• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.44-50
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• 2019

잔교식 안벽의 수중부는 접근이 쉽지 않아서 손상확인이 어려운 곳인데, 최근들어 태풍과 지진이 빈번하게 발생하고 있어 잔교식 안벽 수중부 구조물의 손상 누적으로 인한 붕괴가 우려되는 상황이다. 잔교식 안벽의 붕괴를 방지하고 체계적으로 유지관리하기 위한 방안으로 FBG 센서를 이용한 적용 방법과 안전성 평가 방법을 연구하였다. 잔교식 안벽에 파일로 사용되는 원형 강관에 대한 FBG 센서의 적용 방안을 확인하기 위해 실내실험을 실시하고, 센서를 용접하여 부착하는 방법으로 적용해야 하는 것을 확인하였다. 잔교식 안벽에 대한 구조해석을 수행하여 FBG 센서를 부착하기 위한 최적의 부착위치를 확인하였다. 고정하중에 대한 응력을 구조해석을 하여 계산하고, FBG 센서를 통해 얻은 데이터를 이용하여 활하중에 대한 응력을 계산한 다음에 두 응력을 더해서 파일에 작용하고 있는 응력을 계산하였다. 계산한 응력을 허용응력과 비교하여 파일의 안전성 평가를 수행하였다. 본 연구는 잔교식 안벽의 안전성을 실시간으로 평가하는 방안을 찾기 위한 기초 연구로 수행되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.1-9
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• 2018

일반적인 플랜트 산업에서의 파이프라인은 지지형식으로만 구조설계를 하고 있으며 시공방법이 용접에 의한 단순접합방법을 선호하고 있다. 그러나 플랜트 산업 특성상 용접 불꽃에 의한 화재발생시 매우 위험함으로 통상적인 고장력 볼트 접합을 단순화하여 내진성능이 확보되는 파이프랙 접합방식을 개선하는 연구이다. 연구결과 H-Beam 대 H-Beam의 접합기술의 향상과, 내진성능이 향상된 파이프랙 구조기술 개발, 파이프랙 제작 및 설치 시간 단축 기술 개발, 다양한 방법의 철 구조물 설치 기술 개발, 적용분야 확대에 따른 기술의 접근성 향상이라는 효과를 얻을 수 있다. 경제적 측면에서는 기존 파이프랙 공법에 비해 현장설치 공정 축소로 인건비 및 장비비 절감 효과를 기대할 수 있으며, 자재비의 경우 H-Beam 연결을 위한 고장력 볼트의 수량 감소효과 대비 대량생산을 위한 금형비용 발생으로 원가가 절감될 수 있다. 안정성 측면에는 기존의 현장설치에서 나타났던 다소 큰 위험성 요소를 최소화시킬 수 있는 공장제작 공정을 통해 접합 작업자의 안정성을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.488-496
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• 2023

선박 및 교량 구조물은 일종의 길이가 긴 박스형 구조로서 수직 굽힘 모멘트에 대한 저항력이 설계의 주요 인자이다. 특히 선박 거더는 반복적으로 불규칙적인 파랑하중에 장시간 노출되어 있기 때문에 구조부재의 연속 붕괴 거동을 정확하게 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 순수 휨모멘트를 받는 박스거더의 하중 변화에 따른 좌굴을 포함한 소성 붕괴 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 분석대상은 Gordo 실험에서 사용한 세 가지 박스거더로 선정하였다. 구조강도 실험 결과와 비선형 유한요소해석에 의한 결과를 비교하여 차이가 발생하는 원인에 대해서 고찰하였다. 본 논문에서는 카본스틸 재료의 제작 시 필연적으로 사용하는 용접열에 의한 초기 처짐의 영향을 반영하기 위하여 전체와 국부적인 처짐 형상의 조합을 제안하였고, 이 결과는 실험 결과와 거동 및 최종강도 추정율이 7% 이내에서 잘 일치하고 있었다. 논문에서 검토한 절차 및 초기 처짐 구성에 대한 내용은 향후 유사 구조물의 최종강도를 분석하는데 좋은 지침으로 사용할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.953-962
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• 1987

본 연구에서는 국산 구조용강의 SM 45C 와 SUS 304 재를 최고 강도치가 나타 나는 압접조건하에서 압접하여 우재료의 용착금속부, 열영향부, 각 모재부 소정의 장 소에 미소원공을 가공한 시험편을 토대로 피로크랙의 발생 및 전파거동을 응력 레벨의 고저를 고려하여 고찰하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권4호
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• pp.25-33
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• 2018

In regard to modular systems, new methods, as well as middle and high-story unit design ideas, are currently being studied. These studies need to focus on the enhanced stiffness and seismic performance of these connections, and see that the development of fully restrained moment connections can improve the seismic performance. For this reason, this study evaluates the performance of the connections of the ceiling bracket-typed modular system through repeated loading tests and analyses. In order to compare them with these modular units, new unit specimens with the bracket connection being different from that of the traditional modular unit specimens were designed, and the results of repeated loading tests were analyzed. In the traditional units, the structural performances of both welding connection and bolt connection were evaluated. In regard to the testing results, the initial stiffness of the hysteresis curve was compared with the theoretical initial stiffness, and the features of all specimens were also analyzed with regard to the maximum moment. In addition, the test results were examined with regard to the connection flexural strength of the steel special moment frame specified under the construction criteria KBC2016. The connections, which were proposed in the test results, were found to be fully restrained moment connections for designing strong column-weak beams and meeting the requirements of seismic performance of special moment frames.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.127-132
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• 2002

Recent deepwater offshore structures in Gulf of Mexico utilize butt welded tubular joints. Application of welded tubular joint includes tendons, production risers, and steel catenary risers. Fatigue life assessment of these joints becomes more critical because the structures to which they are attached are allowed to undergo cyclic and sometimes large displacements around an anchored position. Estimating the fatigue behavior of these tubular members in the design stage is generally conducted by using S-N curves specified in the codes and standards. Applying the stress concentration factor of the welded structure to S-N approach often results in very conservative assessment because the stress field acting on the tubular has a non-uniform distribution through the thickness. Fracture mechanics and fitness for service (FFS) technology have been applied in the design of the catenary risers. This technology enables the engineer to establish proper requirements on weld quality and inspection acceptance criteria to assure satisfactory structural integrity during its design life. It also provides guidance on proper design curves to be used and a methodology for accounting for the effects of non-uniform stress distribution through the wall thickness. An attempt was made to develop set of S-N curves based on fracture mechanics approach by considering non-uniform stress distribution and a threshold stress intensity factor. Series of S-N curves generated from this approach were compared to the existing S-N curves. For flat plate butt joint, the S-N curve generated from fracture mechanics matches with the IIW class 100 curve when initial crack depth was 0.5 mm (0.02"). Similar comparison with API X′ was made for tubular joint.. These initial crack depths are larger than the limits of inspection by current Non-destructive examination (NDE) means, such as Automatic Ultrasonic Inspection (AUT). Thus a safe approach can be taken by specifying acceptance criteria that are close to limits of sizing capability of the selected NDE method. The comparison illustrates conservatism built into the S-N design curve.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.253-259
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• 2018

2014년 2월 여객선의 타두재 상단 너트가 풀려 타가 작동하지 않은 사고가 발생하였다. 많은 여객과 화물의 이동을 목적으로 하는 여객선의 조타 장치 사고로 인한 인명사고는 통계에 의하면 2010~2016년 0명이지만 조타장치의 고장으로 선박의 요건인 이동성을 갖추지 못한다면 물살이 거센 해역이나 출입항 선박이 많은 협수로에서는 선박의 조종에 대한 제약으로 인명사고의 비율이 높은 전복 사고나 충돌 사고로 발전할 수 있다. "선박안전법" 및 관련 고시인 "강선의구조기준"에는 타판과 타심재의 체결에 관련된 내용은 기준화 되어있으나 타 빠짐의 원인이 되는 상부 타두재와 너트의 체결에 대해서는 별도의 법령이 없다. 사고 이후 한국선급은 강선규칙 5편 제7장에 결합방법에 대해 개정을 하였다. 목포항과 주변 섬을 운항하는 여객선 12척에 대한 현장조사 결과 대부분 C형타 2개가 설치된 구조였으며, 체결방법으로는 9척이 용접에 의한 체결 방법을 적용하고 있었고 선박 자체적으로 예방 점검을 위해 체결 개소에 접근하기 어려운 구조로 되어 있었다. 1년에 한 번씩 타를 들어 올리거나 빼내야 하는 여객선의 특성을 고려하여 동종 사고를 방지할 수 있는 방안에 대해서 NAS 3350 시험을 통해 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.815-826
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• 1994

신설교양(新設橋梁)이 기존(旣存)의 도로(道路)나 철도(鐵道) 또는 하천(河川)을 횡단(橫斷)하는 경우에 지형적(地形的)인 여건(與件)으로 인하여 사교(斜橋)(skew bridge)의 건설(建設)이 불가피한 경우가 흔히 있게 된다. 강상판(鋼床板)은 최근(最近) 구조용강재(構造用鋼材)의 품질향상(品質向上), 용접기술(熔接技術)의 발달(發達)에 힘입어 사하중(死荷重)의 감소(減少) 및 공기단축(工期短縮) 등을 위하여 특히 장대교(長大橋)의 바닥판으로 널리 사용되어지고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 강상판(鋼床板)을 정교(精巧)한 유한요소(有限要素)로 모델링하여 사각(斜角)에 따른 정적거동(靜的擧動)의 변화(變化)률 범용(汎用) 유한요소해석(有限要素解析)프로그램인 SAP90을 사용하여 분석(分析) 고찰(考察)하였다. 유한요소분석(有限要素分析)을 통하여 상판(床板)의 사각(斜角)이 $90^{\circ}{\sim}30^{\circ}$ 사이로 변화(變化)할 때에 발생(發生)되는 예각부(銳角部)와 둔각부(鈍角部) 및 중앙부(中央部)에서의 거동(擧動)을 등방성평판(等方性平板)과 직교이방성평판(直交異方性平板)에 대하여 비교분석(比較分析)하였다. 해석결과(解析結果)로부터 사각(斜角)을 갖는 원판(原板)은 등방성(等方性), 직교이방성(直交異方性)에 상관없이 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트, 반력(反力) 및 처짐이 상판(床板)의 중앙부(中央部)에 비하여 그 값이 크게 나타났으며, 특히 $45^{\circ}$이하(以下)의 사각(斜角)에서는 그 차이(差異)가 매우 크게 발생(發生)함을 알 수 있었다. 또한 $55^{\circ}$이하(以下)로 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 상판(床板) 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트가 중앙부(中央部)의 모멘트 크기를 초과(超過)하며, 그 차이(差異)는 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 현저하게 커짐을 확인하였다. 본(本) 연구(硏究)에서는 사각(斜角)의 사각(斜角)에 따른 거동특성(擧動特性)에 대한 정량적(定量的)인 평가(評價)를 하고, 사교(斜橋)에 있어서 위약부위(脆弱部位)와 사각(斜角)의 한계(限界)를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.346-351
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• 2018

금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion)방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 $30{\mu}m$ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 $28.7{\mu}m$, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 $85.3{\mu}m$로 측정되었다.