• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권2호
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• pp.213-226
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• 2017

The behavior of building industry metal sheeting under shear forces has been extensively studied and equations have been developed to predict its shear stiffness. Building design engineers can make use of these equations to design a metal deck form bracing system. Bridge metal deck forms differ from building industry forms by both shape and connection detail. These two factors have implications for using these equations to predict the shear stiffness of deck form systems used in the bridge industry. The conventional eccentric connection of bridge metal deck forms reduces their shear stiffness dramatically. However, recent studies have shown that a simple modification to the connection detail can significantly increase the shear stiffness of bridge metal deck form panels. To the best of the author's knowledge currently there is not a design aid that can be used by bridge engineers to estimate the stiffness of bridge metal deck forms. Therefore, bridge engineers rely on previous test results to predict the stiffness of bridge metal deck forms in bracing applications. In an effort to provide a design aid for bridge design engineers to rely on bridge metal deck forms as a bracing source during construction, cantilever shear frame test results of bridge metal deck forms with and without edge stiffened panels have been compared with the SDI Diaphragm Design Manual and ECCS Diaphragm Stressed Skin Design Manual stiffness expressions used for building industry deck forms. The bridge metal deck form systems utilized in the tests consisted of sheets with thicknesses of 0.75 mm to 1.90 mm, heights of 50 mm to 75 mm and lengths of up to 2.7 m; which are representative of bridge metal deck forms frequently employed in steel bridge constructions. The results indicate that expressions provided in these manuals to predict the shear stiffness of building metal deck form panels can be used to estimate the shear stiffness of bridge metal deck form bracing systems with certain limitations. The SDI Diaphragm Design Manual expressions result in reasonable estimates for sheet thicknesses of 0.75 mm, 0.91 mm, and 1.21 mm and underestimate the shear stiffness of 1.52 and 1.90 mm thick bridge metal deck forms. Whereas, the ECCS Diaphragm Stressed Skin Design Manual expressions significantly underestimate the shear stiffness of bridge metal deck form systems for above mentioned deck thicknesses.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권2호
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• pp.305-377
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• 2015

The problem of earthquake induced torsion in buildings is quite old and although it has received a lot of attention in the past several decades, it is still open. This is evident not only from the variability of the pertinent provisions in various modern codes but also from conflicting results debated in the literature. Most of the conducted research on this problem has been based on very simplified, highly idealized models of eccentric one-story systems, with single or double eccentricity and with load bearing elements of the shear beam type, sized only for earthquake action. Initially, elastic models were used but were gradually replaced by inelastic models, since building response under design level earthquakes is expected to be inelastic. Code provisions till today have been based mostly on results from one-story inelastic models or on results from elastic multistory idealizations. In the past decade, however, more accurate multi story inelastic building response has been studied using the well-known and far more accurate plastic hinge model for flexural members. On the basis of such research some interesting conclusions have been drawn, revising older views about the inelastic response of buildings based on one-story simplified model results. The present paper traces these developments and presents new findings that can explain long lasting controversies in this area and at the same time may raise questions about the adequacy of code provisions based on results from questionable models. To organize this review better it was necessary to group the various publications into a number of subtopics and within each subtopic to separate them into smaller groups according to the basic assumptions and/or limitations used. Capacity assessment of irregular buildings and new technologies to control torsional motion have also been included.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권4호
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• pp.853-871
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• 2015

Up to now, Japan has more than 200 corrugated steel web composite beam bridges which are under construction and have been constructed, and China has more than 30 corrugated steel web composite beam bridges. The bridge type includes the simply supported beam, continuous beam, continuous rigid frame and cable stayed bridge etc. The section form has developed to the single box and multi-cell box girder from the original single box and single chamber. From the stress performance and cost saving, the span range of 50~150 m is the most competitive. At present, the design mostly adopts the computational analytical method combining the spatial bar system model, plane beam grillage model and solid model. However, the spatial bar system model is short of the refinement analysis on the space effect, such as the shear lag effect, effective distribution width problem, and eccentric load factor problem etc. Due to the similarity of the plane beam grillage method in the equivalence principle, it cannot accurately reflect the shearing stress distribution and local stress of the top and bottom plates of the box type composite beam. The solid model is very difficult to combine with the overall calculation. Moreover, the spatial grid model can achieve the refinement analysis, with the integrity of the analysis and the comprehensiveness of the stress checking calculation, and can make up the deficiency of the analytical method currently. Through the example verification of the solid model and spatial grid model, it can be seen that the calculation results for the stress and the displacement of two models are almost consistent, indicating the applicability and precision of the spatial grid model.

• 한국건축시공학회지
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• 제2권2호
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• pp.129-134
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• 2002

The strength and durability of concrete are affected by various factors such as the quality of material, mixing ratio, construction, the method of cure, time elapsed. the condition of test and etc., it is very difficult to pre-estimate the strength of concrete with the use of experimental specimen. The domestic standard of specimen cylindrical type and its sizes are both l0cm$\times$20cm and 15cm$\times$30cm, which are prescribed in KS F2405, and the loading speed is prescribed to test with 2~3kgf/$\textrm{cm}^2$ per second. The loading speed should have great effect on the compressive strength, but in reality in the construction site sometimes the loading speed is applied so dubiously that the value of the compressive strength can be unreliable. And the cross sectional area of a specimen should be level and smooth, otherwise it can be broken at a lower stress than the real strength through the eccentric or intensive working of the load. Capping should be carried out in order to measure the strength correctly. And used for capping are various materials such as capping compound, cement glue, plaster, mechanical grinding and etc. In this study, therefore, I have carried out an experiment on the relationship among the loading speed, the ratio of height to diameter of specimen, the method of capping, and the compressive strength, for the efficient quality control of concrete structures. So this study has been purposed to provide some basic data that can be used effectively at construction sites.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.949-960
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• 2002

횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단파괴에 대해 취약하며, 이러한 접합부의 취성적 파괴를 방지하기 위해 접합부의 강도 및 연성능력이 반드시 확보되어야 한다. 그러나 플랫 플레이트 시스템의 거동은 대단히 복잡하고 실제 하중재하방식과 경계조건을 정확히 실현하기는 매우 어려우므로, 이전의 실험연구로부터 강도 및 연성능력에 대한 신뢰할 만한 실험결과를 얻기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 이러한 실험연구의 어려움을 보완하기 위하여 연속 플랫 플레이트의 내부 접합부에 대해 수치해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 비선형 유한요소해석을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였고, 기존의 실험결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 변수연구를 통하여 접합부 주위의 휨모멘트, 전단력, 비틀림모멘트의 변화를 분석하였고, 분석결과에 근거해서 기존 설계방법에서 개선되어야 할 사항을 검토하였다. 본 연구결과는 후속논문에서 불균등 휨모멘트를 받는 접합부에 대한 설계방법을 개발하는데 사용될 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권5호
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• pp.549-559
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• 2017

As few multi-tower single-box multi-cell cable-stayed bridges with corrugated steel webs have been built, analysis is mostly achieved by combining single-girder model, beam grillage model and solid model in support of the design. However, such analysis methods usually suffer from major limitations in terms of the engineering applications: single-girder model fails to account for spatial effect such as shear lag effect of the box girder and the relevant effective girder width and eccentric load coefficient; owing to the approximation in the principle equivalence, the plane grillage model cannot accurately capture shear stress distribution and local stress state in both top and bottom flange of composite box girder; and solid model is difficult to be practically combined with the overall calculation. The usual effective width method fails to provide a uniform and accurate "effective length" (and the codes fail to provide a unified design approach at those circumstance) considering different shear lag effects resulting from dead load, prestress and cable tension in the construction. Therefore, a novel spatial grid model has been developed to account for shear lag effect. The theoretical principle of the proposed spatial grid model has been elaborated along with the relevant illustrations of modeling parameters of composite box girder with corrugated steel webs. Then typical transverse and longitudinal shear lag coefficient distribution pattern at the side-span and mid-span key cross sections have been analyzed and summarized to provide reference for similar bridges. The effectiveness and accuracy of spatial grid analysis methods has been finally validated through a practical cable-stayed bridge.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.471-479
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• 2002

본 논문에서는 고강도콘크리트충전 각형강관장주에 대한 실험결과와 탄소성해석결과를 비교분석했다. 실험체는 모두 고강도콘크리트 충전 각형강관장주로 18개를 제작하였으며, 편심비에 따라 중심 및 편심가력하였다. 본 연구의 주요 파라메타는 단면폭에 대한 유효좌굴 길이의 비($L_K$/D)= 4, 8, 12, 24, 30와 가력편심비(e)=0, k, 3k이다. 본 논문에서 고강도콘크리트 충전 각형강관장주의 내력에 관한 해석 및 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $L_K$/D=12 이하의 고강도콘크리트충전 각형강관단주는 콘크리트 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려한 전소성내역에 도달했으나, $L_K$/D=18 이상의 장주실험체는 콘크리트 감소계수를 고려한 전소성내력에 도달하지 않았다. 실험에 의한 고강도콘크리트충전 각형강관장주의 탄소성거동은 제안된 해석치의 종국내력$N_{ASSUMED}$과 비교적 양호한 접근을 보여주었다. 콘크리트 압축강도의 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려하지 않은 CFT설계기준과 고강도 콘크리트를 충전한 각형강관기둥의 실험결과치는 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.529-541
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• 2004

콘크리트 충전 강관에 대한 기존의 연구는 단일 압축상태, 휨모멘트 상태, 편심 압축력 상태의 연구만이 행해 졌을 뿐 압축력과 비틀림이 조합된 응력 상태에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT 부재의 거동에 대한 특성을 살펴보고 합리적인 해석법을 연구하였다. 원형 CFT부재가 압축력과 비틀림을 받을 경우의 압축 강도와 비틀림 강도를 결정하는데 중요 요소인 구속효과와 부착 응력에 의한 스파이럴 효과를 본 모델에 고려하였다. 이를 위하여 단일 압축응력을 받을 경우 원형 강관에 의해 구속된 콘크리트 코어에 대한 연구가 선행되었다. 또한 비틀림을 받을 경우는 비틀림에 의한 크랙이 콘크리트의 표면을 따라 발생하게 된다. 크랙 발생이후 비틀림을 계속 받게 되면 크랙은 나선형태로 진전되어 콘크리트가 솟아 나오려 하나 강관과 콘크리트 사이의 부착 응력에 의해 억제 되게 된다. 이러한 이유 때문에 코어 콘크리트는 압축응력을 받게 되고 강관만 인장응력을 받게 되는데 이러한 영향 효과를 실제적으로 고려하였다. 연구 결과는 기존의 실험결과와 비교하였으며 제안된 이론은 압축력과 비틀림을 받는 원형 CFT부재의 실제 거동을 합리적으로 설명하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.482-493
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• 2003

횡하중을 재하받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥의 접합부의 취성적 거동으로 인하여 모멘트골조 구조보다 변형능력이 크게 부족하다. 본 연구에서는 슬래브의 변형능력을 연구하기 위해 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 수행하였다. 해석결과, 슬래브의 경간수가 증가함에 따라 슬래브의 변형능력이 크게 감소되는 것으로 나타났으며, 따라서 기둥과 슬래브로 이루어진 축소시험체를 사용하는 기존의 실험연구는 실제 연속슬래브의 변형능력을 과대평가하고 있으며 이에 근거한 현행 설계기준 역시 접합부의 변형능력을 정확히 예측하지 못하고 있다. 해석결과에 근거하여 슬래브의 변형능력을 평가할 수 있는 방법을 개발하였고 기존 실험결과와의 비교를 통해 검증되었다. 제안된 방법에서는 뚫림전단력의 크기 뿐 아니라 접합부의 뚫림전단성능과 형상 단면비, 슬래브 경간수 그리고 슬래브의 초기강성 등 주요 영향변수가 고려되었다.