• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.323-331
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• 2022

PS 긴장재의 긴장률, 온도 그리고 자속투과율의 상호관계가 실험적으로 조사되었다. 자속투과율은 두 지점 사이의 자속이 통과하는 비율이다. 실험에 사용된 긴장재는 케이블 교량에 주로 사용되는 ϕ7 mm 고강도 강선과 PSC 긴장재로 사용되는 ϕ12.7 mm 강연선이다. 다양한 도입 긴장률과 온도 조건하에서 강선과 강연선의 자속투과율 실험이 수행되었다. 실험결과로부터, PS 긴장재의 자속투과율은 도입 긴장률에 선형 비례하고, 온도에 선형 반비례함을 알 수 있다. PS 긴장재의 자속투과율-온도-긴장률 사의의 실험적 관계를 미리 알게 되면, 현장에서 PS 강재의 자속투과율과 온도만을 계측함으로써, PS 긴장재의 현재 긴장응력 수준을 변형률 계측 없이 직접 평가할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-91
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• 2005

본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장의 거동의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 띠장에 초기장력이 도입되는 구조계는 탄성지반위에 놓인 보이론에 의하여 부재력이 산출되고, 토압에 의한 부재력은 장력을 부정정력으로 취하여 부정정 구조해석을 통하여 띠장의 축력 및 휨모멘트를 계산하였다. 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포 토압 및 편토압을 받는 띠장의 전산해석을 수행하였다. 기존의 가시설 설계에 적용되는 토압을 적용하여 IPS 띠장설계를 실시하였고, 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 도출하고 합성응력검토를 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권2호
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• pp.241-255
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• 2014

The girder of self-anchored suspension bridge is subjected to large compression force applied by main cables. So, serious damage of the girder due to breakage of hangers may cause collapse of the whole bridge. With the time increasing, the hangers may break suddenly for their resistance capacities decrease due to corrosion. Using nonlinear static and dynamic analysis methods and adopting 3D finite element model, the responses of a concrete self-anchored suspension bridge to sudden breakage of hangers are studied in this paper. The results show that the sudden breakage of a hanger has significant effects on tensions of the hangers next to the broken hanger, bending and torsion moments of the girder, moments of the towers and reaction forces of the bearings. The results obtained from dynamic analysis method are very different from those obtained from static analysis method. The maximum tension of hanger produced by breakage of a hanger exceeds 2.2 times of its initial value, the maximum dynamic amplification factor reaches 2.54, which is larger than the value of 2.0 recommended for cable-stayed bridge in PTI codes. If two adjacent hangers on the same side of bridge break one after another, the maximum tension of other hangers exceeds 3.0 times of its initial value. If the safety factor adopted to design hanger is too small, or the hangers have been exposed to corrosion, the bridge may collapse due to breakage of two adjacent hangers.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권4호
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• pp.683-705
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• 2016

A semi-active algorithm for edgewise vibration control of the spar-type floating offshore wind turbine (SFOWT) blades, nacelle and spar platform is developed in this paper. A tuned mass damper (TMD) is placed in each blade, in the nacelle and on the spar to control the vibrations for these components. A Short Time Fourier Transform algorithm is used for semi-active control of the TMDs. The mathematical formulation of the integrated SFOWT-TMDs system is derived by using Euler-Lagrangian equations. The theoretical model derived is a time-varying system considering the aerodynamic properties of the blade, variable mass and stiffness per unit length, gravity, the interactions among the blades, nacelle, spar, mooring system and the TMDs, the hydrodynamic effects, the restoring moment and the buoyancy force. The aerodynamic loads on the nacelle and the spar due to their coupling with the blades are also considered. The effectiveness of the semi-active TMDs is investigated in the numerical examples where the mooring cable tension, rotor speed and the blade stiffness are varying over time. Except for excessively large strokes of the nacelle TMD, the semi-active algorithm is considerably more effective than the passive one in all cases and its effectiveness is restricted by the low-frequency nature of the nacelle and the spar responses.

• 대한조선학회지
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• 제21권3호
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• pp.43-50
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• 1984

A body form, which experiences minimum vertical wave-exciting forces in the vicinity of a prescribed wave frequency in water of finite depth, is obtained by an approximate method. Its configuration has the symmetry with respect to the vertical axis, expressed in terms of exponential functions. By distributing three-dimensional pulsating sources and dipoles on the immersed surface of the body, a velocity potential is determined and subsequently hydrodynamic forces including the 2nd-order time-mean drift forces are calculated. The dynamic behavior of the body moored in irregular waves is investigated numerically by using central difference method. Hereby irregular wave trains are simulated with examining its repeatability by comparing the resulting spectrum with original one. Numerical results indicated that the body form obtained from the present analysis possesses in general a favorable hydrodynamic characteristics in comparison with a spherical buoy and that the maximum excursion of the body can be significantly reduced by setting pre-tension of an appropriate amount in the mooring cable.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.163-171
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• 2006

본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장을 이용한 굴착면의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 받침대의 갯수에 따라 설계토압을 받는 IPS 띠장의 초기 긴장력 계산식을 유도하였다. IPS 띠장으로 구성된 빌딩 굴착면의 전산해석을 위해 띠장은 뼈대요소, 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포토압 및 편토압을 받는 굴착평면의 전산해석을 수행하였다. 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 산출하고 합성응력검토를 수행하여 굴착면의 안전성을 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.53-61
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• 2012

본 연구에서는 복합형 지지방식으로 개발된 MC앵커에 대한 연구를 수행하였다. MC앵커는 선단 정착장치가 확장되어 천공된 공벽에 지압력이 발휘됨에 따라 인발력 증대와 그라우팅이 제대로 이루어지지 않을 경우에도 앵커체가 지반에서 탈락하지 않는 특성이 있다. 또한, 앵커강선과 더불어 보강철근을 삽입하여 인장손실을 감소시키는 동시에 시공성을 높이고 앵커강선의 손실이 발생하였을 때 네일의 역할을 기대할 수 있어 장기적인 안정성 향상을 꾀할 수 있다. 그러나, MC앵커와 같은 복합형 앵커는 마찰형 앵커와 지지구조가 다르기 때문에 지반과 그라우트의 마찰력에 의한 인발력 산정방식은 적합하지 않다. 특히, 국내의 경우에는 복합형 앵커에 대하여 지반특성을 고려한 설계법이 명확하게 정립되어 있지 않아 복합형 앵커의 인발력이 과소 또는 과대 평가되는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 복합형 앵커의 일종인 MC앵커의 특성을 평가하기 위하여 강도변화가 심한 셰일지반을 대상으로 총 9개소에서 시험앵커를 시공하여 인발, 인장 및 장기변위를 측정하였다. 또한, 시험결과를 일반 마찰형 앵커의 경우와 비교, 분석하여 MC앵커의 거동 특성을 평가하였으며, 시험결과 셰일층에서 MC앵커는 일반 마찰형 앵커에 비해 인발력 증대효과를 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.285-293
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• 2004

사회 기반 특수 시설로서 케이블을 이용한 현수교는 완공 후에 일반적인 교량 보다 더 신중한 안전점검 및 유지관리가 필요하다. 그러나, 교량의 설계 및 유지관리를 위한 구조해석은 구조체의 단순화된 기하학적 형상만을 고려하고 있다. 특히 강상판을 포함한 교량 구조물의 해석 모델링은 쉽지 않다. 본 논문에서는 완성계 현수교에 대한 행거 부재의 고유진동수와 전산해석을 통해 구조적 거동과 성능을 평가하였다. 전산해석의 정확도를 높이기 위해 해석 모델에 뼈대 구조물과 강상판을 고려하였다. 또한, 측정된 행거 장력과 상시 진동시에 측정된 구조물의 고유진동수 및 차량 재하시험 결과를 해석에 적용하였다. 결과로서, 제안된 알고리즘에 의한 예상 구조거동은 실제 구조물에서 측정된 자료와 매우 유사한 결과를 보였다. 또한, 내륙에 상륙한 태풍 매미에 의해 측정된 자료를 적용한 결과, 해석모델이 구조물의 예비설계 및 유지관리에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• Ocean and Polar Research
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• 제39권3호
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• pp.205-211
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• 2017

This paper seeks to provide a dynamic analysis of a 150 ton winch based on ocean environmental data. The winch model that was subjected to analysis was modeled from CAD to each subsystem by the commercial software DAFUL. The winch model has tree brake systems (disk brake, band brake and ratchet brake). The rotation motion of the motor and contact elements of the brake are applied to the winch model in order to analyze its dynamic characteristics. In addition, a crane-barge was modeled to apply ocean environmental data. The motion data of the crane-barge was produced by means of the RAO(Response Amplitude Operator) of the barge and wave spectrum. The reaction force of the translational joint was measured instead of the tension of the cable. The brake performance of the winch was produced and assessed based on the operating motion of the crane-barge.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권3호
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• pp.269-277
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• 2017

Recently, there has been significant interest in structural health monitoring for civil engineering applications. In this research, a specially designed tendon, proposed by embedding FBG sensors into the center king cable of a 7-wire strand tendon, was applied for long-term health monitoring of tensile forces on a ground anchor. To make temperature independent sensors, the effective temperature compensation of FBG sensors must be considered. The temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ of the FBG sensors embedded tendon was successfully determined to be $2.0{\times}10^{-5}^{\circ}C^{-1}$ through calibrated tests in both a model rock body and a laboratory heat chamber. Furthermore, the obtained result for ${\beta}^{\prime}$ was formally verified through the ground temperature measurement test, expectedly. As a result, the ground temperature measured by a thermometer showed good agreement compared to that measured by the proposed FBG sensor, which was calibrated considering to the temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$. Finally, four prototype ground anchors including two tension ground anchors and two compression ground anchors made by replacing a tendon with the proposed smart tendon were installed into an actual slope at the Yeosu site. Tensile forces, after temperature compensation was taken into account using the verified temperature sensitivity coefficient ${\beta}^{\prime}$ and ground temperature obtained from the Korean Meteorological Administration (KMA) have been monitored for over one year, and the results were very consistent to those measured from the load cell, interestingly.