• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2399-2405
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• 2014

조립식지그재그 형태의 단일거더시스템이 적용되는 경골형 교량은 비틀림에 취약한 구조이다. 특히 거더와 PHC(Pretensioned spun High strength Concrete) 말뚝의 고정 연결부는 비틀림 하중에 의한 과도한 응력이 집중되는 취약부이므로 이를 저감시키기 위한 방안이 요구된다. 본 연구에서는 연결부에 발생하는 과도한 응력을 저감시키기 위한 다양한 보강재 형식의 효율성을 수치해석적으로 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.343-351
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• 2010

도로교설계기준(건설교통부, 2005)에 따르면 바닥판 경간비(B/L)가 0.5이하인 박스거더교에서는 상부플랜지의 전폭이 휨 압축응력 또는 축압축응력에 대하여 유효한 것으로 볼 수 있다. 그러나 세그먼트 자중 등에 의한 휨모멘트와 케이블 수직압축력에 의한 합성응력이 발생되고 바닥판 경간비가 변하는 사장교의 시공단계에서는 전단지연의 영향범위가 다를 수 있다. 이 연구에서는 1면 케이블 콘크리트 박스 사장교를 대상으로 시공단계시 보강형에 고려되어야 할 합성응력에 의한 유효플랜 지폭을 분석하였다. 그 결과 바닥판 경간비가 0.38이하의 범위에서 보강형의 전폭을 유효플랜지폭으로 적용할 수 있는 것으로 해석되었다. 즉, 1면 케이블 박스 사장교의 경우 전단지연을 고려하여 할 범위가 박스거더교보다 커야할 것으로 분석되었다. 따라서 시공단계시 변화되는 바닥판 경간비의 크기에 관계없이 전폭을 유효플랜지폭으로 반영하는 실무관행은 안전측 설계가 되지 못할 수 가 있다. 또한 시공단계시 선단부를 제외한 영역의 합성응력에 대한 검토는 바닥판 경간비가 크게 나타나는 초기 시공단계에서는 단경간 구조계로 보고 산정한 유효플랜지폭을 적용할 경우 안전측 설계가 된다. 그러나 바닥판 경간비가 작아짐에 따라서는 전폭과 캔틸레버 구조계로 유효플랜지폭을 결정하는 것이 타당한 것으로 분석되었다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권4호
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• pp.273-289
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• 2011

The vibration response of the bridges under the moving vehicular load is of importance for engineers to estimate the serviceability of existing bridges and to design new bridges. This paper deals with the three dimensional vibration analysis of prestressed concrete bridges under moving vehicles. The prestressed bridges are modeled by four-node isoparametric flat shell elements with the transverse shearing deformation taken into account. The usual five degrees-of-freedom (DOFs) per node of the element are appended with a drilling DOF to accommodate the transformation of the local stiffness and mass matrices to the global coordinates. The vehicle is modeled as a single or two-DOF system. A single-span prestressed Tee beam and two-span prestressed box-girder bridge are studied as the two numerical examples. The effects of prestress forces on the natural frequencies and dynamic responses of the bridges are investigated.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제34권6호
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• pp.719-738
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• 2010

The aim of this paper concerns with the nonlinear analysis of cable-stayed bridges including the vibration effect of cable stays. Two models for the cable stay system are built up in the study. One is the OECS (one element cable system) model in which one single element per cable stay is used and the other is MECS (multi-elements cable system) model, where multi-elements per cable stay are used. A finite element computation procedure has been set up for the nonlinear analysis of such kind of structures. For shape finding of the cable-stayed bridge with MECS model, an efficient computation procedure is presented by using the two-loop iteration method (equilibrium iteration and shape iteration) with help of the catenary function method to discretize each single cable stay. After the convergent initial shape of the bridge is found, further analysis can then be performed. The structural behaviors of cable-stayed bridges influenced by the cable lateral motion will be examined here detailedly, such as the static deflection, the natural frequencies and modes, and the dynamic responses induced by seismic loading. The results show that the MECS model offers the real shape of cable stays in the initial shape, and all the natural frequencies and modes of the bridge including global modes and local modes. The global mode of the bridge consists of coupled girder, tower and cable stays motion and is a coupled mode, while the local mode exhibits only the motion of cable stays and is uncoupled with girder and tower. The OECS model can only offers global mode of tower and girder without any motion of cable stays, because each cable stay is represented by a single straight cable (or truss) element. In the nonlinear seismic analysis, only the MECS model can offer the lateral displacement response of cable stays and the axial force variation in cable stays. The responses of towers and girders of the bridge determined by both OECS- and MECS-models have no great difference.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권4호
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• pp.485-507
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• 2018

The moving load causes the occurrence of vibrations in civil engineering structures such as bridges, railway lines, bridge cranes and others. A novel engineering method for separation of the variables in the differential equation of the elastic line of Bernoulli-Euler beam has been developed. The method can be utilized in engineering structures, leading to "a beam under moving load model" with generalized boundary conditions. This method has been implemented for analytical study of the dynamic response of the metal structure of a single girder bridge crane due to the telpher movement along the bridge girder. The modeled system includes: a crane bridge girder; a telpher, moving with a constant horizontal velocity; a load, elastically fixed to the telpher. The forced vibrations with their own frequencies and with a forced frequency, due to the telpher movement, have been analyzed. The loading resulting from the telpher uniform movement along the bridge girder is cyclical, which is a prerequisite for nucleation and propagation of fatigue cracks. The concept of "dynamic coefficient" has been introduced, which is defined as a ratio of the dynamic deflection of the bridge girder due to forced vibrations, to the static one. This ratio has been compared with the known from the literature empirical dynamic coefficient, which is due to the telpher track unevenness. The introduced dynamic coefficient shows larger values and has to be taken into account for engineering calculations of the bridge crane metal structure. In order to verify the degree of approximation, the obtained results have been compared with FEM outcomes. An additional comparison has been made with the exact solution, proposed by Timoshenko, for the case of simply supported beam subjected to a moving force. The comparisons show a good agreement.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.175-188
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• 2012

본 연구에서는 개구제형 트윈 거더 교량의 곡률에 따른 상부수평브레이싱 부재력 산정식의 적절성 및 적용성을 검토하였다. 이를 위해 3경간 연속교를 대상으로 곡률반경을 50m에서 1,200m로 변화시켜 상부수평브레이싱의 부재력 산정식과 3차원 유한요소해석을 통한 부재력을 비교하였다. 그리하여 상부수평브레이싱의 공칭부재력을 계산할 수 있는 보정계수를 제안하였다. 특히 상부수평브레이싱 수직재 부재력 산정식은 3차원 유한요소해석결과와 잘 부합하지 않는 것으로 나타났는데, 이는 가로보의 유무에 따른 교축직각방향 강성의 영향이라 판단된다. 그리고 사재와 수직재의 휨, 비틀림, 뒤틀림 및 수평분력의 영향을 곡률별로 도식화하여 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.138-141
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• 2006

Shear wall-frame system is one of the most, if not the most, popular system for resisting lateral loads. The core is the primary lateral load-resisting systems, the perimeter frame is designed for gravity loads, and the connection between perimeter frame and core is generally a shear connection. Specially, single plate shear connection have gained considerable popularity in recent years due to their ease of fabrication and erection. Single plate shear connection should be designed to satisfy the dual criteria of shear strength and rotational ductility. An experimental program was undertaken to evaluate seismic behavior of single plate shear connection. The main test variable is the reinforcing detail of connection. Through the experimental program, the cyclic behavior of typical and reinforcing single plate shear connection was established.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권6호
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• pp.577-589
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• 2019

In this study, on-site testing was carried out to investigate the vibration performance of a composite steel-bar truss slab with steel girder system. Ambient vibration was performed to capture the primary vibration parameters (natural frequencies, damping ratios, and mode shapes). The composite floor possesses low frequency (< 10 Hz) and damping (< 2%). Based on experimental, theoretical, and numerical analyses on natural frequencies and mode shapes, the boundary condition of SCSC (i.e., two opposite edges simply-supported and the other two edges clamped) is deemed more reasonable for the composite floor. Walking excitations by one person (single excitation), two persons (dual excitation), and three persons (triple excitation) were considered to evaluate the vibration serviceability of the composite floor. The measured acceleration results show a satisfactory vibration perceptibility. For design convenience and safety, a crest factor ${\beta}_{rp}$ describing the ratio of peak acceleration to root-mean-square acceleration induced from the walking excitations is proposed. The comparisons of the modal parameters determined by ambient vibration and walking tests reveal the interaction effect between the human excitation and the composite floor.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.217-224
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• 2005

모드자료를 이용한 SI기법을 효과적으로 적용하기 위하여 최적 모델을 선택하는 방법을 제안하였다. 축소된 유한요소 모델 대신 가능한 상세한 유한요소 모델을 정하고 SI기법으로 식별하였다. 다만 미지변수의 수를 조절하기 위하여 부재그룹 개념을 도입하였다. 최적 모델은 시도된 부재그룹 경우 중에서 최소의 통계적 오차를 갖는 것으로 선택하였다. 본 논문에서는 단경간 box-girder교에 대한 예제 수행을 통하여 제안된 방법을 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1731-1741
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• 2014

교통수요의 증가에 따른 교통혼잡을 피하기 위하여 고가도로와 고속도로, 경전철 등이 활발히 건설되고 있으며, 이에 따라 접속부 등과 같은 곡률반경이 작은 곡선교 구간의 발생이 증가하고 있다. 초기에는 직선형의 주형을 연결하여 곡선을 이루는 방법을 사용하였으나, 공사비의 증가와 미관성 측면에서 용이하지 않아 강재를 사용한 곡선주형이 개발되어 적용되고 있다. 강재의 특성상 기하학적인 형상을 구현하는데 상대적으로 손쉽기 때문에 대부분의 곡선교에서는 강재를 이용한 강박스 거더교를 주로 사용하고 있다. 그러나 강박스 거더교는 초기 공사비가 고가이고, 도장과 같은 지속적인 유지관리가 필요한 문제점을 가지고 있다. 최근에는 I형 강재 플레이트 거더를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있으나 곡선 I형상의 특성상 개단면이고 얇은 플레이트를 사용하기 때문에 비틀림 강성이 매우 작아 안전성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 곡선강교의 대안으로 경제성과 안전성이 확보되는 프리캐스트 PSC 곡선거더가 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 곡선거더를 효율적으로 제작할 수 있는 스마트 몰드 시스템을 개발하고 이를 적용한 2주형 40m 실물교량의 정적 휨 파괴 실험을 통하여 안전성을 확인하고자 한다. 제작단계에서 단일 거더는 곡률반경에 의해 거더의 전도에 대한 안정성이 문제가 있으나 가로보로 연결된 멀티거더는 하중분배가 적절히 이루어지며 안정성이 확보되는 것으로 나타났다. 정적구조 실험결과에서는 균열하중(1,400 kN)이 설계하중(450 kN)의 약 3배 이상 높은 것으로 나타났으며, 허용처짐량에 해당하는 하중은 설계하중의 4배인 1,800 kN에서 발생하여 사용성과 안전성이 모두 확보되는 것으로 나타났다.