• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.237-250
• /
• 2003

강바닥판교는 수 천개의 부재가 연결된 복잡한 구조물이기 때문에 설계와 해석이 난해하다는 단점을 가지고 있어 구조특성에 적합한 효율적인 최적화 알고리즘을 개발하는 것은 실용적인 최적화이론의 활용차원에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 강바닥판교의 최적설RP를 효과적으로 수행하기 위한 개선된 다단계 최적설계 알고리즘을 제안하였다. 강바닥판교의 구조적인 특성을 반영하면서 전체 시스템을 주형과 강바닥판으로 나누기 위해 다단계 최적설계 방법 중에 하나인 등위법 (Coordination Method)을 사용하였고, 효율적인 최적설계를 위한 처짐제약조건 소거기법, 구조해석의 효율성을 높이기 위한 자동미분기법이 사용되었으며, 활하중에 의한 응력은 기존연구에서 제안된 응력재해석 기법을 사용하였다. 강바닥판은 폐단면리브의 형식과 같은 이산형 설계변수와 바닥판의 두께 가로보의 치수와 같은 연속형 설계변수가 혼합되어 있는 형태로 구성되어 있다. 이에 본 연구에서는 강 바닥판의 최적화를 위해 수정된 유전자 알고리즘을 사용하였다. 수치예제를 사용하여 제안된 알고리즘의 효율성과 수렴성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.395-402
• /
• 2002

본 연구는 강상판교량의 합리적인 설계를 위한 다목적 최적설계 방법을 제안하였다. 다목적 최적설계 방법은 기존의 제작비용만을 목적함수로 사용하는 최적설계와는 달리 제작비용과 처짐을 동시에 고려함으로써 보다 합리적인 설계를 유도하고자 하였다. 강상판교량은 많은 부재를 가지고 있고 구조거동이 복잡한 이유로 기존의 최적설계 알고리즘을 이용하면 매우 비효율적이다. 따라서, 매우 효율적인 다단계 최적설계를 이용하였다. 강상판교량의 합리적이고 경제적인 설계를 위해 최적의 제작비용과 처짐과의 관계를 파레토 곡선으로 표현하고 이를 이용하여 합리적인 설계 수준을 정하는 척도로 사용하였다. 이러한 방법은 기존의 단일목적 최적설계에 비해 매우 합리적인 설계결과를 얻을 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.417-426
• /
• 2006

최근에 강바닥판 교량에서 여러 가지 피로손상이 보고되고 있는데, 이들 대부분의 피로 손상은 윤하중의 직접 재하에 의한 강바닥판의 복잡한 구조거동에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 세로 리브와 가로리브 용접이음부와 데크 플레이트와 세로리브 용접이음부의 피로손상원인을 구조해석에 의해 분석한 후, 피로를 고려한 구조상세를 제안하기 위해 데크 플레이트 두께, 가로리브 스켈럽 상세, 가로리브 이음길이를 변수로 하는 구조해석을 수행하였다. 이들 연구결과로부터 이들 구조상세에 대한 피로거동특성을 파악하고, 피로강도가 향상된 구조상세를 제안하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.177-184
• /
• 2004

Orthotropic steel deck bridge has much advantages such as the light deadweight, so the construction of orthotropic steel deck is profitable for the long-span bridges Although the system has a lot of merits, it happens some damages by the traffic density and the fatigue cracks of welding. The cross-connection of longitudinal rib and transversal rib is one of the weakest at the fatigue. The secondary stresses which are from the out-plane deformation of transversal rib and the torsion of longitudinal rib make the topical stress concentration phenomenon. The Bulkhead Plate for prevention of this stress concentration phenomenon was applied by changing the orthotropic steel deck of Williamsburg bridge in USA. But, it is principle that a Bulkhead Plate is not established in the domestic design standard. Therefore, it is estimated that the study for installation of Bulkhead Plate is needed. This study with considering these circumstances proves efficiency of Bulkhead Plate and will be presented optimal design details through finite element analysis according to change the geometrical of Bulkhead Plate and the cross-connection area of longitudinal and transversal rib

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.333-339
• /
• 2003

Recently, the bridges become greater according to development of a construction technology. This phenomenon requires long span bridge, so that increases the dead weight. The orthotropic steel deck bridges have much advantages such as the light dead weight and the reduction of construction period. And almost whole process of carried out is manufactured at factory, so it can cause the increase of quality authoritativeness. But orthotropic steel deck bridge is consist of structure by welding, it can not avoid a lot of welding jobs, defects and transformation by welding are becoming problem accordingly. Specially, topical stress concentration phenomenon in cross connection area of longitudinal and transverse rib causes fatigue failure. The Bulkhead Plate for prevention of this stress concentration phenomenon was applied by changing the orthotropic steel deck of Williamsburg bridge in USA. But, it is principle that a Bulkhead Plate is not established in the domestic design standard. Therefore, it is estimated that the study for installation of Bulkhead Plate is needed. This treatise with considering these circumstances proves efficiency of Bulkhead Plate and will be presented optimal design details through finite element analysis according to change the geometrical of Bulkhead Plate and tile cross-connection area of longitudinal and transverse rib.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.77-84
• /
• 1998

The finite strip method is presented for the analysis of steel deck bridges. Like the Pelikan-Esslinger design method for the steel deck bridges, steel deck is treated as an equivalent orthotropic plate. In the presented method, the deck is discretised by finite strips in the longitudinal direction and the effect of main girder or floor beam deflection can also be accounted for. In this method, the terms of harmonic series at elastically support such as transverse floor or diaphragm in steel deck become coupled. Solutions of this method are compared with other available analytical and numerical solution, and good agreement is observed.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제9권4호
• /
• pp.303-323
• /
• 2009

Charts for the bending moments in the closed rib orthotropic deck plate are derived, based on the method originally introduced by Pelikan and Esslinger. New charts are done for EN 1991-2 traffic load distribution schemes. The governing Huber plate equation is solved utilizing Fourier series for various bridge deck plate boundary conditions. Bending moments are given as a function of deck plate rigidities and span length between cross beams. Old diagrams according to DIN 1072, the new ones according to EN 1991-2 and FE analyses results are compared. For typical bridge orthotropic deck plates, it can be concluded that the new EN 1991-2 traffic loads produce larger mid-span bending moments when two lane schemes are used, then those of DIN 1072. For support moments, DIN 1072 gives larger values for any number of lanes, especially under span lengths of 5m. The relevant differences are up to 25%.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.683-690
• /
• 2002

본 연구에서는 국내에 적용된 강바닥판의 데크플레이트와 종리브 현장 연결 스캘럽부의 구조상세를 검토하고 실험체를 제작하여 정적재하실험 및 피로실험을 실시하였다. 또한 FEM 해석을 통하여 스캘럽 길이, 스캘럽 곡률반경, 데크플레이트 두께 등과 같은 매개변수가 종리브 스캘럽부의 응력에 미치는 영향을 살펴보았으며, 이를 통하여 스캘럽부에 대한 S-N선도를 추정하였다. 피로실험을 수행한 결과, 낮은 응력수준에서는 스캘럽부에서 피로균열이 발생하였고, 높은 응력수준에서는 핸드홀 덮개판의 파괴 후에 종리브의 갑작스런 파괴가 일어났다. 피로실험결과를 JSSC 피로등급과 Shigley와 Juvinall이 제안한 방법에 의한 피로강도와 비교검토한 결과, 데크플레이트와 종리브 현장연결 스캘럽부는 규정된 피로등급를 만족하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1084-1089
• /
• 2004

Recently, Orthotropic steel deck bridges, which have long span decks, have been regarded as one of economical as well as durable bridge types. However, Orthotropic steel deck bridge is used by a lot of welding, which may cause welding defect and deformation of connections. This kind of system happens some damages by the fatigue cracks of welding. The cross-connection of longitudinal rib and transversal rib is one of the weakest point because of the fatigue. The secondary stresses which are from the out-plane deformation of transversal rib and the torsion of longitudinal rib make the topical stress concentration phenomenon. But, it is principle that a Bulkhead Plate is not established in the domestic design standard. Therefore, it is estimated that a study for the installing of Bulkhead Plate is needed. This study with considering these circumstances proves efficiency of Bulkhead Plate and will be presented optimal design details through finite element analysis according to change the geometrical system of Bulkhead Plate and the cross-connection area of longitudinal and transversal rib

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
• /
• pp.439-448
• /
• 2000

A multi-level design synthesis (MLDA) algorithm for efficiently optimizing orthotropic steel deck bridges is proposed in the paper, because it is usually very difficult to optimize orthotropic steel deck bridges using a conventional single-level (CSL) algorithn since the bridges have a large number of members and show complex structural behaviors. In the proposed MLDS algorithms a coordination method is introduced to divide the bridges into main girders and orthotropic steel decks and decomposition method is also used to reduce the number of design variables of the decks for system level optimization. For efficient optimization of the bridges the MLDS algorithm incorporates the crucial approximation techliques such as constraints deletion and stress reanalysis. The constraint deletion technique for deflection is found to be very useful for the optimization problem of the bridges, since a deflection constraint is usually inactive in the design. Considering the complex system of the bridges, the proposed the efficient stress reanalysis technique may prove to be a very effective method, since it does not require expensive design sensitivity analyses. The applicability and robustness of the MLDS algorithm is demonstrated using various numerical examples and compared with other algorithm presently available so far.