• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.427-440
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• 2013

A growing need has developed in the United States to obtain more specific knowledge on the structural integrity of infrastructure due to aging service lives, heavier and more frequent loading conditions, and durability issues. This need has spurred extensive research in the area of structural health monitoring over the past few decades. Several structural health monitoring techniques have been developed that are capable of locating damage in structures using modal strain energy of mode shapes. Typically in the past, bending strain energy has been used in these methods since it is a dominant vibrational mode in many structures and is easily measured. Additionally, there may be cases, such as pipes, shafts, or certain bridges, where structures exhibit significant torsional behavior as well. In this research, torsional strain energy is used to locate damage. The damage index method is used on two numerical models; a cantilevered steel pipe and a simply-supported steel plate girder bridge. Torsion damage indices are compared to bending damage indices to assess their effectiveness at locating damage. The torsion strain energy method is capable of accurately locating damage and providing additional valuable information to both of the structures' behaviors.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.1537-1542
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• 2007

본 논문에서는 기존 I형강 매입형 강합성 바닥판을 기본으로 새로운 형식의 초간편 강합성 바닥판 거더패널을 제시하여 가설중 거동에 대해 연구하였다. 범용해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 바닥판을 구성하는 인자에 대하여 영향을 평가하였다. 하부강판과 I형강의 용접량 변화, 1형강의 복부에 유공 유무, 유공의 위치변화에 대해 평가하였다. 또한 모델링의 합리적 검증을 위해 수계산, Shell요소, Solid요소 모델을 사용하여 비교하였다. 그 결과 하부강판과 I형강의 용접량 변화시 전체용접에 비해 부분용접시 지간 중앙부 단면에서 최대 휨 인장응력이 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 유공이 있는 경우 유공이 없는 경우보다 처짐량이 약간 증가함을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권5호
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• pp.479-500
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• 2022

In this study, a new type of isolation bearing is proposed by combining S-shaped steel plate dampers (SSDs) with a spherical steel bearing, and the seismic control effect of a five-span standard high-speed railway bridge is investigated. The advantages of the proposed S-shaped steel damping friction bearing (SSDFB) are that it cannot only lengthen the structural periods, dissipate the seismic energy, but also prevent bridge unseating due to the restraint effectiveness of SSDs in the large relative displacements between the girders and piers. This study first presents a detailed description and working principle of the SSDFB. Then, mechanical modeling of the SSDFB was derived to fundamentally define its cyclic behavior and obtain key mechanical parameters. The numerical model of the SSDFB's critical component SSD was verified by comparing it with the experimental results. After that, parameter studies of the dimensions and number of SSDs, the friction coefficient, and the gap length of the SSDFBs were conducted. Finally, the longitudinal seismic responses of the bridge with SSDFBs were compared with the bridge with spherical bearing and spherical bearing with strengthened shear keys. The results showed that the SSDFB can not only significantly mitigate the shear force responses and residual displacement in bridge substructures but also can effectively reduce girder displacement and prevent bridge unseating, at a cost of inelastic deformation of the SSDs, which is easy to replace. In conclusion, the SSDFB is expected to be a cost-effective option with both multi-stage energy dissipation and restraint capacity, making it particularly suitable for seismic isolation application to high-speed railway bridges.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권3호
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• pp.235-245
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• 2007

선체의 갑판부와 선저부 그리고 해양구조물의 기본적인 구조는 보강판이다. 보강판넬은 한쪽방향으로 위치한 보강재 혹은 종/횡 방향으로 복잡하게 위치한 구조를 이루고 있으며, 후자의 모델을 그릴리지 구조라고 부른다 선체구조설계 단계에서 선박의 종강도 평가는 가장 중요한 항목이다. 일반적으로, 극심한 해상상태에 놓인 선박의 선저부에는 호깅조건에 의해 발생되는 횡모멘트에 기인하여 압축하중이 작용하게 되며, 이와 동시에 수압하중 작용으로 인한 국부휭모멘트가 작용된다. 본 논문에서는, 구조해석 결과의 검증을 위해서 여러 가지 해석프로그램 및 현재 사용되고 있는 선급룰과의 비교를 하여 횡하중의 영향에 따른 압축최종강도에 대해 분석하고, 여러 가지 설계변수를 변화하여, 각각의 영향을 검토하고, 최종적으로 조합하중 조건에서의 횡하중의 영향에 대해서 분석하였다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 최종한계상태설계법에 기반을 두고, 조합하중이 작용하는 선체보강판의 구조강도 거동에 대해서 하중성분에 대한 관계를 고찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.735-742
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• 2006

실 설계에서 적용되는 강곡선 플레이트거더교의 기하학적인 설계범위 내에서 횡방향변형이 충분히 지지된 강곡선 플레이트거더 복부판의 극한전단강도는 비록 직선복부판에 비해 후좌굴강도는 감소할지라도 탄성좌굴강도가 상대적으로 증가한다. 또한 강곡선 플레이트거더 복부판의 극한전단강도는 후좌굴강도를 포함한 직선플레이트거더 복부판의 극한전단강도와 같은 크기를 발현하고 있음이 여러 연구를 통해서 입증되었다. 본 연구에서는 강곡선 플레이트거더 복부판이 극한전단강도를 발현하기 위한 중간수직보강재의 소요강성에 관한 수치해석연구를 수행하였다. 수치해석결과로부터 후좌굴거동이 존재하는 강곡 선플레이트거더 복부판이 후좌굴강도를 충분히 발현하기 위해서는 현행 Guide Specifications(AASHTO, 2003)의 중간수직보강재 강성이 후좌굴거동 시에 단순지지역할을 하기에는 부족한 것으로 조사되었으며, 이를 기초로 전단좌굴강도비에 따른 소요강성식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.146-152
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• 2020

본 연구는 강교량의 폐합부재 등 시각적으로 탐지하기 어려운 부위의 강재에 대한 손상을 탐지하기 위한 방법을 개발하기 위한 목적의 기초연구이다. 여러 비파괴 방법들 중에서 초음파 속도법을 활용하여 두께가 다른 시편에 대해서 초음파 속도법을 실시하여, 평균 매질내 전파속도를 도출하였고, 이를 활용하여 강재 부재에 대한 회귀분석을 실시하였다. 동일한 재료일 경우 회귀분석의 결과를 활용하면 다른 부재의 두께를 도출할 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 광범위한 범위를 스캐닝하기 위해 200 mm/s로 이동하는 연속스캐닝 기법을 검토하였고, 두께가 변화는 부재의 두께를 효과적으로 예측할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.221-232
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• 2009

본 논문에서는 압엽형강(H형강)을 이용한 초간편 강합성 교량에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하여, 다양한 하중조건에 따른 하중분배값을 검토하였다. 유한요소해석에는 범용구조해석 프로그램 ABAQUS(2007)가 사용되었다. 하중분배계수 검토에 고려된 변수로는 콘크리트 슬래브 두께, 강판 두께, 주형길이, 바닥판 폭, 그리고 교량 연속성이 적용되었다. 해석을 통해 얻어진 하중 분배율은 AASHTO Standard 와 LRFD 설계기준의 제안식 및 기존 연구자들이 제안한 식들과 비교 검토되었다. AASHTO Standard는 매우 안전측의 하중분배율을 제안하고 있으며, AASHTO LRFD의 경우 내측주형의 경우 유사한 결과를 나타내기도 했으나 외측주형의 경우 대부분의 경우 큰 값을 나타내었다. 본 연구를 통해 제안된 하중분배값은 유한요소해석 결과를 토대로 안전측으로 제안되었으며, 설계변수별 상세설계에 적용가능하다. 또한 본 논문에서는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 간편성을 극대화하고 안전성을 고려하여 내측주형의 경우 0.42, 외측주형의 경우 0.32를 제안하였다. 본 연구내용에 검토된 매개변수 범위 내에서 간편 하중분배값의 적용이 가능하며, 본 연구의 결과는 초간편 강합성 H형강 교량의 설계 및 시공 활성화에 크게 기여할 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제3권3호
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• pp.373-384
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• 2007

For structural health monitoring (SHM) of civil infrastructures, displacement is a good descriptor of the structural behavior under all the potential disturbances. However, it is not easy to measure displacement of civil infrastructures, since the conventional sensors need a reference point, and inaccessibility to the reference point is sometimes caused by the geographic conditions, such as a highway or river under a bridge, which makes installation of measuring devices time-consuming and costly, if not impossible. To resolve this issue, a visionbased real-time displacement measurement system using digital image processing techniques is developed. The effectiveness of the proposed system was verified by comparing the load carrying capacities of a steel-plate girder bridge obtained from the conventional sensor and the present system. Further, to simultaneously measure multiple points, a synchronized vision-based system is developed using master/slave system with wireless data communication. For the purpose of verification, the measured displacement by a synchronized vision-based system was compared with the data measured by conventional contact-type sensors, linear variable differential transformers (LVDT) from a laboratory test.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1697-1702
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• 2010

It has been recognized for decades that the spherical bearing which is sliding on curved surface in the intrinsic behavior is optimized for the railway bridge requiring a large slope deflection. However, the spherical bearing is easily corrosived at the PSC girder bridge which is exposed to the outside so the normal function of bridge bearing is not fulfilled fully. It is common that the corrosion is happened at the operating plate of steel bridge bearing and generally it is necessary to replace the bridge bearing after 20~25 years. Accordingly, It costs multi billion dollars for maintenance each year and the necessity of improvement become a issue. Korea Rail Network Authority(KR) suggested to apply the Elastomeric bearing instead of Spherical bearing through the task of construction site of 2006. But the normal Elastomeric bearing is optimized for the Highway bridge so it needs the special consideration to satisfy each design condition required by railway bridge. As the result of examination of Elastomeric bearing at the railway bridge construction site, the stress is decreased by effective dispersion of earthquakes and the maintenance fee is also decreased.