• Earthquakes and Structures
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• 제3권5호
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• pp.649-673
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• 2012

Recent studies have highlighted the importance of accounting for aging and deterioration of bridges when estimating their seismic vulnerability. Effects of structural degradation of multiple bridge components, variations in bridge geometry, and comparison of different environmental exposure conditions have traditionally been ignored in the development of seismic fragility curves for aging concrete highway bridges. This study focuses on the degradation of multiple bridge components of a geometrically varying bridge class, as opposed to a single bridge sample, to arrive at time-dependent seismic bridge fragility curves. The effects of different exposure conditions are also explored to assess the impact of severity of the environment on bridge seismic vulnerability. The proposed methodology is demonstrated on a representative class of aging multi-span reinforced concrete girder bridges typical of the Central and Southeastern United States. The results reveal the importance of considering multiple deterioration mechanisms, including the significance of degrading elastomeric bearings along with the corroding reinforced concrete columns, in fragility modeling of aging bridge classes. Additionally, assessment of the relative severity of exposure to marine atmospheric, marine sea-splash and deicing salts, and shows 5%, 9% and 44% reduction, respectively, in the median value bridge fragility for the complete damage state relative to the as-built pristine structure.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.177-184
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• 2021

근 국내에서 발생한 대규모 지진으로 인해 국민의 지진에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 구조물의 내진성능관리에 대한 중요성이 대두되고 있다. 특히, 주요 도로시설물인 교량의 붕괴는 많은 인명피해로 직결되기 때문에, 교량의 지진취약도를 사전에 평가하고 대비를 하는 것이 중요하다. 최근에는 공용년수 30년 이상의 교량 구조물이 늘어나고 있어 교량의 노후화 영향에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 교량의 부재별 노후화를 고려하여 대상 RC 슬래브 교량의 지진해석을 실시하였다. 교량의 부재는 지진응답에 지배적인 영향을 주는 교각과 교량받침에 대해서 고려하였다. 교량의 내진성능 응답은 비선형 정적 및 동적 해석을 통해 분석하였다. 또한, 각 부재의 한계상태와 동적응답을 사용하여 부재별 노후화에 따른 지진취약도 비교분석을 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.34-41
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• 2020

최근 국내에서는 지진의 발생 빈도와 규모가 증가하고 있다. 이러한 상황속에서 대표적인 도로 구조물인 교량의 지진피해는 많은 인명피해로 직결될 수 있다. 따라서, 사전에 구조물의 지진취약도를 분석하여 피해를 대비하는 것이 필요하다. 특히 국내의 교량은 공용년수 30년 이상의 노후 교량이 증가하고 있어, 교량의 노후화와 보수보강을 고려한 지진해석과 취약도 분석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PSC 교량에 대해 노후화와 FRP 보강효과를 고려하여 비선형 정적 및 동적해석을 수행하였다. 노후화 및 FRP 보강은 지진응답에 지배적인 영향을 주는 교각에 적용하였다. 최대 변위는 노후도에 의해 증가되었지만, FRP 보강에 의한 교량의 변위를 감소시킬 수 있었다. 지진해석과 함께 교각의 성능점과 동적거동을 복합적으로 평가할 수 있는 지진취약도 해석을 수행하여 노후화 및 FRP 보강에 대한 효과를 분석하였다. FRP 보강 교량의 지진취약도는 노후 교량에 비해 모든 손상단계에서 감소하였으며, PGA와 손상손상수준이 높아질수록 감소정도가 뚜렷하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.149-158
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• 2022

교량은 사용년한이 증가함에 따라 노후화로 인해 역학적인 성질과 구조적인 성능이 저하되고, 이로 인해서 강진 시에 내진성능이 저하된다. 교각과 교량받침에 대한 노후화를 몇 가지 단계로 정량화하여 해석모델에 반영하였고, 노후화된 교각과 교량받침에 대하여 부재-수준의 지진취약도를 평가하였다. 교량 시스템의 파괴 메카니즘을 직렬시스템으로 가정하여, 부재-수준의 지진취약도 해석 결과로부터 시스템-수준의 지진취약도를 평가하는 방법을 제안하였다. 노후도에 취약한 부재인 교각과 교량받침에 대하여 5가지 정량적인 노후도(0, 5, 10, 25, 40%)를 가정하여 부재-수준의 지진취약도를 평가하였고, 이 결과로부터 시스템-수준의 지진취약도 평가를 수행하였다. 시스템-수준의 지진취약도는 교량받침 보다는 교각이 지배적인 영향을 줌을 알 수 있었다. 이는 보다 취약한 구조부재의 지진취약도가 전체 교량시스템의 지진취약도에 지배적인 영향을 주는 것을 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.855-864
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• 2013

지진격리장치로서 천연고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화에 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 천연고무받침에 대한 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 천연고무받침의 열 노화가 교량의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 그 결과 천연고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.109-116
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• 2012

지진격리장치로서 납고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무재료의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화의 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 납고무받침의 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 납고무받침의 열 노화가 교량의 교각의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 해석결과 납고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.277-278
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• 2023

The need for maintenance of bridge infrastructure is increasing due to aging, and the cost of maintaining the infrastructure must be calculated for effective budget distribution. Therefore, in this study, representative defects according to bridge superstructure type are derived to calculate the cost for each repair method. First of all, the representative bridges, PSCI girder bridge, Rahmen bridge, Steel box girder bridge, and RC slab bridge, were selected as superstructures using BMS data, and repair methods for defects were presented. In addition, the cost of the repair method by superstructure type was compared. This result is expected to predict total maintenance costs in consideration of the maintenance cycle.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제4권2호
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• pp.73-90
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• 2004

We performed the heat aging test to predict the useful lifetime of Elastomeric Bearing Chloroprene Rubber (CR) used for supporting bridge. During the test, we measured elongation that are influenced by temperature and aging time. The failure of a test piece is defined as the point at which the elongation reaches to 75% of the initial value. This failure criterion is based on KS F 4420: 1998 (Elastomeric Bearing for bridge). Through the accelerated heat aging test, we found that the Arrhenius relationship and the Weibull lifetime distribution are appropriate as the life-temperature relationship and lifetime distribution of the CR, respectively. Using the Arrhenius -Weibull model, the parameters of the model are estimated and the lifetime of the CR at use condition is predicted.

• Advances in Computational Design
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• 제2권2호
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• pp.147-168
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• 2017

Over the past couple decades, externally bonded fiber reinforced polymer (FRP) composites have emerged as a repair and strengthening material for many concrete infrastructure applications. This paper presents an analytical investigation of the use of carbon FRP (CFRP) for a specific problem that occurs in concrete bridge girders wherein the girder ends are damaged by excessive exposure to deicing salts and numerous freezing/thawing cycles. A 3D finite element (FE) model of a full scale prestressed concrete (PC) I-girder is used to investigate the effect of damage to the cover concrete and stirrups in the end region of the girder. Parametric studies are performed using externally bonded CFRP shear laminates to determine the most effective repair schemes for the damaged end region under a short shear span-to-depth ratio. Experimental results on shear pull off tests of CFRP laminates that have undergone accelerated aging are used to calibrate a bond stress-slip model for the interface between the FRP and concrete substrate and approximate the reduced bond stress-slip properties associated with exposure to the environment that causes this type of end region damage. The results of these analyses indicate that this particular application of this material can be effective in recovering the original strength of PC bridge girders with damaged end regions, even after environmental aging.

• 대한치과기공학회지
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• 제34권4호
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• pp.345-352
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• 2012

Purpose: The age-hardening mechanism of an Au-Ag-Cu-Pt-Zn alloy for crown and bridge fabrication was investigated by means of hardness test, X-ray diffraction study and field emission scanning electron microscopic observation. Methods: Before hardness testing, the specimens were solution treated and then were rapidly quenched into ice brine, and were subsequently aged isothermally at $400-450^{\circ}C$ for various periods of time in a molten salt bath and then quenched into ice brain. Hardness measurements were made using a Vickers microhardness tester. The specimens were examined at 15 kV using a field emission scanning electron microscope. Results: By the isothermal aging of the solution-treated specimen at $450^{\circ}C$, the hardness increased rapidly in the early stage of aging process and reached a maximum hardness value. After that, the hardness decreased slowly with prolonged aging. However, the relatively high hardness value was obtained even with 20,000 min aging. By aging the solution-treated specimen, the f.c.c. Au-Ag-rich ${\alpha}_0$ phase was transformed into the Au-Ag-rich ${\alpha}_1$ phase and the AuCu I ordered phase. Conclusion: The hardness increase in the early stage of aging process was attributed to the formation of lattice strains by the precipitation of the Cu-rich phase and then subsequent ordering into the AuCu I-type phase. The decrease in hardness in the later stage of aging process was due to the release of coherency strains by the coarsening of tweed structure in the grain interior and by the growth and coarsening of the lamellar structure in the grain boundary. The increase of inter-lamellar space contributed slightly to the softening compared to the growth of lamellar structure toward the grain interior.