• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.109-116
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• 2012

새로운 형태의 교량 거더인 CFTA(Concrete filled and tied tubular steel arch) 거더의 비선형 거동에 대해 고찰한 후, CFTA 거더의 대량 공장 생산시 콘크리트 충진 불량으로 발생할 수 있는 결함인 거더 안의 빈 공간을 탐지하는 새로운 방법을 제안하였다. CFTA 거더 안의 비대칭성 콘크리트 충진 불량 결함을 구조물의 대칭 거동을 이용하여 탐색하였으며, 수치해석과 실험을 통해 제안된 방법을 검증하였다. 제안된 방법을 수치적으로 검증하기 위해 3차원 유한요소모델을 사용하였으며, 실험적으로 검증하기 위해 CFTA거더의 정적 실험자료를 사용하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.271-274
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• 2009

강관의 내부에 콘크리트를 충전한 콘크리트 충전 강관 구조(CFT 구조, Concrete Filled Steel Tubular Structure)는 강재와 콘크리트의 단점을 상호 보완하고, 장점을 극대화 할 수 있다는 이점 때문에 최근 실제 구조물의 시공에 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세이다. 이와 같은 CFT 거더의 장점을 살리면서 CFT 거더보다 더 뛰어난 경제적, 구조적 효율성을 얻기 위해 기존의 CFT 구조에 아치 형식과 프리스트레스를 도입한 CFTA(Concrete Filled and Tied Tubular Arch) 거더에 관한 연구가 현재 진행중이다. 본 연구에서는 CFTA 거더의 현장 실험과의 비교를 위해 ABAQUS 6.5-1을 이용하여 CFTA 거더의 유한요소 해석을 수행하였고, 이를 바탕으로 구조물의 선형거동을 분석하였다. 또한 구조물의 위험도 분석을 위해 본 구조물의 가장 약점으로 지적되고 있는 외부로 노출되어 있는 긴장재의 차량 충돌에 의한 사고를 가정하여 이를 고려한 유한 요소 해석을 수행하여 CFTA 구조물의 동적 및 정적 안전성 평가를 수행하고 그 결과를 분석하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.15-22
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• 2011

본 논문에서는 아치 형상을 갖는 강재 거더에 콘크리트가 충진되고 외부에 긴장력을 도입하여 구조적 효율성을 높인 CFTA 거더(Concrete-Filled and Tied Steel Tubular Arch Girder)의 아치효과와 구조적 성능을 검증하기 위해 정적하중재하실험을 수행하였고, 실험결과의 타당성을 검증하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. CFTA 거더는 강재, 콘크리트, PS강재 등을 이용하여 각 재료의 역학적 장점을 최대한 발휘하도록 형상화하였다. 본 연구에서는 프레임해석프로그램으로 지간장 12m인 축소모형을 설계하였으며, 해석결과에 근거하여 정적재하실험이 수행되었다. 정적재하실험 결과, CFTA 거더의 구조적 성능과 안전성이 검증되었으며, 아치 효과에 의해 타 구조형식과는 다른 처짐 형상이 나타났다. 또한 ABAQUS 프로그램을 이용한 유한요소해석을 통해 차량 충돌 안정성과 정적재하실험결과의 타당성을 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.225-231
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• 2009

본 연구는 기존의 CFT구조, 아치구조, 프리스트레스구조를 조합을 통해 복합구조를 이루는 CFTA거더를 소개하고, 25m의 CFTA거더의 실험결과와 유한요소해석 프로그램인 Strand7을 이용하여 해석결과를 비교 분석하였다. 실험체의 정적재하실험으로 거더 중심부에서 양쪽으로 1m 이격한 거리에 58kN, 88kN, 148kN, 207kN, 298kN의 하중을 재하 하고, 발생하는 변위와 변형률을 측정하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 구조해석 프로그램인 Strand7로 구조안정성을 검토하고, 긴장재의 긴장력과 콘크리트의 탄성계수를 각각 20%증감하여 해석을 수행 하여 변형률과 변위값을 계산하였다. 초기 변위와 변형률은 긴장재의 긴장력의 증감에 따라 영향이 나타났으며, 추가적인 정적 하중이 재하 되었을 경우에는 콘크리트의 탄성계수만이 변위와 변형률에 영향을 미치는 것으로 확인 되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.167-168
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• 2009

CFT 구조는 강재내부와 심부콘크리트 사이의 상호작용에 의한 구조물의 변형성능, 강성, 내력의 증가때문에 새로 개발된 CFTA 거더에 적용되었다. CFTA 거더는 아치형상과 긴장력을 이용하여 외부하중에 의한 인장응력을 감소시키는 구조물이다. 본 논문은 CFTA 거더교의 제작중 및 공용중 안정성을 검토하기 위하여 시공절차를 제안하였으며, 이에 따른 시공단계해석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.743-746
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• 2011

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 차량속도 및 긴장재의 설계에 따른 CFTA 거더의 동적거동 및 동적증폭계수를 분석하였다. 긴장재의 해석변수로서는 긴장재의 양과 긴장력을 고려하였으며 차량하중은 도로교설계기준의 DB-24 하중을 선택하였다. 차량하중은 3축-2트랙에 작용하는 등가절점하중으로 변환하여 속도에 따라 시간함수로 모델링하였다. 긴장재의 양은 외측 �� 내측 덕트의 유무에 따라 변화시켰으며 긴장력은 설계긴장력의 0%에서 100%까지 25%씩 증가시켰다. 차량속도는 40km/hr에서 100km/hr까지 20km/hr씩 증가시켰으며, 해석결과 긴장재의 긴장력 변화는 거더의 동적거동에 영향을 주지 않았으며 초기처짐에만 영향을 주었다. 긴장재의 양에 따라서는 거더의 동적거동이 다르게 나타났으며 긴장재의 양이 적을 수록 동적처짐은 증가하였다. 이를 바탕으로 거더의 동적증폭계수(DAF)를 산출하였으며, 이 결과 긴장재가 없는 경우에도 도로교표준시방서에서 정한 기준 값보다 매우 작은 거동을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.217-220
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• 2008

구조물의 시공에 있어 더욱 경제적이고 안정적인 결과를 얻기 위해 최근 전 세계적으로 고성능 콘크리트와 복합재료에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 중 하나로 대구경의 강관 내부를 콘크리트계 재료로 충전하여 충전재간의 상호 구속효과(Confinement effect)로 인해 부재의 변형성능과 강성 및 내력을 향상시키는 콘크리트 충전 강관구조(Concrete Filled Steel Tubular Structure, CFT구조)에 아치구조 효과와 강선 등을 이용한 프리스트레스 구조를 도입하여, 구조적, 경제적 효율성을 극대화 시킨 새로운 형식의 거더인 CFTA 거더(Concrete Filled and Tied Steel Tubular Arch 거더)가 있다. 본 연구에서는 구조해석 프로그램인 ABAQUS 6.5-1을 사용하여 CFTA 거더에 일반 콘크리트와 여러 강도의 고강도 콘크리트를 충전한 모델의 비선형 거동을 분석하고 각각의 결과를 비교 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.169-170
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• 2009

CFT 구조는 강재 또는 철근콘크리트로 이루어진 일반 구조용 부재와 비교해서 많은 이점을 가진다. 강재 박스와 콘크리트의 구속효과에 의한 전체구조물의 연성도, 강성 및 하중지지능력의 증가 때문에 CFT 구조는 기둥 부재에 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 CFT 구조의 장점들 때문에 최근들어 CFT 부재는 거더부재로 교량구조물에 확대 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 CFT 구조, 아치형상 및 긴장재로 이루어진 CFTA 거더교의 해석모델을 개발하고 이를 적용한 설계법을 제안하기 위함이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.213-216
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• 2008

강관의 내부에 콘크리트를 충전한 구조인 콘크리트 충전 강관 구조(Concrete Filled Steel Tubular Structure, CFT 구조)는 강재와 콘크리트의 단점을 상호 보완하고 장점을 극대화 할 수 있다는 이점이 있다. 이와 같은 CFT 거더의 장점을 살리면서 CFT 거더보다 더 뛰어난 경제적, 구조적 효율성을 얻기 위해 기존의 CFT 구조에 아치 형식과 프리스트레스를 도입한 신형식 거더인 CFTA(Concrete-Filled and Tied Tubular Arch) 거더에 대한 연구가 현재 진행 중이다. CFTA 거더의 가장 큰 특징은 아치형상과 외부로 노출되어 있는 텐던인데 현재 연구과정에서 지적되고 있는 문제점 중의 하나는 외부로 노출된 텐던의 안전성에 관한 문제이다. 따라서 본 논문에서는 외부로 노출되어 있는 텐던에 대한 안전성 평가를 수행하였다. 또한, collision numerical simulation을 사용하여 동적 충돌에 대한 해석도 수행하였다. 모델의 해석을 위해 유한요소 해석 결과의 신뢰성이 높고, 타 연구에서도 많이 사용되고 있는 ABAQUS 6.5-1을 이용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.163-172
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• 2011

CFTA 거더는 아치형상을 갖는 콘크리트 충전 강관구조이며 초기처짐 및 공용 중 응력제어를 위해 외부긴장재를 배치한 거더 형식이다. 본 연구에서는 차량진행에 따른 거더의 동적거동에 긴장재가 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 유한요소 프로그램을 이용하여 거더 및 긴장재 등을 수치모델링하였으며 긴장재의 양과 긴장력을 다양한 값으로 변화시켰다. 차량하중은 도로교설계기준의 DB-24 하중을 고려하였으며 3축-2트랙으로 모델링하였다. 차량하중은 등가절점하중으로 적용시켰으며 차량하중의 이동은 차량통과 시간 및 절점수를 고려한 각 절점에서의 시간함수로 나타내었다. 차량속도는 40 km/hr에서 100 km/hr까지 20 km/hr씩 증가시켰다. 해석결과 긴장재의 긴장력 변화는 거더의 동적거동에 영향을 주지않았으며 초기처짐에만 영향을 주었다. 긴장재의 양에 따라서는 거더의 동적거동이 다르게 나타났으며 긴장재의 양이 적을수록 동적처짐은 증가하였다. 이를 바탕으로 거더의 동적증폭계수(DAF)를 산출하였으며 긴장재가 없는 경우에도 AASHTO LRFD와 도로교 표준시방서에서 정한 기준값보다 매우 작은 안정적인 거동을 보였다.