• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권1호
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• pp.85-110
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• 2005

This paper aims at formulating various statistical models for the study of a ten year Weigh-in-Motion (WIM) data collected from various WIM stations in Hong Kong. In order to study the bridge live load model it is important to determine the mathematical distributions of different load affecting parameters such as gross vehicle weights, axle weights, axle spacings, average daily number of trucks etc. Each of the above parameters is analyzed by various stochastic processes in order to obtain the mathematical distributions and the Maximum Likelihood Estimation (MLE) method is adopted to calculate the statistical parameters, expected values and standard deviations from the given samples of data. The Kolmogorov-Smirnov (K-S) method of approach is used to check the suitability of the statistical model selected for the particular parameter and the Monte Carlo method is used to simulate the distributions of maximum value stochastic processes of a series of given stochastic processes. Using the statistical analysis approach the maximum value of gross vehicle weight and axle weight in bridge design life has been determined and the distribution functions of these parameters are obtained under both free-flowing traffic and dense traffic status. The maximum value of bending moments and shears for wide range of simple spans are obtained by extrapolation. It has been observed that the obtained maximum values of the gross vehicle weight and axle weight from this study are very close to their legal limitations of Hong Kong which are 42 tonnes for gross weight and 10 tonnes for axle weight.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.75-82
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• 2000

Flexural behaviors of two typical architectural precast beam sections ; inverted tee and rectangular - were compared and investigated. The heights of web in inverted tee beams are generally less than half of beam depth in building structures to accomodate the nib of double-tee where the total building height limited considerably. The inverted-tee beams are designed for parking live load - 500kgf/$\m^2$ and market - 1,200kgf/$\m^2$ according to the currently used typical shape in the domestic market building site in Korea. The bottom dimension and area of rectangular beams are same to those of inverted tee beams to compare the flexural behaviors of two beams. These two beams are also reinforced for similar strength. Four flexural tests are performed on two beams. Following results are obtained from the tests; 1) The rectangular beam is simpler in production, transportation, and election, and more economic than the inverted tee beam for these two beams with same dimension and similar strength. 1) The estimations of flexural strength of two beams by Strength Design Method and Strain Compatibility Method is fully complied with the result of tests. However, Strain Compatibility Method is slightly ore accurate than Strength Design Method. 2) Overall deflections of two type beam under the service loads are less than those of the allowable limit in ACI Code provision. 3) The rectangular beam is failed in large deflection (average 12.56mm large) than those of inverted tee beams. 4) The rectangular and inverted tee beams with 6m span develop initial flexural crackings under the 88% of full service loading even though they designed to satisfy the ACI tensile stress limit provisions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제56권5호
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• pp.707-726
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• 2015

There is a growing trend of considering uncertainty in optimization process since last few decades. In this regard, Robust Design Optimization (RDO) scheme has gained increasing momentum because of its virtue of improving performance of structure by minimizing the variation of performance and ensuring necessary safety and feasibility of constraint under uncertainty. In the present study, RDO of reinforced concrete folded plate and shell structure has been carried out incorporating uncertainty in the relevant parameters by Monte Carlo Simulation. Folded plate and shell structures are among the new generation popular structures often used in aesthetically appealing constructions. However, RDO study of such important structures is observed to be scarce. The optimization problem is formulated as cost minimization problem subjected to the force and displacements constraints considering dead, live and wind load. Then, the RDO is framed by simultaneously optimizing the expected value and the variation of the performance function using weighted sum approach. The robustness in constraint is ensured by adding suitable penalty term and through a target reliability index. The RDO problem is solved by Sequential Quadratic Programming. Subsequently, the results of the RDO are compared with conventional deterministic design approach. The parametric study implies that robust designs can be achieved by sacrificing only small increment in initial cost, but at the same time, considerable quality and guarantee of the structural behaviour can be ensured by the RDO solutions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.263-274
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• 2018

본 연구에서는 순수형 보강토교대의 상부구조로 적용되는 슬래브교에 대한 적용성을 검토하고 보강토 교대의 외적/내적 안정성에 대해 검토하였다. 상부구조인 슬래브교의 연장은 10.0 m ~ 20.0 m, 두께는 0.7 m ~ 0.9 m를 대상으로 하여 구조해석을 수행하여 보강토교대의 교량받침에 작용되는 사하중과 활하중에 의한 반력을 산정하였다. 슬래브교는 연장 20.0m까지 순수형 보강토교대의 허용 접지압 200 kPa을 만족하였다. 순수형 보강토교대의 외적 안정성은 보강토체의 기하형상에 지배되기 때문에 상부구조의 하중에 의한 안전율 변화는 작은 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 기초지반의 강성은 상수이지만 활동력인 상부구조의 하중은 증가되므로 감소되었다. 그리고 상부구조로 인해 보강토옹벽 상단에 작용하는 접지압이 200 kPa을 초과할 경우, 순수형 보강토교대에서는 전면벽체에 작용하는 수평토압이 과도하게 증가되어, 최상단 보강재에서 내적안정성인 인발과 파단에서 허용안전율을 만족하지 못하였다. 순수형 보강토교대의 효율적 설계 및 성능 확보를 위해서는 보강토체 상단에 배치된 보강재의 인발저항력과 장기허용인장력을 증가시키는 것이 필요한 것으로 분석된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.723-730
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• 2008

철도교량은 무거운 축하중이 작용하여 구조부재의 전체 강도에서 활하중이 차지하는 비율이 높기 때문에 피로에 의한 손상이 클 뿐만 아니라 계속적으로 변화하는 하중환경에 의해 피로손상이 빠르게 진행될 가능성이 있으므로 이에 대한 안전성을 체계적이고 분석적으로 평가할 수 있는 방법이 요구된다. 철도교량에서 구조부재별 피로균열의 생성위치 및 성장속도는 발생응력의 범위와 횟수, 구조시스템의 강성에 관련되어 있다. 구조시스템의 강성은 계획주체, 설계자, 시공자, 유지관리주체 각각의 특성과 불확실성을 포함하고 있으며, 시간의존적 하중과 저항의 특성에 의해서 추계학적으로 변화하게 된다. 그러므로 이러한 하중 및 저항에서의 각각의 불확실성을 정량적이고 객관적으로 표현할 수 있는 신뢰성에 기초한 평가기법을 개발하였다. 철도 및 지하철교량 등의 피로파괴에 대한 확률론적 평가를 위하여 응답면 기법(Response Surface Method, RSM)과 일계이차 모멘트 기법(First Order Second Moment method, FOSM)을 사용하여 피로균열진전과 잔존수명을 평가하였다. 응력변동 범위를 설계변수로 변화시키면서, 중요한 설계입력 변수로 한계상태 방정식을 구성하고 다양한 피로 수명(100년, 75년 등)후의 파괴확률을 예측하여 설계피로수명에 대한 신뢰성 지수계산 및 발생확률을 분석사례로 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.799-808
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• 2008

국내 교통 현실을 반영한 중(重)차량에 대한 하중 분석은 케이블 교량의 유지관리시 잔존수명 예측을 위한 피로하중모델 개발이나 교량의 설계시 해석에 필요한 활하중 모델 개발시 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서는 강합성 사장교 상부구조 하면에 설치된 변형률 센서에서 측정한 신호를 이용하여 교량을 주행하고 있는 중차량의 하중정보를 얻기 위하여, 인공신경망 및 영향선을 이용한 차량하중분석시스템을 개발하였다. 인공신경망의 학습과 테스트를 위한 데이터 확보에 있어서 이론적인 수치 시뮬레이션을 통하지 않고, 실제 교량을 주행하는 임의 차량에 대해 직접 측정한 데이터를 이용하였다. 또한, 학습된 신경망의정확도를 검증하기 위하여 3종류의 시험재하차량을 반복 주행시켜 구한 값과 계량소에서 측정한 정적 값을 비교하였다. 교량의국부거동을 고려하기 위하여 가로보를 이용하였고, 인공신경망을 이용한 방법과 영향선을 이용한 방법의 분석결과를 비교한 결과, 인공신경망이론을 적용한 분석방법이 하중 판별의 정확도에 있어서는 영향선 분석방법보다 높은 정확도를 얻을 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-481
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• 2008

연속경간 강합성 플레이트 거더교를 내측 교각 위 부모멘트부에서의 모멘트 재분배 효과를 고려하는 LRFD 비탄성설계법으로 설계하고 탄성설계법에 의한 설계결과와 비교하였다. 탄성 및 비탄성 설계 시에 교량은 3경간 연속교로 가정하였으며 경간비를 4:5:4로 중앙 경간 최대 경간장은 40m-70m를 고려하였다. 설계방법은 AASHTO-LRFD 규정을 적용하였으나 설계활하중은 최근 국내에서 새로이 제안된 활하중을 사용하였다. 탄성설계법으로 최대정모멘트 단면과 내측 교각 위 최대부모멘트 단면을 설계한 후에 내측 교각 위에서의 재분배모멘트를 계산하고 이를 최대정모멘트부의 설계모멘트에 추가하여 최대정모멘트부 단면에 대한 강도한계상태와 사용성한계상태에 대하여 검토하였다. 최대부모멘트부는 탄성설계법으로 구한 강거더 단면의 강재량을 감소시키고 비탄성설계법에 규정한 사용성한계상태 설계요구조건을 검토하였다. 5개의 연속교를 비탄성설계법으로 설계한 결과 최대부모멘트부의 강거더 단면적이 탄성설계에 비해 23% 내외 감소하는 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.161-169
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• 2012

본 연구에서는 중 소규모 교량에 적용이 가능한 초간편 H형강 강합성 교량의 안전성 및 성능평가를 위하여 유한요소해석 및 종국강도실험을 수행하였다. 범용유한요소해석 프로그램 ABAQUS(2007)를 사용하여 강합성 단위주형 모델과 4주형 모델이 검토되었으며, 해석결과를 토대로 모델별 거동특성을 분석하고, 실험체에 설치될 변위계(LVDT)와 변형률 게이지 위치를 결정하였다. 두 개의 실험체 정적하중실험을 통하여 신형식 초간편 H형강 강합성 교량의 하중 횡분배율을 분석 및 제안하였다. 강합성 단위주형 실험체의 H형강 하부플랜지가 항복응력에 도달하는 시기의 재하하중은 500 kN으로 나타났으며, 실험체 종국하중은 840 kN이다. 강합성 4주형 실험체 재하하중에 의한 항복모멘트와 소성모멘트는 도로교설계기준(2005)을 토대로 산정된 활하중 설계모멘트에 각각 2.4배, 4.1배의 강도를 나타내었다. 초간편 H형강 강합성 교량 실험을 통하여 본 신형식 교량은 시공 중 및 시공 후 안전성과 강도가 충분히 발휘됨을 확인할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제6권2호
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• pp.159-182
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• 2006

Current fire design codes for determining the temperature within the structural elements that form part of a complete building are based on isolated member tests subjected to the standard fire. However, the standard time-temperature response bears little relation to real fires and doesn't include the effects of differing ventilation conditions or the influence of the thermal properties of compartment linings. The degree to which temperature uniformity is present in real compartments is not addressed and direct flame impingement may also have an influence, which is not considered. It is clear that the complex thermal environmental that occurs within a real building subject to a natural fire can only be addressed using realistic full-scale tests. To study global structural and thermal behaviour, a research project was conducted on the eight storey steel frame building at the Building Research Establishment's Cardington laboratory. The fire compartment was 11 m long by 7 m wide. A fire load of $40kg/m^2$ was applied together with 100% of the permanent actions and variable permanent actions and 56% of live actions. This paper summarises the experimental programme and presents the time-temperature development in the fire compartment and in the main supporting structural elements. Comparisons are also made between the test results and the temperatures predicted by the structural fire Eurocodes.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.735-737
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• 2017

An Off grid or remote solar electric systems are an energy supply to our home or to our companies without the utility of Grid at all. Off grid solar systems are very important for those who live in remote locations especially for developing countries where getting the electric grid is extremely expensive, inconvenient or for those who doesn't need to pay a monthly bill with the electric bill in general. The main critical components of any solar power system or renewable energy harvesting systems are the energy storage systems and its charge controller system. Energy storage systems are the essential integral part of a solar energy harvesting system and in general for all renewable energy harvesting systems. To provide an optimal solution of both high power density and high energy density at the same time we have to use hybrid energy storage systems (HESS), that combine two or more energy storage technologies with complementary characteristics. In this present work, design and simulation we use two storage systems supercapacitor for high power density and lithium based battery for high energy density. Here the system incorporates fast-response supercapacitors to provide power to manage solar smoothing and uses a battery for load shifting. On this paper discuss that the total energy throughout of the battery is much reduced and the typical thermal stresses caused by high discharge rate responses are mitigated by integrating supercapacitors with the battery storage system. In addition of the above discussion the off grid solar electric energy harvesting presented in this research paper includes battery and supercapacitor management system, MPPT (maximum power point tracking) system and back/boost convertors. On this present work the entire model of off grid electric energy harvesting system and all other functional blocks of that system is implemented in MATLAB Simulink.