• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.239-251
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• 2023

The stiffness evaluation of cracked base metal is of great guidance to fatigue crack reinforcement. By carrying out fatigue tests and numerical simulation of typical cracking details in steel box girder, the strain-degradation law of cracked base metal was analyzed and the relationship between base metal stress and its displacement (stiffness) was explored. The feasibility of evaluating the stress of cracked base metal based on the stress field at the crack tip was verified. The results demonstrate that the stiffness of cracked base metal shows the fast-to-slow degradation trend with fatigue cracking and the base metal at 50mm or more behind the crack tip basically lose its bearing capacity. Drilling will further accelerate stiffness degradation with the increase of hole diameters. The base metal stress has a negative linear relation with its displacement (stiffness), The stress of cracked base metal is also related to stress intensity factor and its relative position (distance, included angle) to the crack tip, through which the local stiffness can be effectively evaluated. Since the stiffness is not uniformly distributed along the cracked base metal, the reinforcement patch is suggested to be designed according to the stiffness to avoid excessive reinforcement for the areas incompletely unloaded.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2011년도 특별논문집
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• pp.21-24
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• 2011

Oil Tight Bulkhead (O. T. Bulkhead) is one of the most important structural members of oil tankers in the views of vessel's strength and safety. Therefore O.T. bulkhead's strength should be sufficient against relevant loadings, which is normally verified by local scantling requirement and structural strength analysis defined in CSR (Common Structure Rules for Double Hull Oil Tankers). However, there is a weak-able situation when the vertical stiffeners are cut due to the penetration of cargo pipes through O. T. Bulkhead. In addition, CSR does not define how to prove the strength of this case. Therefore it is necessary to verify the structural adequacy in case that several vertical stiffeners are discontinued. This article intends to prove the strength of O. T. Bulkhead with five (5) vertical stiffeners discontinued due to pipes' penetration using the grillage analysis and the finite element analysis and to provide proper reinforcement.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.7-17
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• 2019

대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.69-78
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• 2008

본 논문에서는 내하력이 저감된 노후화 된 콘크리트 하수관거의 보강공법의 타당성을 검증하기 위하여 정적재하 시험을 실시하였다. 내경 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m인 원형관과 폭 2.0 m, 2.5 m인 상자형관을 대상으로 하였으며, 신관을 대상으로 정적 재하시험을 통하여 관 내부에 충분한 균열을 발생시킨 후 보강공법을 적용 한 후 다시 정적재하시험을 실시하였다. 본 연구에서 적용 된 보강공법은 균열관 내부에 스틸보강재가 추가된 프로파일과 고강도 모르타르를 이용하여 화학적 열화에 대한 저항성과 단면 내력을 증진 시킨 것이다. 보강공법 적용 후 단면 내력은 균열발생 이전 신관에 비해 원형관의 경우 1.66 ~3.50배, 상자형관의 경우 1.66~3.10배 정도 증가하였다. 또한 ABAQUS 6.6을 이용하여 보강공법 적용 전 후 콘크리트 원형관과 상자형관의 비선형 해석을 수행하였다. C3D8R 솔리드 요소를 사용하였고, concrete damage plasticity option을 적용하였다. 원형관과 상자형관에 배근된 철근의 영향성을 해석상 반영하기 위하여 합성 재료식을 유도하여 적용하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.5-14
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• 2018

최근 국내에 사용되고 있는 보강토옹벽 공법은 전면체의 재질, 보강재, 축조방법, 축조경사에 따라 수많은 종류가 제안되었으나 각 공법에 따른 설계방법이나 상세검토항목 등의 규정이 명확하지 않으며 집중호우에 따른 붕괴도 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 보강토옹벽의 설계에 있어서 좀 더 안정된 기술적 접근을 위해 설치높이별 단면을 가정하고 단일 강도의 보강재를 사용한 보강토옹벽의 인발파괴와 높이별 최적의 보강재 조합을 산정하고 산정된 각 단면에 대해서 보강길이비(L/H)에 따른 안전율 변화를 통하여 보강재의 최적 설계와 다단식 보강토옹벽의 최적 설계 그리고 보강재인 토목섬유의 재질에 따른 최적 길이비를 산정하여 제시하였다.

• 보존과학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2017

보은 법주사 사천왕석등의 주부재는 K-장석이 반상조직을 보이는 티탄철석계열의 흑운모 화강섬록암 석재이며, 땅 속에 묻혀있던 알칼리 화강암 재질의 하대하석 및 지대석이 복원되며 본래의 모습을 되찾았다. 석등에는 균열 및 탈락에 의한 손상이 두드러지게 발생하였으며 이외에도 변색, 염 침착 및 생물 착생 등이 관찰된다. 특히 화사석의 전면과 후면을 관통하는 균열과 수평 불균형으로 인해 물리 및 구조적 안정성이 취약한 상태이다. 이에 따라 티타늄 보강재의 위치, 규격 및 정착 길이를 산정하여 구조적 보강을 실시하였다. 화학 및 생물학적 오염물은 석재에 손상을 주지 않는 한도 내에서 세정하고 산화된 철편을 티타늄제로 교체하였다. 또한 에틸 실리케이트계 강화제를 도포하여 암석의 강화와 원활한 수분 배출을 유도하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.212-228
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• 2013

파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.13-20
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• 2017

비보강 조적조 건축물은 재료의 특성상 지진과 같은 횡력에 취약하지만, 국내에는 여전히 많은 조적조 건물이 존재한다. 특히 현재 남아있는 조적조 건축물의 대부분이 20년 이상 노후화됨에 따라 재해감소를 위한 경제성 있는 보강법의 개발이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 노후 된 조적조 건축물의 보강법의 하나로 접착형 보강재를 활용한 조적벽체의 외부 보강법을 제시하였으며, 보강효과 검증을 위해 총 6개의 실험체를 형상비(L/H=1.0, 1.3, 2.0)를 변수로 제작하여 정적가력실험을 실시하였다. 실험결과, 보강전 후 조적벽체는 강체회전 및 미끄러짐에 의해 파괴가 발생하였고, 접착형 보강재 부착후 벽체의 최대내력, 최대변위, 소산에너지량은 증가하여 우수한 보강효과를 확인하였다. 또한 기존 유리섬유를 활용한 증가된 전단강도식에 착안하여 비보강 조적벽체에 대한 접착형 보강재의 설계안을 도출하여 적용을 위한 기초자료를 제공하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권9호
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• pp.983-990
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• 2013

Evaluation of the structural analysis for a 70/15 ton${\times}$105 m LLC (Level Luffing Crane) was conducted with an FEM Tool. Due to a discordance of the modeling and element type, the LLC was progressively analyzed after dividing it into the boom, main structure and rocker. All loads such as slewing, traveling and wind load, etc., that are indicated in the reference standards, were inputted as various severe conditions of the LLC. The deformation, equivalent stress(Von Mises stress), buckling characteristics were evaluated for the LLC structures. The stress concentrated areas over the allowable stress were identified, and reinforcement work was performed with a stiffener.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권3호
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• pp.209-221
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• 2009

Heating correction, through heating and flattening a structure with a pressing machine, is the in-situ method used to repair buckled steel structures. The primary purpose of this investigation is to develop an FEM model which can predict the mechanical response of heat-corrected plates accurately. Our model clarifies several unsolved problems. In previous research, the location of the imperfection was limited to the center of the specimen although the mechanical behavior is strongly affected by the location of the imperfection. Our research clarifies the relationship between the location of the imperfection and the mechanical behavior. In addition, we propose further reinforcement methods and validate their effectiveness. Our research concludes that the strength of a buckled specimen can be recovered by heating correction and the use of an adequate stiffener.