• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.427-436
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• 2017

This paper presents an experimental and analytical investigation on the behavior of a U-shaped girder subjected to operation, cracking and ultimate loads. A full-scale destructive test was conducted on a U-shaped girder to study the cracking process, load-carrying capacity, failure mechanism and load-deformation relationships. Accordingly, the tested U-shaped girder was modeled using ANSYS and a non-linear element analysis was conducted. The investigation shows that the U-shaped girder meets the specified requirements of vertical stiffness, cracking and ultimate load capacity. Unfavorable torsional effect is tolerable during operation. However, compared with box girders, the U-shaped girder has a more transverse mechanical effect and longitudinal cracks are apt to occur in the bottom slab.

• 토지주택연구
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• 제2권2호
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• pp.183-188
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• 2011

최근 건설되는 터널의 심도가 깊어져 난공사 구간이 증가되며, 초장대 터널의 증가로 터널 기술 개발이 필요해지고 있다. 터널의 기술개발의 하나로 터널 강지보재로 사용되는 높이 95mm 격자지보재에 사용되는 스파이더를 최적화하여 U자형과 보강재스파이더를 개발하였다. 개발된 격자지보재의 하중지지력을 평가하기 위하여 국내에서 사용되는 4절점 휨강도 실험을 실시하였으며 실내 실험을 위해 기존 격자지보재와 개발된 격자지보재의 시편을 직선으로 제작하여 실시하였다. 실험 결과 새로운 격자지보재는 기존의 격자지보재에 비하여 하중지지력이 높게 나타났다. 지지력 평가에 의한 시편의 응력-변형 거동을 분석한 결과 기존 격자지보재는 탄소성 거동이 나타났고, 새 격자지보재는 응력연화의 거동이 나타났다. 새 격자지보재는 하중이 가해지는 지점의 위치에 따라 지지력 거동이 달라짐을 알 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.993-999
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• 2008

인구밀집지역인 도심부나 주거지역 인근에서 이루어지는 철도교량 신축에 있어서 급속시공은 매우 의미가 있다. 이러한 신속한 시공과 더불어 교량 거더의 형고의 유동적 조절도 중요하다. 기존 I형 거더는 단면에서 수직방향으로 중립축으로부터 떨어진 모멘트 팔 길이와 긴장력을 이용한 평형을 근간으로 하는 까닭에 형고 조절에 있어 다소 어려움이 있었다. 이에 기존 단일 박스거더의 축소형인 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 보는 긴장력 조절과 콘크리트 압축강도에 따라 경간길이 및 형고 변화가 상대적으로 I형보에 비해 용이하다. 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 거더의 철도교 적용성을 확인하기 위해 지간 30m, 형고 1.7m, 폭 3.63m의 실물크기 거더를 제작하였고 하중재하/변위재하를 이용하여 총 6,200kN의 하중을 유사정적으로 가력하였다. 실험은 4점재하시험으로 하중-변위곡선, 하중-변형율을 이용하여 휨성능을 기본적으로 확인하였고 1차 하중제거와 재재하를 통해 긴장재의 역할을 확인 하였다. 유사정적거동을 본질적으로 확인하기 위해 쉘요소를 이용한 3차원 재료비선형해석을 통하여 실험결과와 평행하게 비교하였다. 콘크리트의 비선형성은 손상-소성모델(Lee & Fenves,1998)을 이용하여 콘크리트 인장/압축 소성연화거동, 인장강화거동을 묘사하였다. 실제 균열패턴과 해석 손상패턴을 비교검토 하였고 하중-변위, 단면에 따른 하중-변형율 관계를 실제 실험결과와 비교검토 하였다. 비선형 해석에 사용된 재료물성치와 해석모델의 보유 탄성에너지 조율은 실제 거더에 가진실험을 통해 획득한 고유주파수를 통하여 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.68-76
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• 2007

본 연구에서는 실내실험을 통하여 U형 강박스거더의 상부 수평브레이싱이 휨 거동에 미치는 영향을 파악하고 기존의 수평브레이싱 설계 제안식에 대한 적정성을 검토하기 위하여, 실제 시공되고 있는 U형 강박스 거더 단면의 2/3정도 되는 캔틸레버 형식의 시험체를 제작하여 휨 실험을 수행하였다. 이로써 수집된 데이터를 분석하여 상부 수평브레이싱의 합리적인 휨 설계식 제안을 위한 기초를 마련하였다. 그리고, 상부 수평브레이싱의 형태 및 패널수의 변화에 따른 휨 실험을 통하여 브레이싱 부재의 응력을 측정하고 Helwig가 제안한 설계식으로 구한 값과 비교한 결과 합리적인 브레이싱의 형태 및 패널 수를 얻을 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.329-338
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• 2024

연구목적: 본 연구는 긴장방식을 복합적으로 적용한 세그멘탈 PSC U형 거더에 대한 해석적 거동을 기반으로 실대형 실험체의 휨 거동 결과를 평가하여 거동의 안전성을 검증하고자 한다. 연구방법: 도로교설계기준 한계상태설계법의 사용한계 및 극한한계상태 설계 결과를 바탕으로 40m 실대형 실험체의 가력하중을 산정하고 이에 대한 4점재하방식 정적 하중재하 실험을 수행하였다. 연구결과: 설계하중, 균열하중 및 극한하중이 작용할 때 해석적 처짐값 대비 97.1%, 98.5% 그리고 79.0%에 해당하는 실험체 처짐이 발생하였다. 설계하중, 균열하중 및 극한하중이 작용할 때 균열계는 각 연결부에서 0.009~0.035mm, 0.014~0.050mm, 6.383~5.522mm로 계측되었다. 결론: 균열하중 재하시까지 실험체는 탄성적으로 거동하였고 균열발생 후 극한하중까지 변형율-경화현상을 보이며 작용하중에 대하여 휨 저항 거동이 뚜렷이 나타났음을 확인하였다. 실대형 실험체 연결부(Dry Joint) 균열은 시설물 상태평가 B등급 기준 25% 미만의 결과로써 연결부의 탄성적 거동을 확인하였고 극한하중 제거 후 최종적 잔류 변형은 0.114mm로써 세그먼트 연결부의 안정적 거동을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.369-378
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• 2024

연구목적: 본 연구는 복합 긴장 방식이 적용된 세그멘탈 PSC U형 거더와 콘크리트 바닥판 슬래브가 합성된 40m 실대형 실험체를 제작하여 동적 거동 실험을 실시하고 수치해석적기법 결과와 비교 검토함으로써 구조적 안정성을 검증하고자 한다. 연구방법: 손상이 없는 실대형 실험체에 impact hammer 타격으로 동적 거동 실험을 실시하여 고유진동수와 감쇠비를 측정하고 수치해석적기법 및 구조물의 일반적인 감쇠비와 상호 비교 검토하였다. 연구결과: 거더와 슬래브 합성단면으로 구성된 수치해석 모델의 고유진동수는 2.561Hz로 계산되었고 실대형 실험체의 고유진동수는 2.670Hz로 계측되었으며 감쇠비는 0.42~0.68%로 산정되었다. 결론: 실대형 실험체 고유진동수는 수치해석 모델의 고유진동수 대비 약 4.3% 증가된 값으로써 실대형 실험체와 수치해석 모델의 질량이 동일하므로(99.97%) 실대형 실험체 강성은 구조적 안전성을 확보하였음을 도출할 수 있으며 결과적으로 실험체의 동적 거동 안정성을 검증하였다. 계측된 감쇠비 0.42~0.68%는 탄성영역의 PSC구조물 감쇠비 0.5~1.0%와 비교하여 볼 때, 안정적 동적 거동임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1161-1167
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• 2015

자기부상철도에서 전체 투자비의 약 70%를 차지하는 가이드웨이의 건설비를 줄이고 미관을 향상시키기 위하여 가이드웨이의 경량화가 요구된다. 그에 따라서 가이드웨이의 변형이 증가하며 그 변형에 의한 부상안정성과 안내성능 영향을 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 가이드웨이의 구조물의 횡변형과 레일의 수평불규칙도에 의한 차량의 안내 특성에의 영향성 분석에 목적을 두고 있다. 이를 위하여 가이드웨이 횡변형을 포함하는 3 차원 모델의 이용이 제안된다. 제안된 가이드웨이와 차량이 통합된 동적 해석 모델을 이용하여 가이드웨이 횡변형에 의한 차량의 안내특성 분석을 수행하였다. 해석 결과 가이드웨이 거더의 횡변형에 의한 효과는 미비하지만 가이드웨이 레일의 횡방향 불규칙도에 대해서는 속도에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 타당한 레일의 횡 불규칙도 설계 공차의 제한이 필요함을 알 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권5호
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• pp.385-402
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• 2004

Nearly 400 composite railway bridge decks of a new kind belonging to the trough type with U-shaped cross section have been constructed in Belgium over the last fifteen years. The construction of these bridge decks is rather complex with the preflexion of precambered steel girders, the prestressing of a concrete slab and the addition of a 2nd phase concrete. Until now, they have been designed with a classical computation method using a pseudo-elastic analysis with modular ratios. Globally, they perform according to the expectations but variability has been observed between the measured and the computed camber of these bridge decks just after the transfer of prestressing and also at long-term. A statistical analysis of the variability of the relative difference between the measured camber and the computed camber is made for a sample of 36 bridge decks using no less than 10 variables. The most significant variables to explain this variability at prestressing are the ratio between the maximum tensile stress reached in the steel girders during the preflexion and the yield strength and the type of steel girder. For the same sample, the long-term camber under permanent loading is computed by two methods and compared with measurements taken one or two years after the construction. The camber computed by the step-by-step method shows a better agreement with the measured camber than the camber computed by the classical method. The purpose of the paper is to report on the statistical analysis which was used to determine the most significant parameters to consider in the modeling in order to improve the prediction of the behaviour of these composite railway bridge decks.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1519-1525
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• 2011

Construction of the coping of reinforced concrete piers is very complicated due to heavy density of rebars and usually exposed to negligent accident. To correct these problems, coping is pre-assembled at the ground in pier coping pre-assembly method and recently a new method of rebar assembling has proposed in this study. For safety assessment of proposed method, small scale model test of railway bridge(PSC U-GIRDER T-shaped pier) was carried out and it was verified that crack pattern, failure mechanism and load resistance capacity are similar between existing method and proposed method. And using analytical approach, linear and non-linear finite element analysis was performed. As a result, it was checked that proposed method has an acceptable structural safety.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.355-363
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• 2016

본 논문은 절곡 제작된 U형 단면 거더의 상부플랜지를 구성하는 자유돌출판의 좌굴거동 특성에 논하고자 한다. 절곡된 판 부재는 둥근 모서리를 가지므로 단면의 유효폭-두께비가 불명확하고 이에 따라 공칭 압축강도를 산정하는 데 모호한 면이 있다. 냉간성형에 의해 둥근 모서리를 갖는 자유돌출판의 등가유효폭을 평가하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 절곡에 따른 재료특성과 기하하적 특성을 반영하였다. 본 변수 해석적 연구로부터 각진 모서리를 갖는 일반적인 자유돌출판의 좌굴강도와 비교 분석하여 등가유효폭-두께비를 추정하였다. 국내 설계기준의 공칭 좌굴강도식이 근거하고 있는 이론식과의 비교를 통해 기준공식의 적용 방안에 대해 검토하였다.