• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권2호
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• pp.365-377
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• 2015

Large-amplitude vibration of overhead sign structures can cause unfavorable psychological responses in motorists, interfere with readability of the signs, and lead to fatigue cracking in the sign structures. Field experience in Texas suggests that an overhead sign structure can vibrate excessively when supported within the span of a highway bridge instead of at a bent. This study used finite element modeling to analyze the dynamic displacement response of three hypothetical sign structures subjected to truck-passage-induced vertical oscillations recorded for the girders from four actual bridges. The modeled sign bridge structures included several span lengths based on standard design practices in Texas and were mounted on precast concrete I-girder bridges. Results revealed that resonance with bridge girder vertical vibrations can amplify the dynamic displacement of sign structures, and a specific range of frequency ratios subject to undesirable amplification was identified. Based on these findings, it is suggested that this type of sign structure be located at a bridge bent if its vertical motion frequency is within the identified range of bridge structure excitation frequencies. Several alternatives are investigated for cases where this is not possible, including increasing sign structure stiffness, reducing sign mass, and installing mechanical dampers.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.109-118
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• 1994

본 연구에서는 쌍동형 표면효과선 선체 구조의 최소 중량 설계를 수행하는 방법을 제시하고, 이에 따르는 전산 프로그램을 개발하고자 한다. 본 방법은 DnV의 설계 하중 및 강도 기준을 이용하며, 격자 구조 해석을 통해 종거어더와 횡늑골의 상호 영향을 반영하여 설계에 활용하고, 쌍동 선체 사이의 연결 구조에 대해 비틂 강도 해석을 수행하여 횡격벽 설계를 수행한다. 또한 부분구조의 최적화를 통해 중앙 단면 전체의 최적화에 도달하는 방법을 적용함으로써 최적화의 효율을 증가시키고 있다. 본 방법을 적용한 결과, 초기 설계 결과에 비해 20% 정도의 선체 중량 감소효과를 확인할 수 있고, 최적의 횡늑골 간격도 계산될 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권1호
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• pp.1-17
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• 2021

The influence of prestress force on the fundamental frequency and static deflection shape of uncracked Prestressed Concrete (PC) beams with a parabolic bonded tendon was examined in this paper. Due to the conflicts among existing theories, the analytical solutions for properly considering the dynamic and static behavior of these members is not straightforward. A series of experiments were conducted for a total period of approximately 2.5 months on a PC beam made with high strength concrete, subsequently and closely to the 28 days of age of concrete. Specifically, the simply supported PC member was short term subjected to free transverse vibration and three-point bending tests during its early-age. Subsequently, the experimental data were compared with a model that describes the dynamic behavior of PC girders as a combination of two substructures interconnected, i.e., a compressed Euler-Bernoulli beam and a tensioned parabolic cable. It was established that the fundamental frequency of uncracked PC beams with a parabolic bonded tendon is sensitive to the variation of the initial elastic modulus of concrete in the early-age curing. Furthermore, the small variation in experimental frequency with time makes doubtful its use in inverse problem identifications. Conversely, the relationship between prestress force and static deflection shape is well described by the magnification factor formula of the "compression-softening" theory by assuming the variation of the chord elastic modulus of concrete with time.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권3호
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• pp.273-285
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• 2024

Tapered girders emerged as an economical remedy for the challenges associated with constructing long-span buildings. From an economic standpoint, these systems offer significant advantages, such as wide spans, quick assembly, and convenient access to utilities between the beam's shallow sections and the ceiling below. Elastic-local buckling is among the various failure modes that structural designers must account for during the design process. Despite decades of study, there remains a demand for efficient and comprehensive procedures to streamline product design. One of the most pressing requirements is a better understanding of the tapered web plate girder's local buckling behavior. This paper conducts a comprehensive numerical analysis to estimate the critical buckling coefficient for simply supported tapered steel web plates, considering loading conditions involving compression and bending stresses. An eigenvalue analysis was carried out to determine the natural frequencies and corresponding mode shapes of tapered web plates with varying geometric parameters. Additionally, the study highlights the relative significance of various parameters affecting the local buckling phenomenon, including the tapering ratio of the panel, normalized plate length, and ratio of minimum to maximum compressive stresses. The regression analysis and optimization techniques were performed using MATLAB software for the results of the finite element models to propose a separate formula for each load case and a unified formula covering different compression and bending cases of the elastic local buckling coefficient. The results indicate that the proposed formulas are applicable for estimating the critical buckling coefficient for simply supported tapered steel web plates.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.691-699
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• 2002

본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 다주형 강합성 플레이트거더교 형식에서 가로보의 적정 배치 간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 4주형 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성를 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중 및 지진하중을 포함하는 설계하중에 대한 응력 해석을 수행한 후 강재 주형 및 라로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 두 가지 국면 해석 결과를 토대로 단부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.1-10
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• 2004

본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 강합성 2-거더교에서 가로보의 적정 배치간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성을 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중, 풍하중 및 지진하중에 대한 해석을 수행하고 설계하중조합에 대한 응력 및 활하중 분배효과를 분석하였다. 한편, 강재 거더와 가로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하 비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 해석 결과를 토대로 지점부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권4호
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• pp.531-549
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• 2012

Numerous oil tanker losses have been reported and one of the possible causes of such casualties is caused by the structural failure of aging ship hulls in rough weather. In aging ships, corrosion and fatigue cracks are the two most important factors affecting structural safety and integrity. This research is about effect on hull girder ultimate strength behavior of double hull oil tanker according to corrosion after Part I: stiffened panel. Based on corrosion data of Part I (time-dependent corrosion wastage model and CSR corrosion model), when progressing corrosion of fourtypes of double hull oil tankers (VLCC, Suezmax, Aframax, and Panamax), the ultimate strength behavior of hull girder is compared and analyzed. In case of the ultimate strength behavior of hull girder, when occurring corrosion, the result under vertical and horizontal bending moment is analyzed. The effect of time-dependent corrosion wastage on the ultimate hull girder strength as well as the area, section modulus, and moment of inertia are also studied. The result of this research will be useful data to evaluate ultimate hull girder strength of corroded double hull oil tanker.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.137-146
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• 2006

본 연구에서는 단재하경로 구조로 인식되는 강합성 2-거더교에서 가로보의 제원 및 배치 간격에 따른 여유도 평가를 위한 해석적인 연구를 수행하였다. 이를 위해 수평브레이싱은 생략하고 수직브레이싱은 I-단면 가로보로 적용한 40+50+40m의 2차로 연속교를 대상으로 하였다. 본 교량에 대해 정상 상태 및 한 개 거더에 심각한 균열을 가정한 손상 상태로 구분하고 가로보의 제원과 배치 간격을 변수로 하여 재료 및 기하비선형 해석을 수행하였다. 해석으로부터 구해진 각 경우에 대한 내하력을 토대로 정상 상태 및 손상 상태 교량의 여유도를 평가하였다. 평가 결과, 정상 상태 및 손상 상태 모두 가로보의 제원과 배치 간격에 따른 여유도 차이는 거의 없었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.1-9
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• 2022

반일체식교대교량은 일체식 교대교량의 한 형식이다. 이 교량은 상부구조에서 신축조인트를 제거한 것으로 완전일체식 교대교량이 적용하지 못한 상황에 사용할 수 있으며, 유지관리 성능이 우수하고, 하부구조를 경제적으로 시공할 수 있다. 이 연구는 교대벽체의 일부를 PSC 거더의 단부 벽체형 블록 형태로 제작한 반일체식교대교량에 대한 것으로, 온도신축에 따라 종방향 이동에 저항 역할을 하는 프리캐스트 블록을 활용한 PSC 거더이다. 프리캐스트 블록 PSC 거더는 거더 단부에 프리캐스트 블록을 일체 타설하여 제작하며, 교대벽체 위에 단순거치한 후 무수축 콘크리트와 합성하는 방식으로 시공한다. 따라서 본 연구는 재하실험을 통해 구조계산한 결과에 비교하고자 하며, 나아가 실제 시공된 반일체식교대교량의 토압 및 상부구조 변위 계측하여 이를 분석을 통한 구조성능 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.235-241
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• 2009

PSC 거더교는 타 공법에 비해 매우 경제적인 교량 형식이지만 국내에서는 PSC 빔 표준도에 근거하여 도로교의 경우 25~35 m 경간에 주로 적용되어 왔다. 이러한 경간상의 제약사항을 극복하기 위해 다양한 신형식 거더교들이 개발되었지만 주로 50 m 이하 경간에 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 이 연구에서는 PSC 거더교를 50 m 이상의 경간까지 확장할 수 있는 장경간화 기법들을 재료, 설계 및 시공 측면으로 나누어 분석함으로써 장경간화의 가능성을 고찰해 보았다. 이 때 각 기법이 경간 증가에 미치는 기여도를 일목요연하고 용이하게 평가할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법은 허용응력 설계법에 근거한 PSC 거더의 단계별 안전성 평가식을 프리스트레싱 텐던의 개수와 경간의 관계를 나타내는 그래프로 치환하여 설계 가능 영역을 찾아내는 방식이며, 일반 PSC 거더, 다단계 긴장식 PSC 거더, Decked PSC 거더로 구분하여 수식을 전개하였다. 후속 논문에서는 이를 실교량 예제에 적용하여 경간 증가량을 분석하였다.