• 복합신소재구조학회 논문집
• /
• 제1권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2010

In this paper, A reinforced concrete slab bridges is analyzed by the composite laminates theory. Both the geometry and the material of the cross section of the reinforced concrete slab bridge are considered symmetrical with respect to the mid-surface so that the bending extension coupling stiffness, Bij = 0, and D16 = D26 = 0. Each longitudinal and transverse steel layer is regarded as a lamina, and material constants of each lamina is calculated by the use of rule of mixture. This slab with simple support is under uniformly distributed vertical and axial loads. In this paper, the finite difference method and specially orthotropic laminates theory are used for analysis. The result of specially orthotropic laminates theory analysis is modified to obtain the solution of the beam analysis. The result of this paper can be used for reinforced concrete slab analysis by the engineers with undergraduate study in near future.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제19권3호
• /
• pp.615-633
• /
• 2015

Composite steel-concrete beams are used frequently in situations where axial forces are introduced. Some examples include the use in cable-stayed bridges or inclined members in stadia and bridge approach spans. In these situations, the beam may be subjected to any combination of flexure and axial load. However, modern steel and composite construction codes currently do not address the effects of these combined actions. This study presents an analysis of composite beams subjected to combined loadings. An analytical model is developed based on a cross-sectional analysis method using a strategy of successive iterations. Results derived from the model show an excellent agreement with existing experimental results. A parametric study is conducted to investigate the effect of axial load on the flexural strength of composite beams. The parametric study is then extended to a number of section sizes and employs various degrees of shear connection. Design models are proposed for estimating the flexural strength of an axially loaded member with full and partial shear connection.

• Wind and Structures
• /
• 제18권1호
• /
• pp.83-101
• /
• 2014

Lamps installed on stay cables of cable-stayed bridges may alter the configuration of circular cross section of the cables and therefore result in aerodynamically unstable cable vibrations. The background of this study is a preliminary design of lamp installation on the cable-stayed He-dong Bridge in Guangzhou, China. Force measurements and dynamic response measurements wind tunnel tests were carried out to validate the possibility of cable galloping vibrations. It is observed that galloping will occur and the critical wind velocity is far less than the design wind velocity at Guangzhou City stipulated in Chinese Code. Numerical simulations utilizing software ANSYS CFX were subsequently performed and almost the same results as the wind tunnel tests were obtained. Moreover, the pressure and velocity contours around cable-lamp model obtained from numerical simulations indicated that the upstream steel wire in the preliminary design is the key factor for the onset of the galloping vibrations. A modification for the preliminary design of lamp installation, which suggests to remove the two parallel steel wires, is proposed, and it effectiveness is validated in further wind tunnel tests.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권5호
• /
• pp.477-487
• /
• 2019

Understanding the behavior of skew bridges under the action of earthquakes is quite challenging due to the combined transverse and longitudinal responses even under unidirectional hit. The main goal of this research is to assess the response of skew bridges when subjected to longitudinal and transversal earthquake loading. The effect of skew on the response considering two- and three- span bridges with skew angles varying from 0 to 60 degrees is illustrated. Various pier fixities (and hence stiffness) and cross-section shapes, as well as different abutment's bearing articulations, are also studied. Finite-element models are established for modal and seismic analyses. Around 900 models are analyzed under the action of the code design response spectrum. $Vis-{\grave{a}}-vis$ modal properties, the higher the skew angle, the less the fundamental period. In addition, it is found that bridges with skew angles less than 30 degrees can be treated as straight bridges for the purpose of calculating modal mass participation factors. Other monitored results are bearings' reactions at abutments, shear and torsion demand in piers, as well as deck longitudinal displacement. Unlike straight bridges, it has been typically noted that skew bridges experience non-negligible torsion and bi-directional pier base shears. In a complementary effort to assess the accuracy of the conducted response spectrum analysis, a series of time-history analyses are applied under seven actual earthquake records scaled to match the code design response spectrum and critical comparisons are performed.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.657-665
• /
• 2011

프리캐스트 콘크리트 페널의 일종인 LB-DECK은 콘크리트 교량 바닥판의 시공시 LB-DECK 위에 현장타설되는 콘크리트와 합성 거동하는 영구 콘크리트 거푸집이다. 현행 LB-DECK은 두께가 60 mm인 콘크리트 슬래브와 슬래브 내부에 높이 125 mm인 lattice-girder들의 일부가 매립되어 있는 구조이다. 이러한 LB-DECK은 시공하중에 의해 종방향 균열이 발생하지 않도록 거더 간격이 충분히 작은 교량 바닥판 시공시 주로 적용되고 있다. 이 논문에서는 최근 강박스 교량과 같이 교량 바닥판의 지간장이 긴 교량에 LB-DECK를 적용할 경우 콘크리트 하부에 발생될 수 있는 종방향 균열을 최소화시키기 위하여, LB-DECK의 균열강도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. LB-DECK 콘크리트 슬래브의 두께, lattice-girder의 높이, 그리고 top-bar의 지름을 변수로 하는 8종류 24개의 비합성 보부재와 4가지 종류의 합성 보부재 4개를 제작한 후 정적하중 재하실험을 수행하였다. 실험체에 대한 정적하중 재하 실험을 통해 각 실험체의 균열하중과 극한하중을 평가하였으며, 또한 최종 파괴시까지 중앙부 처짐, top-bar의 변형률, 콘크리트 슬래브의 균열 진전 양상 그리고 최종 파괴 형태를 살펴보았다. 각 실험체로부터 얻은 균열하중의 크기는 탄성해석을 통해 얻은 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트 건조수축이 균열강도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 AEMM 방법을 이용한 장기 거동 해석을 수행하였다. 실험 결과를 토대로, 지간장이 긴 교량 바닥판에 LB-DECK 적용시, 균열 발생을 예방할 수 있도록 LB-DECK 콘크리트 슬래브의 균열강도와 설계상세를 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권4호통권33호
• /
• pp.659-672
• /
• 1997

합성 박스형 교량의 비선형 온도분포로부터 유발되는 열응답(thermal response)은 여러 변수들의 영향을 받는다( 기상조건, 재료상수, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 등). 본 논문에서는 계절, 교량의 위치 및 방향, 단면형상 그리고 몇 가지 재료특성치의 변화가 합성 박스형 교량의 축변형 곡률 및 응력에 미치는 영향 파악을 위해 매개변수해석을 수행하였으며, 이 해석을 수행하기 위한 2차원 시간 종속적 유한요소모델에 대해 간략히 언급하였다. 먼저, 매개변수들이 하루동안의 곡률 변화에 미치는 영향에 대해 고려하고, 최대 곡률을 나타내는 시간의 합성 박스형 단면의 은도 및 응력분포에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 최종적으로, 이 매개변수들의 변화가 온도에의한 축변형, 곡률 및 응력의 일최대값에 미치는 영향에 대해 고려하였다. 온도에의한 영향은 경우에따라서는 사하중이나 활하중이 구조물에 주는 영향만큼 클 수 있고 또한 강합성교의 설계시 바닥판 콘크리트 슬래브와 강재들보와의 온도차를 $10^{\circ}C$로 가정하고, 동시에 온도의 분포가 콘크리트 슬래브단면과 강재들보단면에서 일정하다고 가정하고 구한 온도응력은 실제 온도하중의 영향을 과소평가할 수 있다.

• Wind and Structures
• /
• 제35권4호
• /
• pp.255-268
• /
• 2022

Light-weight or low-damped structures may encounter the unsteady galloping instability that occurs at low reduced wind speeds, where the classical quasi-steady assumption is invalid. Although this unsteady phenomenon has been widely studied for rectangular cross sections with one side perpendicular to the incidence flow, the effect of the mean wind angle of attack has not been paid enough attention yet. With four sectional models of different side ratios and geometric shapes, the presented research focuses on the effect of the wind angle of attack on unsteady galloping instability. In static tests, comparatively strong vortex shedding force was noticed in the middle of the range of flow incidence where the lift coefficient shows a negative slope. In aeroelastic tests with a low Scruton number, the typical unsteady galloping, which is due to an interaction with vortex-induced vibration and results in unrestricted oscillation initiating at the Kármán vortex resonance wind speed, was observed for the wind angles of attack that characterize relatively strong vortex shedding force. In contrast, for the wind angles of attack with relatively weak shedding force, an "atypical" unsteady galloping was found to occur at a reduced wind speed clearly higher than the Kármán-vortex resonance one. These observations are valid for all four wind tunnel models. One of the wind tunnel models (with a bridge deck cross section) was also tested in a turbulent flow with an intensity about 9%, showing only the atypical unsteady galloping. However, the wind angle of attack with the comparatively strong vortex shedding force remains the most unfavorable one with respect to the instability threshold in low Scruton number conditions.

• 구강회복응용과학지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.145-155
• /
• 2002

본 연구에서는 knitted glass fabric 강화 레진에 대한 치과보철소재로서의 적용가능성을 평가하기 위한 목적으로, 가장 높은 수준의 교합하중이 작용하게 되는 구치부 3본 고정성국소의치에 이 재료를 사용하는 경우에 대해 해석을 수행하였다. 우선 구치부3본 고정성국소의치에 대해 knitted glass fabric 강화 레진을 적용한 두 가지 설계 개념을 상정하였고, 각 설계형상에 대한 유한요소해석을 하였다. 강도 평가를 위해서75N의 생리적인 반복 수직 교합 하중 조건을 부여, 보철물에 유도되는 국소응력을 피로강도측면에서 고찰하였다. 각각의 설계에는 knitted glass fabric을 모재로 하고 보강재로 unidirectional 형의 glass 복합재가 사용되었다. 본 연구에서 개념설계 된 두 가지의 3본 고정성국소의치는 수직 교합 하중 75N 에 대해 충분한 강성과 강도를 가진 것으로 분석되었다. 가공치와 knitted caps사이의 연결 부위에서 국소적인 응력 집중이 관찰되었으나 그 크기는 재료의 피로강도 범위 이내였으며 국소적인 설계변경을 통하여 응력분포를 더욱 개선할 수 있을 것으로 추정하였다. 본 연구를 통해 knitted glass fabric 은 새로운 치과 보철 소재로서의 그 가능성이 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제11권3호
• /
• pp.117-125
• /
• 2011

하상의 변동은 저수지와 취수용 보 등 저류용도의 구조물의 저류능력을 감소시키고 제방과 교각의 안전도를 저하시키거나 하천시설물의 사용에 문제를 발생시킨다. 따라서 하상의 변동양상을 파악하는 것은 이수, 치수 및 하천환경면에서 모두 중요하다. 본 연구에서는 충청남도 부여군 은산면 회곡리에 위치한 지천교 부근의 지천 하류부를 대상구간으로 선정하였다. 2003년 11월 7일에 총길이 1,320m의 구간에서 14개의 지점을 종 횡단 측량하였고, 2004년 6월 24일과 2004년 9월 24일에 같은 구간을 다시 측량하여 약 1년 동안 실제하상의 변화를 분석하였다. 이 결과를 1차원 HEC-6 모형과 준2차원 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 비교 분석하였다. 계산을 위한 지형자료는 2003년 11월 7일의 하천 측량 자료를 이용하여 구성하였으며, 상류단 유입유량과 하류단 수위-유량자료는 지천교의 구룡수위표 자료를 이용하였다. 모형의 적용결과 유사량 산정공식은 Toffaleti공식이 다른 유사량 공식에 비해 지천하류부의 최심하상 변동을 잘 모의하고 있는 것으로 나타났다. GSTARS 3.0 모형의 경우, 전반적으로 유관 1개를 사용하여 계산한 결과가 유관 3개, 5개를 사용한 결과보다 실측치에 근접하였으며, 지천과 같이 흐름폭이 넓지 않은 하천에서의 GSTARS 3.0 모형은 유관 개수가 여러 개일 때 적용성이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 지천하류부의 대상구간에 HEC-6와 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 1년간 하상변동에 따른 측량성과의 비교 결과, 실측 최심하상과 큰 차이를 나타내지는 않는 것으로 분석되어, 지천하류부의 하상변동 예측에 적용성이 있다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.671-680
• /
• 2007

본 연구에서는 연속 2-거더교에서 하부 수평브레이싱의 유 무에 따른 하중분배효과를 파악하기 위하여 실제 교량으로부터 1/5 축소 제작된 모형 교량을 이용하여 재하 실험을 수행하였다. 실험 결과에 의하면 편재하된 하중에 대해 수평브레이싱이 설치되면 바닥판과 가로보의 구조적 기능이 향상되어 하중의 분배효과가 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 해석모델을 사용하여 수평브레이싱 유 무에 따른 하중분배율을 정량적으로 평가해 본 결과, 수평브레이싱이 미설치된 경우는 대부분 바닥판에 의해 편재하 하중의 21% 정도가 반대측 거더로 전달되었고, 설치된 경우는 가로보와 브레이싱, 그리고 바닥판 모두 하중분배에 기여하여 하중분배효과가 1.7배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이는 수평브레이싱이 설치로 인해 가로보와 바닥판, 그리고 수평브레이싱 부재가 유사폐합단면을 구성하여 시험체의 비틂 강성이 증가되기 때문으로 분석되었다.