• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권5호
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• pp.711-722
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• 2020

In this study, on-site testing was carried out to investigate the vibration serviceability of a composite steel-bar truss slab with steel girder system. Impulse excitations (heel-drop and jumping) and steady-state motion (walking and running) were performed to capture the primary vibration parameters (natural frequency and damping ratio) and distribution of peak acceleration. The composite floor possesses low frequency (<8.3Hz) and damping ratio (<2.47%). Based on experimental, theoretical, and numerical analyses on fundamental natural frequency, the boundary condition of SCSS (i.e., three edges simply supported and one edge clamped) is deemed more comparable substitutive for the investigated composite floor. Walking and running excitations by one person (single 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 β_rp describing the ratio of peak acceleration to root-mean-square acceleration induced from the walking and running excitations is proposed. The comparisons of the modal parameters determined by walking and running tests reveal the interaction effect between the human excitation and the composite floor.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.742-752
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• 2017

본 논문은 중공슬래브 교량의 장점을 극대화하여 프라캐스트로 제작된 PSC-I거더의 단순한 조립을 통해 중공슬래브를 형성시키는 교량공법을 제안하고 이를 검증하였다. 하천이나 단지 내 교량과 같이 저형고 거더교가 요구되는 현장에 고가인 강합성 계열의 교량이 적용되어 과도한 공사비가 소요되고 있으며, 다양한 장점을 갖는 중공슬래브 교량이 콘크라트의 현장타설로 인해 중공부에 구조적 균열이 발생하여 그 적용성이 확장되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구를 통해 새로운 거더공법을 대안으로 제시하고 설계기준에 따른 강도와 응력검토, 제작을 위한 거푸집의 설계, 시공단계별 절차 등 현업적용을 위한 기반기술을 개발하였으며, 조립된 거더가 일체로 거동하도록 각 거더의 횡방향 연결을 위한 다양한 공법을 제시하고 적정성을 검토하였다. 또한, 실물크기의 실험체 거더 2본을 제작하고 시공과정에서의 문제점들을 도출하였으며, 하중재하 실험을 수행하여 거더의 성능과 적용성을 검토하였다. 실험결과, 하중의 편측 재하시 발생한 수직변위 계측을 통해 두 거더가 일체로 거동하는 것을 확인하였으며, 설계하중 내에서 선형탄성 휨 거동을 보이며 예상된 설계 강도를 넘어서는 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.67-77
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• 2022

국내에서는 I형 거더의 장경간화를 위한 수단으로써 U형 거더 개발을 시도하였으나, 포스트텐션 긴장방식에 따라 큰 자중으로 인하여 30 m이하 철도교 적용 사례가 대표적이며, 도로교는 시공 편의성과 보급성 논리에 따라 U형 거더의 적용 사례는 많지 않다. 본 연구는 이러한 포스트텐션 방식에 제한을 두지 않고 프리텐션 방식을 적용하여 단면 감소에 따른 자중 감소와 사용재료 절감을 유도하고자 한다. 또한, U형 거더 내부 반력대를 이용한 현장 프리텐션 긴장방법을 적용하고자 한다. 프리스트레스트 콘크리트 U형 단면 거더 교량은 콘크리트 바닥판 슬래브와 합성단면으로 구성된다. 단면이 폐합되어 개방형 단면인 PSC I형 대비 저항 강성 등의 구조적 성능향상과 제작 및 가설 단계에서 시공의 안전성 증대, 그리고 자중 경감에 기인하는 형고비 감소와 교량의 미적 경관성 확보가 가능하여 매우 효율적이고 경제적인 교량이다. 이로 인하여 고품질의 공장제작 부재와 현장에서 일체 타설로 효율적인 시공이 가능할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 프리텐션 현장 긴장 방식 소개 및 긴장을 위한 정착블럭의 해석적 성능 검증에 대한 내용을 수록하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.746-749
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• 2004

A new-type of FRP-concrete composite bridge deck system is proposed and its behaviors are experimentally studied. The new-typedeck consists of FRP as a permanent form and main tension resisting member and concrete as a compression resisting member. A suitable bonding method such as silica coating is applied to the interface between FRP and concrete to ensure composite behavior. The proposed deck system uses the box-shape FRP member, while a typical FRP-concrete composite deck uses the I-shape FRP member. Theproposed deck system has inherent advantages of a FRP-concrete composite deck like corrosion free and easy construction. The new-type deck shows the equal performances compared to a previous one, and has the advantage of reducing self-weight. In this study, the static tests on 3-span FRP-concrete decks in full scale are carried out, so that load-displacement relation, stress distribution, failure mode and design criteria are analyzed. The test results show that the deflection design criterion (L/800, L: span length) is satisfied at the service load state. No concrete tensile crack occurs in the negative moment region above the main girder, regardless of no tensile reinforcement at upper concrete portion.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.796-805
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• 2020

연구목적: I형 강거더의 압축플랜지에 80MPa급의 고강도 콘크리트가 합성된 거더의 극한휨강도 평가를 위하여 정적재하시험을 수행하였다. 연구방법: 본 실험은 전단연결 상세가 다른 2종류의 실험체를 설계 및 제작하여 극한한계상태 도달까지 극한휨거동을 평가하였다. 또 실험 결과와 변형률적합법 결과 비교를 통해 극한강도를 평가하였다. 연구결과: 상대슬립 측정 결과 0.02mm 이내 변위를 확인함으로서 두 실험체가 완전결합을 담보한다는 것을 검증하였다. 따라서 전단상세의 차이는 강성에 큰 영향을 미치지 않으며 완전합성 된다면 극한한계상태까지의 거동에도 차이가 없다. 결론:실험 대상이 되는 거더는 사용하중이 탄성범위 내 있고, 허용처짐에 대한 사용성 요구조건을 충족시킨다. 따라서 케이싱 일부가 균열이 발생하는 수준의 인장력을 받더라도 철근의 역할로 인해 바닥판이 압축 파괴에 먼저 도달한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.515-524
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• 2006

강박스거더에 편심이 작용하면 단면은 뒤틀리고, 이로 인해서 종방향으로 뒤틀림 응력이 발생한다. 휨모멘트에 의한 휨응력 이외에뒤틀림으로 인한 추가되는 종방향 응력은 경우에 따라서는 무시할 수 없이 크기 때문에 설계단계에서 반드시 고려되어야 한다. 일반적으로 중간다이아프램을 설치하여 뒤틀림 변형 자체를 억제시켜 뒤틀림응력의 크기를 제안하는 방법을 이용하는데, 이때 휨응력에 비교하여 뒤틀림응력의 크기를 통상 5~10%정도로 제한한다. 현재 적용하는 중간다이아프램 설치간격에 대한 공식은 고전적인 BEF 이론을 바탕으로 유도되었는데, 이는지나치게 보수적인 설계를 유도하고있다. 이에 본 연구에서 강박스거더의 프레임형식 중간다이아프램에 대해 3차원 유한요소해석을 수행하여 분석한 결과, 현행 중간다이아프램 단면적 공식은 지나치게 큰 값을 요구하는 것으로 나타났다. 그래서 유한요소 해석결과를 회귀분석하여 설계 초기에 적용할 수 있는 개선된 프레임형식의 중간다이아프램 단면적 설계공식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2017

본 연구에는 HSB600 고강도 강재의 변형-경화를 고려한 조밀 강합성 I-거더의 정모멘트부 공칭휨강도를 제안한다. HSB600은 일반강재와는 다르게 명확한 항복 고원을 보이지 않고 항복 직후 변형-경화가 진행된다. 하지만 현 국내외 설계기준에 있는 공칭휨강도 식은 일반강재에 대하여 개발된 설계식이기 때문에 HSB600의 변형-경화 특성을 제대로 반영하지 못하고 있다. 따라서 HSB600의 변형-경화 특성이 휨강도에 미치는 영향을 고려하기 위해, 강합성 거더의 변형-경화를 고려한 소성모멘트를 제안한 후 다수의 해석단면을 대상으로 모멘트-곡률 수치해석을 수행하였다. 해석 결과를 토대로 HSB600 고강도 강재의 변형-경화가 강합성 거더 휨강도에 미치는 영향을 나타내는 매개변수를 제안하였다. 또한 이 매개변수를 이용하여 HSB600 강합성 거더의 변형-경화를 고려한 정모멘트부 공칭휨강도를 제안하였고 현 AASHTO LRFD 교량설계기준의 공칭휨강도와 비교 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제38권6호
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• pp.657-670
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• 2021

This paper presents a designing method for enhancing fire resistance of steel box bridge girders (closed steel box bridge girder supporting a thin concrete slab) through taking into account such parameters namely; fire severity, type of longitudinal stiffeners (I, L, and T shaped), and number of longitudinal stiffeners. A validated 3-D finite element model, developed through the computer program ANSYS, is utilized to go over the fire response of a typical steel box bridge girder using the transient thermo-structural analysis method. Results from the numerical analysis show that fire severity and type of longitudinal stiffeners welded on bottom flange have significant influence on fire resistance of steel box bridge girders. T shaped longitudinal stiffeners applied on bottom flange can highly prevent collapse of steel box bridge girders towards the end of fire exposure. Increase of longitudinal stiffeners on bottom flange and web can slightly enhance fire resistance of steel box bridge girders. Rate of deflection-based criterion can be reliable to evaluate fire resistance of steel box bridge girders in most fire exposure cases. Thus, T shaped longitudinal stiffeners on bottom flange incorporated into bridge fire-resistance design can significantly enhance fire resistance of steel box bridge girders.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2007년도 춘계학술발표논문집
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• pp.108-111
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• 2007

최근 현장타설 바닥판의 대안으로 강합성 바닥판을 이용하여 바닥판의 공용년수를 증진시키고 공기 단축 및 시공의 간편성, 교통흐름의 원활화등을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 기존 I형강 매입형 강합성 바닥판을 기본으로 한 새로운 형식의 초간편 강합성 바닥판을 제시하여 거동패널의 거동에 대해 연구하였다. 하부강판과 I형강의 용접량의 변화, I형강의 복부에 유공 유무, 유공의 위치변화에 대한 특성을 파악하였다 이때 H형강의 상부 플랜지는 강판과 용접된 것으로 가정하였으며, 가설시 합성전 단면에 대한 거동 분석이므로 하중은 강판, I형강, 콘크리트의 자중만 고려되었다. 연구결과, 하부강판과 I형강의 용접길이 변화시 전체용접에 비해 30%용접을 수행시 중앙부 단면에서 최대 휨 인장응력이 증가하는 결과를 보였으며, I형강 복부에 유공이 있을시 유공이 없는 경우 보다 처짐량이 약간 증가함을 확인하였다. 또한 I형강 복부의 유공 위치를 변화시킨 결과 거더패널 강바닥판의 거동에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.577-587
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• 1998

본 연구에서는 열차하중이 강합성형 철도교의 동적응답에 미치는 영향을 연구하였다. 2개의 I-거더와 가로보로 구성된 판형교는 판요소와 공간뼈대요소를 이용하여 모델링하였으며, 상판과 주형의 offset은 완전합성을 가정하여 구속방정식을 이용하여 연결하였으며 트랙구조는 고전적인 탄성지반위의 보 이론을 사용하여 이상화하였다. 2PC+2MT+161T로 구성된 TGV열차의 수직처짐과 피칭회전을 고려한 2차원 수치모델을 개발하였다. 또한, 속도의존적 제동함수를 사용하여 열차의 제동을 고려하였다. 이동열차하중에 의한 교량의 동적거동 파악을 위하여 교량의 고유진동수 변화, speed parameter, 차량모델링 방법, 열차의 제동 등에 대한 매개변수연구를 수행하였다.