• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.290-297
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 분절형 U거더와 합성 U거더의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 강섬유 혼입률과 U거더 상부의 슬래브이다. U거더의 복부와 하부플랜지에 종방향 철근을 배근하였다. 상부플랜지에 2개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던 그리고 하부플랜지에 7개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던이 배치되고 U거더 접합 시 한차례 긴장 작업을 하였다. 초고강도 콘크리트 강도로 인해 U거더에 도입한 충분히 강한 프리스트레싱 긴장력은 U거더 시공단계에서 자중과 고정하중을 부담할 수 있다. U거더의 취성적 거동에 비해 합성 U거더는 안정적이고 연성적인 하중처짐 관계를 보여주고 있다. U거더 상부에 슬래브를 시공한 후, U거더 접합 시 도입했던 프리스트레싱 긴장력에 의한 합성 U거더의 휨하중 내하력은 마지막 하중 단계에서 설계하중을 부담할 수 있다. 초고강도 콘크리트로 인한 간단한 프리스트레싱 방법은 시공단계와 공사비 면에서 장점을 가지고 있다. 간격이 작은 전단키는 초고강도 콘크리트 U거더와 고강도 콘크리트슬래브간의 완전한 합성관계를 가져와 파괴하중 직전까지 슬립현상이나, 벌어짐 현상을 보이지 않았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.149-159
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• 2010

본 연구에서는 전두께 프리캐스트 바닥판을 적용한 CFT 트러스 거더 합성형교의 구조거동을 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 모형교량의 지간장은 20 m이고, CFT 트러스 거더의 상현재와 하현재는 콘크리트 충전강관 단면이다. CFT 트러스 거더 합성형교의 구조특성을 평가하기 위해 정적 및 동적실험을 수행하였다. 실험 및 해석에 의해 산정된 고유진동수가 잘 일치함을 확인하였고, 해석결과에서 거더간에 설치되는 브레이싱은 CFT 트러스 거더 합성형교의 고유진동수에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 정적 휨 실험을 통해서 CFT 트러스 거더 합성형교의 항복강도 및 변형특성을 평가하였다. 또한, 실험결과를 통해서 프리캐스트 바닥판을 통한 등분포 전단연결재의 배치는 CFT 트러스 거더의 합성형교에 적용 가능함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.688-693
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• 2007

Nowadays various studies related with superstructure of bridges are developed and they pursuit more effective section of bridges superstructure, material and economical application of composite materials. CFT structure(Concrete Filled Steel Tubular Structure) is developed type of composite structure that concrete is filled with steel box, and the deformation of the member, stiffness and internal force will be improved by confinement effect of steel box and concrete. This paper introduces new type of girder, CFTA girder( Concrete- Filled and Tied Steel Tubular Arch Girder) which is combined with traditional CFT structure,arch effect and prestress through carrying out the structural analysis by computer programs. The computer programs which is used are ABAQCS and MIDAS, and the 12.2m girder which is applied same load and prestresses is analyzed and compared the results respectively.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권1호
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• pp.139-149
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• 2022

To simplify the design and reduce the construction cost of traditional multi-girder structural systems, twin I-girder structures are widely used in many countries in recent years. Due to the concern on post-fracture redundancy, however, twin girder bridges are currently classified as fracture critical structures in AASHTO specifications for highway bridges. To investigate the after-fracture behavior of such structures, a composite steel and concrete twin girder specimen was built and an artificial fracture through the web and the bottom flange was created on one main girder. The static loading test was performed to investigate its mechanical performance after a severe fracture occurred on the main girder. Applied load and vertical displacement curves, and the applied load versus strain relationships at key sections were measured. To investigate the load distribution and transfer capacities between two steel girders, the normal strain development on crossbeams was also measured during the loading test. In addition, both shear and normal strains of studs were also measured in the loading test to explore the behavior of shear connectors in such bridges. The functions and structural performance of structural members and possible load transfer paths after main girder fractures in such bridges were also discussed. The test results indicate in this study that a typical twin I-girder can resist a general fracture on one of its two main girders. The presented results can provide references for post-fracture performance and optimization for the design of twin I-girder bridges and similar structures.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권5호
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• pp.607-618
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• 2017

In this research, a newly developed nature-inspired optimization method, the Lion Pride Optimization algorithm (LPOA), is utilized for optimal design of composite steel box girder bridges. A composite box girder bridge is one of the common types of bridges used for medium spans due to their economic, aesthetic, and structural benefits. The aim of the present optimization procedure is to provide a feasible set of design variables in order to minimize the weight of the steel trapezoidal box girders. The solution space is delimited by different types of design constraints specified by the American Association of State Highway and Transportation Officials. Additionally, the optimal solution obtained by LPOA is compared to the results of other well-established meta-heuristic algorithms, namely Gray Wolf Optimization (GWO), Ant Lion Optimizer (ALO) and the results of former researches. By this comparison the capability of the LPOA in optimal design of composite steel box girder bridges is demonstrated.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권3호
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• pp.237-252
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• 2014

The use of composite structures is increasingly present in civil building works. Composite Box Girder Bridges (CBGB), particularly, are study of effect of shear connector's numbers and distribution on the behavior of CBGBs is submitted. A Predicti structures consisting of two materials, both connected by metal devices known as shear connectors. The main functions of these connectors are to allow for the joint behavior of the girder-deck, to restrict longitudinal slipping and uplifting at the element's interface and to take shear forces. This paper presents 3D numerical models of CBGBs to simulate their actual structural behavior, with emphasis on the girder-deck interface. Additionally, a Prediction of several FE models is assessed against the results acquired from a field test. A number of factors are considered, and confirmed through experiments, especially full shear connections, which are obviously essential in composite box girder. A good representation for shear connectors by suitable element type is considered. Numerical predictions of vertical displacements at critical sections fit fairly well with those evaluated experimentally. The agreement between the FE models and the experimental models show that the FE model can aid engineers in design practices of box girder bridges. Preliminary results indicate that number of shear studs can be significantly reduced to facilitate adoption of a new arrangement in modeling CBGBs with full composition. However, a further feasibility study to investigate the practical and economic aspects of such a remedy is recommended, and it may represent partial composition in such modeling.

• 복합신소재구조학회지
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• 제6권1호
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• pp.33-36
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• 2015

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.335-344
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• 2004

이 논문에서는 프리캐스트 콘크리트와 현장타설 콘크리트 그리고 긴장된 강재와 긴장되지 않은 강재 등으로 구성되는 합성단면에서 콘크리트 장기변형의 내부구속에 의한 잔류응력과 긴장력 손실을 해석하였다. 이 해석결과로부터 사용 중에 도입되는 추가 긴장력으로 합성거더를 보강하는 경우에 필요한 추가 긴장력의 설계식과 저항모멘트 평가식이 제안되었다. 제안된 식은 일차 긴장력의 손실률이 설계규준의 일괄손실 등에 의해 과대평가되는 경우에 허용응력으로부터 결정되는 추가 긴장력 또한 과대평가 될 수 있음을 보여준다. 일반적으로 많이 사용되는 AASHTO Type 5 거더의 합성단면에 대해 이 논문의 해석방법을 적용 및 검토하였다. 프리캐스트 콘크리트 거더에 추가 긴장력이 도입되는 경우 일차 긴장력과 추가 긴장력의 손실률은 합성거더에 도입되는 경우보다 작았으나, 저항모멘트는 합성거더에 추가 긴장력이 도입되는 경우 상당히 증가하였다. 합성거더에 도입된 추가 긴장력의 보강효과는 매우 우수하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권5호
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• pp.1221-1236
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• 2015

Since the coefficients of thermal expansion (CTE) between concrete and GFRP, steel and GFRP are quite different, GFRP laminates with different laminas stacking-sequence present different thermal behavior and currently there is no specification on mechanical properties of GFRP laminates, it is necessary to investigate the thermal influence on composite girder with stay-in-place (SIP) bridge deck at different levels and on different scales. This paper experimentally and theoretically investigated the CTE of GFRP at lamina's and laminate's level on micro-mechanics scales. The theoretical CTE values of laminas and laminates agreed well with test results, indicating that designers could obtain thermal properties of GFRP laminates with different lamina stacking-sequence through micro-mechanics methods. On the basis of the CTE tests and theoretical analysis, the thermal behaviors of composite girder with hybrid GFRP-concrete deck were studied numerically and theoretically on macro-mechanics scales. The theoretical results of concrete and steel components of composite girder agreed well with FE results, but the theoretical results of GFRP profiles were slightly larger than FE and tended to be conservative at a safety level.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.325-332
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• 2004

강합성거더 교량의 단면은 강거더와 콘크리트 슬래브의 합성정도에 따라 각각 비합성, 부분합성 그리고 완전합성 단면들로 구분 할 수 있다. 국내의 경우 강합성거더 교량의 단면을 합성시키기 위하여 일반적으로 전단 연결재 중 스터드를 사용하도록 규정하고 있고, 진단 연결재가 없는 경우 즉 비합성 단면의 경우에는 바닥판 앵커를 설치하도록 경험적으로 규정하고 있다. 그러나 바닥판 앵커를 사용한 단면의 실제 거동은 비합성 거동이 아닌 부분합성의 거동을 나타낸다. 그러한 이유로 본 연구에서는 바닥판 앵커를 사용한 플레이트거더교의 부분합성에 관한 해석 및 실험연구를 수행하였다. 실험연구를 통해서 바닥판 앵커의 초기강성을 산정하였고, 해석연구를 통해서 바닥판 앵커를 사용한 단순 및 2경간 연속 플레이트거더교의 합성정도를 비교$\cdot$분석하였다. 또한, 실험에 의해 산정된 강성 값에 근거하여, 2경간 연속 플레이트거더교에 바닥판 앵커를 적용하였을 때 발생할 수 있는 내부지점부 콘크리트의 인장응력 저감 효과를 검토하였다.