• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.47-61
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• 1998

수평곡선 I형교에서는 곡선주형의 초기곡률로 인하여 휨과 비틀림이 서로 연성 되어 복잡한 거동을 하며. 교량전체 거동에 가로보가 미치는 영향이 상당히 크다. 수평곡선 I형교의 거동특성을 파악하기 위해서는 곡선주형과 함께 가로보를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 수평곡선 I형교에 대한 자유진동해석을 위하여 곡선주형을 유한요소 모델링하기 위한 곡선보요소와 가로보를 모델링하기위한 직선보요소를 구성하고, 이들 보요소를 사용한 유한요소 해석 프로그램을 개발한다. 곡선보 요소는 초기곡률과 됨을 고려하기 위하여 박판곡선보 이론에 근거하여 2축 대칭단면을 갖는 I형 곡선보에 대한 유한요소 정식화를 통하여 구성되며, 이때 형상함수는 박판곡선보의 선형 정적 평형방정식의 제차해를 사용한다. 직선보 요소는 됨자유도를 포함하여 절점당 7자유도를 갖는다. 개발한 프로그램에서는 직교좌표계를 사용하여 전체 강성행렬과 전체 질량행렬을 구성하며, 고유치를 구하기 위하여 Gupta의 방법을 사용한다. 기존의 연구결과를 이용하여 구성된 곡선보 요소를 비교검증하고, 수치해석 예제를 통하여 개발한 프로그램의 결과와 쉘요소를 사용하여 범용유한요소해석프로그램으로 수행한 결과를 비교한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권1호
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• pp.151-157
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• 2003

A new approach to the analysis of horizontally curved beams is presented in this paper. The proposed method simplifies a two-dimensional structure into a one-dimensional structure just like a normal beam for structural analysis and, therefore, reduces the computational effort significantly.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제28권4호
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• pp.387-410
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• 2008

The fatigue damage accumulation rates of horizontally curved thin walled box-girder bridge have been estimated from vehicle-induced dynamic stress history using rain flow cycle counting method in the time domain approach. The curved box-girder bridge has been numerically modeled using computationally efficient thin walled box-beam finite elements, which take into account the important structural actions like torsional warping, distortion and distortional warping in addition to the conventional displacement and rotational degrees of freedom. Vehicle model includes heave-pitch-roll degrees of freedom with longitudinal and transverse input to the wheels. The bridge deck unevenness, which is taken as inputs to the vehicle wheels, has been assumed to be a realization of homogeneous random process specified by a power spectral density (PSD) function. The linear damage accumulation theory has been applied to calculate fatigue life. The fatigue life estimated by cycle counting method in time domain has been compared with those found by estimating the PSD of response in frequency domain. The frequency domain method uses an analytical expression involving spectral moment characteristics of stress process. The effects of some of the important parameters on fatigue life of the curved box bridge have been studied.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권4호
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• pp.325-348
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• 2009

This paper is concerned with steel-concrete composite plate girders curved in plan. At the design stage these girders are assumed sometimes to act independent of the deck slabs resting on them in order to simplify the analysis. The advantage of composite action between the steel girders and concrete deck is not utilized. Finite element modeling of such composite action in plate girders is considered in this paper. Details of the finite element modeling and the non-linear analysis of the girders are presented along with the results obtained. Tension field action in the web panels similar to those observed in the straight plate girders is also noticed in these girders. Finite element and experimental results in respect of curved steel plate girders and straight composite plate girders tested by other researchers are presented first to assess the accuracy of the modeling. Effects of parameters such as curvature, steel flange width and web panel width that affect the behavior of composite girders are then considered in the analyses. An approximate method to predict the ultimate strength of horizontally curved composite plate girders is also presented.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제7권4호
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• pp.367-392
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• 2020

The specific characteristics of near-field earthquake records can lead to different dynamic responses of bridges compared to far-field records. However, the effect of near-field strong ground motion has often been neglected in the seismic performance assessment of the bridges. Furthermore, damage to horizontally curved multi-frame RC box-girder bridges in the past earthquakes has intensified the potential of seismic vulnerability of these structures due to their distinctive dynamic behavior. Based on the nonlinear time history analyses in OpenSEES, this article, assesses the effects of near-field versus far-field earthquakes on the seismic performance of horizontally curved multi-frame RC box-girder bridges by accounting the vertical component of the earthquake records. Analytical seismic fragility curves have been derived thru considering uncertainties in the earthquake records, material and geometric properties of bridges. The findings indicate that near-field effects reasonably increase the seismic vulnerability in this bridge sub-class. The results pave the way for future regional risk assessments regarding the importance of either including or excluding near-field effects on the seismic performance of horizontally curved bridges.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.747-757
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• 2015

이 연구에서는 이동식 곡선거푸집으로 제작된 현장제작 곡선 PSC 거더의 정적거동을 조사하는 것이 주요 목적이다. 다양한 곡선선형 제작이 용이한 이동식 곡선거푸집을 이용하여 현장에서 제작된 지간 30m, 곡선반경 80m인 곡선 PSC 거더에 대한 재하시험이 수행되었다. 모든 시험결과는 수치해석결과와 비교되었으며, 거더의 중앙부에 대한 변위와 변형률이 측정되었다. 실험결과에서 실물모형 시험체의 초기균열발생 하중은 사용하중보다 1.3배 증가한 하중에서 발생하였다. 또한, 연성설계기준을 만족하여 시험체는 초기균열 발생 후에 취성파괴되지 않고 연성 파괴될 것으로 판단되었다. 사용성 검토에서 균열발생 시의 처짐값이 도로교설계기준(2010)에서 제시한 활하중 재하 시의 허용처짐량을 만족하였다. 유한요소 해석결과와 시험결과는 전체적인 거동이 매우 유사하게 나타났으며, 현장제작 곡선 PSC 거더의 사용성과 안전성 측면에서는 큰 문제가 없는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.6385-6390
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• 2015

수평 곡선 I-형 거더에는 초기곡률이라는 기하학적 특성으로 인해 휨 모멘트와 더불어 비틀림 모멘트가 작용하게 된다. 이러한 휨 비틀림 거동은 서로 상호 작용을 일으켜 약축방향으로 2차 휨거동을 유발하게 된다. 휨과 비틀림 간의 상호 작용은 곡선 거더를 조기에 비선형 상태 및 소성 상태로 유도하여 내하력의 저하를 야기하게 되고, 차량의 이동 위치에 따른 편심 하중은 비틀림을 더욱 증대시킬 수 있다. 그러나 기존에 연구되어왔던 직선 거더에 대한 휨 비틀림 상호관계식은 곡선 거더가 가지고 있는 거동 특성이 고려되지 않았기 때문에 수직하중을 받는 수평 곡선 I-형 거더의 극한 강도가 과대평가 될 수 있다. 따라서 이에 대한 보다 명확하고 합리적인 제안식의 적용이 곡선 거더의 설계 시에 필요하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 편심하중이 작용하는 수평 곡선 I형 거더의 휨 비틀림 상호작용 특성을 파악하고 거동분석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1327-1336
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• 2013

본 논문은 파형 복부판이 수평 곡선 I형 거더의 극한 거동에 미치는 영향을 다룬다. 파형 복부판은 기하학적 특성에 따라 플레이트 거더의 비틂 및 뒴 강성 증진을 위해 적용이 가능하다. 그동안 파형 복부판이 일반 직선 거더의 극한 거동에 미치는 영향을 다룬 많은 연구들이 있었으나, 면외 방향 거동이 주요하게 나타나는 곡선 거더의 극한 거동에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 이 연구에서는 비탄성-비선형 해석을 통해 파형 복부판 수평 곡선 I형 거더의 극한 거동을 다룬다. 본 해석 연구에서는 파형 복부판을 갖는 곡선 거더의 극한 거동에 영향을 미칠 수 있는 기하학적 인자로써, 곡선 거더의 횡방향 비지지 길이와 사잇각, 복부판의 파고 및 파장이 주요 매개변수로 고려되었다. 본 해석 연구를 통해, 각 매개변수 변화에 따른 극한 거동 및 내하력 변화를 분석하고, 일반 판형 복부판이 적용된 거더의 내하력과 비교하여 파형 복부판이 내하력 증진에 미치는 영향을 도출하였다. 본 해석 결과에 따르면, 높은 비틂 및 뒴 강성에 의해 파형 복부판은 곡선 거더의 내하력 증진에 효과적인 것으로 나타났다. 그러나 곡선 거더의 곡률 또는 사잇각이 작은 경우, 파형 판의 아코디언 효과에 의해 오히려 내하력이 감소될 수 있다는 것 또한 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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• pp.706-711
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• 2000

This paper deals with the free vibrations of horizontally curved beams on an elastic foundation. Taking into account the effects of rotatory inertia and shear deformation, the differential equations governing free vibrations of noncircular curved beams resting on Pasternak-type foundations are derived and solved numerically. The lowest three natural frequencies for parabolic curved beams with hinged-hinged and clamped-clamped end restraints are calculated. Numerical results are presented to show the effects on the natural frequencies of the non-dimensional system parameters: the horizontal rise to span length ratio, the Winkler foundation parameter, the shear foundation parameter, and the width ratio of contact area between the beam and foundation.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.11-16
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• 2002

The differential equations governing free vibrations of the elastic, horizontally curved beams with unsymmetric axis are derived in Cartesian coordinates rather than in polar coordinates, in which the effect of torsional inertia is included. Frequencies are computed numerically for the sinusoidal curved beams with both clamped ends and both hinged ends. Comparisons of natural frequencies between this study and SAP 2000 are made to validate theories and numerical methods developed herein. The convergent efficiency is highly improved under the newly derived differential equations in Cartesian coordinates. The lowest four natural frequency parameters are reported, with and without torsional inertia, as functions of three non-dimensional system parameters: the horizontal rise to chord length ratio, the span length to chord length ratio, and the slenderness ratio.