식은 초고강도 박스거더의 거동을 정확하게 반영하지 못하고 있으며, 박스거더의 기하학적 형태를 세부적으로 고려하고, 강재의 변형률 0.005에 해당하는 기준값을 새로 산정해야할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.125-135
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• 2003

BEF유사법과 Ritz의 방법을 이용한 매개변수 해석과 유사한 결과를 보이는 격벽이 없는 직선 및 곡선 강상자형 교의 3차원 모델을 구현하였고, 여기에 격벽을 추가하여 A-10, A-20, A-30, B-10, B-20, B-30모델에 대한 격벽의 적정 간격을 산정하였다. 그 결과 지간 50m의 곡선 강상자형교의 적정 격벽수는 전술한 모델의 순서대로 5개(8.3m), 7개(6.25m), 8개(5.5m), 4개(10m), 6개(7.1m), 7개(6.25m)이다. 또한 3차원 유한요소 모델을 해석한 결과를 바탕으로 뒤틀림응력과 휨응력의 비를 계산하는 수식을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제28권2호
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• pp.207-220
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• 2008

The shear lag has been studied for many years. Nevertheless, existing research gives a variety of stress concentration factors. Unlike the elementary beam theory, the application of load is not unique in reality. For example, concentrated load can be applied as point load or distributed load along the height of the web. This non-uniqueness may be a reason for the discrepancy of the stress concentration factors in the existing studies. The finite element method has been often employed for studying the effect of the shear lag. However, not many researches have taken into account the influence of the finite element mesh on the shear lag phenomenon, although stress concentration can be quite sensitive to the mesh employed in the finite element analysis. This may be another source for the discrepancy of the stress concentration factors. It also needs to be noted that much less studies seem to have been conducted for the shear lag effect on deflection while some design codes have formulas. The present study investigates the shear lag effect in a simply supported box girder by the three-dimensional finite element method using shell elements. The whole girder is modeled by shell elements, and extensive parametric study with respect to the geometry of a box girder is carried out. Not only stress concentration but also deflection is computed. The effect of the way load is applied and the dependency of finite element mesh on the shear lag are carefully treated. Based on the numerical results thus obtained, empirical formulas are proposed to compute stress concentration and deflection that includes the shear lag effect.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.515-524
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• 2006

강박스거더에 편심이 작용하면 단면은 뒤틀리고, 이로 인해서 종방향으로 뒤틀림 응력이 발생한다. 휨모멘트에 의한 휨응력 이외에뒤틀림으로 인한 추가되는 종방향 응력은 경우에 따라서는 무시할 수 없이 크기 때문에 설계단계에서 반드시 고려되어야 한다. 일반적으로 중간다이아프램을 설치하여 뒤틀림 변형 자체를 억제시켜 뒤틀림응력의 크기를 제안하는 방법을 이용하는데, 이때 휨응력에 비교하여 뒤틀림응력의 크기를 통상 5~10%정도로 제한한다. 현재 적용하는 중간다이아프램 설치간격에 대한 공식은 고전적인 BEF 이론을 바탕으로 유도되었는데, 이는지나치게 보수적인 설계를 유도하고있다. 이에 본 연구에서 강박스거더의 프레임형식 중간다이아프램에 대해 3차원 유한요소해석을 수행하여 분석한 결과, 현행 중간다이아프램 단면적 공식은 지나치게 큰 값을 요구하는 것으로 나타났다. 그래서 유한요소 해석결과를 회귀분석하여 설계 초기에 적용할 수 있는 개선된 프레임형식의 중간다이아프램 단면적 설계공식을 제안하였다.

• Wind and Structures
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• 제20권2호
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• pp.327-347
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• 2015

This paper investigates the effects of Reynolds number (Re) on the aerodynamic characteristics of a twin-deck bridge. A 1:36 scale sectional model of a twin girder bridge was tested using the Wall of Wind (WOW) open jet wind tunnel facility at Florida International University (FIU). Static tests were performed on the model, instrumented with pressure taps and load cells, at high wind speeds with Re ranging from $1.3{\times}10^6$ to $6.1{\times}10^6$ based on the section width. Results show that the section was almost insensitive to Re when pitched to negative angles of attack. However, mean and fluctuating pressure distributions changed noticeably for zero and positive wind angles of attack while testing at different Re regimes. The pressure results suggested that with the Re increase, a larger separation bubble formed on the bottom surface of the upstream girder accompanied with a narrower wake region. As a result, drag coefficient decreased mildly and negative lift coefficient increased. Flow modification due to the Re increase also helped in distributing forces more equally between the two girders. The bare deck section was found to be prone to vortex shedding with limited dependence on the Re. Based on the observations, vortex mitigation devices attached to the bottom surface were effective in inhibiting vortex shedding, particularly at lower Re regime.