• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.98-106
• /
• 2011

강박스거더의 바닥틀은 바닥강판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 강바닥판 교량은 용접 접합부의 개소가 많고 중차량 접지하중과 반복응력의 증가에 의해 피로손상의 발생 가능성이 매우 높다. 일반적으로 강바닥판의 피로균열은 중차량 트럭하중의 반복적인 재하하중으로 인한 국부응력에 의하여 발생한다. 또한 중차량 통행량의 증가 및 통행차량의 대형화는 피로균열 발생 가능성을 촉진한다. 따라서 교량에 영향을 미치는 실제 통행 차량하중의 하중재하 패턴을 고려한 하중 접지면적에 따른 교량의 거동을 정확히 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 강바닥판 교량에서 통행 차량의 접지면적과 하중재하 효과를 고려하여 설계하중에 의한 접지면적과 실제 통행 차량의 접지면적을 유한요소해석을 통하여 비교 평가하였다. 유한요소해석은 강바닥판 교량의 4가지 하중 재하패턴에 대하여 수행하였다, 또한 해석은 다이아프램의 설치 유무에 따른 통행트럭의 접지면적 영향을 비교 평가하였다. 유한요소해석 결과, 실제 싱글타이어의 하중재하면적이 설계하중의 접지면적보다 보다 큰 국부응력을 보였고, 바닥강판은 전륜하중인 싱글타이어 재하에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 다이아프램의 설치 유무는 탄성영역에서 다이아프램 설치가 강바닥판 가로리브와 세로리브 교차부의 피로저항에 대한 구조성능 개선에는 효과가 없는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.135-142
• /
• 2022

본 연구에서는 초고강도 콘크리트에 적용된 겹침 이음의 안전성을 평가하기 위해 초고강도콘크리트 보의 휨성능을 평가하였다. 설계기준에서 정하고 있는 정착 길이 및 겹침이음 길이 산정식에서 겹침이음 길이에 영향을 미치는 횡보강근과 콘크리트 피복 성능의 검토가 수행되었다. 주요 변수는 콘크리트 피복의 구속 성능 증진을 위한 섬유의 혼입과 횡방향철근 배치로 설정하였다. 강섬유가 혼입되었으며 1% 및 2% 부피비로 섬유의 혼입량 증가에 따른 콘크리트 피복 성능의 변화를 검토하였으며, 이음 구간 내에 간격 100mm의 D10 스터럽이 배치되도록 하였다. 실험 결과, 스터럽으로 구속된 실험체는 주인장철근 방향으로의 수평균열 진전과 함께 급격한 하중저하 현상이 나타났으며, 강섬유로 보강된 실험체의 경우 주인장철근 방향의 균열 확대가 억제되고 급작스러운 하중지지능력의 상실을 경험하지 않는 것으로 나타났다. 특히, 2% 의 혼입률이 적용된 실험체의 주인장철근 위치의 변형률은 항복 변형률을 초과하는 것으로 나타났다. 콘크리트 표면에 대한 변형률 측정 결과 철근보다는 섬유가 더 콘크리트 표면의 손상을 방지하는 데에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.23-32
• /
• 2022

PSCB 거더교는 고속도로에서 공용중인 교량의 4%로 많은 비중을 차지하고 있지는 않지만, PSCB 거더교의 약 98%가 1·2종 교량이며 전체 교량 연장의 약 16%(192km)를 차지하는 만큼 유지관리가 매우 중요한 교량 형식 중 하나이다. PSCB 거더교의 손상유형을 분석하기 위해 고속도로 공용중 교량의 가설공법, 제설환경 노출등급 비율을 고려한 62개소(477경간) 정밀안전진단 보고서를 선정하여 상세 분석을 수행함과 동시에 실제 열화·손상이 발생한 교량의 현장조사를 수행하였으며, 그 결과 대부분의 열화·손상 원인은 교면포장으로 유입된 우수(염수)가 상부플랜지와 계면 사이에 체수되어 콘크리트가 열화되고, 이후 교면포장의 균열 및 파손, 철근의 부식·팽창으로 인한 콘크리트 박락 등으로 진전되어 나타난 것으로 조사되었다. 또한, 상부플랜지 하면에 발생한 교축방향 균열 원인은 수화열, 건조수축 등으로 인한 균열로 판단된다. 결론적으로 PSCB 거더교의 특성을 고려한 합리적인 유지관리를 위해서는 시공초기 발생되는 상부플랜지 하면 교축방향 균열 제어를 위한 설계측면의 개선 방안이 제시되어야 할 것이며, 공용중 발생되는 열화는 상부플랜지 열화 이전 교면포장의 유지관리를 통한 선제적 대응과 제설환경 노출등급에 따른 차별화된 유지관리 방안이 제시되어야 할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제63권6호
• /
• pp.713-723
• /
• 2017

As a new type of ballastless track, longitudinal continuous slab track (CST) has been widely used in China. It can partly isolate the interaction between the ballastless track and the bridge and thus the rail expansion device would be unnecessary. Compared with the traditional track, CST is composed of multi layers of continuous structures and various connecting components. In order to investigate the performance of CST on a long-span bridge, the spatial finite element model considering each layer of the CST structure, connecting components, bridge, and subgrade is established and verified according to the theory of beam-rail interaction. The nonlinear resistance of materials between multilayer track structures is measured by experiments, while the temperature gradients of the bridge and CST are based on the long-term measured data. This study compares the force distribution rules of ballasted track and CST as respectively applied to a long span bridge. The effects of different damage conditions on CST structures are also discussed. The results show that the additional rail stress is small and the CST structure has a high safety factor under the measured temperature load. The rail expansion device can be cancelled when CST is adopted on the long span bridge. Beam end rotation caused by temperature gradient and vertical load will have a significant effect on the rail stress of CST. The additional flexure stress should be considered with the additional expansion stress simultaneously when the rail stress of CST requires to be checked. Both the maximum sliding friction coefficient of sliding layer and cracking condition of concrete plate should be considered to decide the arrangement of connecting components and the ultimate expansion span of the bridge when adopting CST.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.147-158
• /
• 2015

본 연구에서는 하수관로 손상을 예방하고 다짐불량으로 인한 지반침하를 방지할 수 있는 하수관로 뒤채움재를 개발하였다. CA 치환율, 촉진제 종류 및 치환율, 물-재료비 등에 대한 실내실험을 수행하였는데, 재령 4시간 압축강도는 W/M 70% 이하에서 0.55~0.64MPa, W/B 80% 이상에서는 0.20MPa로 나타나 국외 유동화토의 압축강도 기준인 0.13MPa을 만족하는 것으로 나타났다. 현장 시험시공에서는 얼음블록을 이용하여 인위적으로 지중에 공동을 생성시키고 하수관로 변형을 유도하였다. 기존의 모래다짐 방법과 개발 뒤채움재의 성능을 비교 평가하였는데, 모래다짐 구간의 횡단면 발생 침하량은 최대 23.4cm, 종단면은 최대 27cm 발생하였으나, 뒤채움재 시공 구간에서는 횡단면에서 최대 0.01cm가 발생하였고, 종단면은 시간이 경과하여도 침하량의 변화가 나타나지 않았다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제14권3호
• /
• pp.479-499
• /
• 2014

This paper illustrates the damages of reinforced concrete and masonry minarets during October 23 (Erciş) and November 9 (Edremit), 2011 Van earthquakes in Turkey. Erciş and Edremit are townships located 90km and 18km from Van city center in Turkey, respectively. Ground accelerations and response spectrums for these earthquakes are given in this paper. A total of 63 reinforced concrete and masonry minarets are heavily damaged or collapsed in the city center and villages nearby after both earthquakes. Because of the fact that there is no Turkish standard and specification directly related to design of minarets, nearly all of the constructions are carried out by workers using only their own technical knowledge. So, all of the non-engineering reinforced concrete and masonry minarets completely collapsed or damaged heavily. From the study, it is seen that the damages are due to several reasons such as site effect, location, and length of the fault, reduction in cross section and formation of the discontinuity, use of plain reinforcement steel, use of concrete with insufficient strength, existence of short lap splices and incorrect end hook angle, larger mass and stiffness concentrations on some region, longitudinal reinforcements discontinuity, cracks at the cylindrical body, and damage of spire and end ornament. In addition to these reasons, the two earthquakes hit the minarets within seventeen days, causing progressive damage. So, the existing design and construction practices should be improved to provide sufficient earthquake performance. Also, it is recommended that there should be a safe distance between the minaret and surrounding structures to reduce the loose of life after earthquake.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.419-430
• /
• 2014

연구대상인 강바닥판교의 U-리브와 가로리브를 교차하는 접합부에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나 아직까지는 현재 적용되고 있는 스캘럽 자체 또는 내부의 다이아프램 형상을 개발 이용하고 있는 정도이다. 근본적으로 문제가 되고 있는 교차부 U-리브 하단 부위의 피로손상을 줄이기 위해, 본 연구를 통하여 제시된 SRH, 즉, U-리브가 교차하는 가로리브의 적절한 위치에 적합한 크기의 원형의 구멍을 두는 방안에 대하여 검토하였다. 최종적으로 원형 SRH가 강바닥판교의 U-리브와 가로리브 교차부 응력집중을 충분히 완화시킬 수 있음을 확인하였고, 이 부위의 구조상세의 피로손상을 방지할 수 있는 방안 중 하나로 SRH를 제안할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제29권6호
• /
• pp.369-374
• /
• 2016

본 연구에서는 굽힘-비틀림 커플링(bend-twist coupled, BTC) 설계개념을 적용한 10 MW급 복합재 풍력 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다. BTC 설계개념은 동적 하중 상황에서 블레이드의 굽힘과 비틀림 거동 사이의 연동을 유도하여, 단면 받음각 변화에 의한 수동적인 적응 하중저감이 가능하다. 인자연구를 통해 최적의 BTC 설계인자를 추출하여 블레이드 구조설계에 적용하였다. BTC 개념이 동적 하중 감소에 미치는 영향을 가늠하기 위해 블레이드 루트 부에서의 피로등가하중을 계산한 결과, BTC 개념이 적용된 블레이드를 적용한 경우 피로등가하중이 2-3% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. BTC 효과를 시험적으로 검증하기 위해 1:29 비율의 블레이드 stiffener 축소모델을 제작하였으며, 정하중 시험을 통해 처짐 거동 시 끝단에서의 비틀림을 측정하였다.

• 한국안전학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.17-22
• /
• 2009

Thermal stress and elastic creeping stress analysis was conducted by finite element method to simulate start-up process of a boiler header of 500MW standard fossil power plant. Start-up temperature and operating pressure history were simplified from the real field data and they were used for the thermal stress analysis. Two kinds of thermal stress analysis were considered. In the first case only temperature increase was considered and in the second case both of temperature and operating pressure histories were considered. In the first analysis peak stress was occurred during the temperature increase from the room temperature. Hence cracking or fracture may occur at the temperature far below the operating maximum temperature. In the results of the second analysis von Mises stress appeared to be higher after the second temperature increase. This is due to internal pressure increase not due to the thermal stress. When the stress components of radial(r), hoop($\theta$) and longitudinal(z) stress were investigated, compression hoop stress was occurred at inner surface of the stub tube when the temperature increased from room temperature to elevated temperature. Then it was changed to tension hoop stress and increased because of the operating pressure. It was expected that frequent start-up and shut-down operations could cause thermal fatigue damage and cracking at the stub tube hole in the header. Elastic-creeping analysis was also carried out to investigate the stress relaxation due to creep and stabilized stress after considerable elapsed time. The results could be used for assessing the creep damage and the residual life of the boiler header during the long-tenn service.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.345-351
• /
• 2010

본 연구에서는 고주기 피로를 받은 SUS316L 강에서의 초음파 비선형 특성평가를 위한 종파 경사입사기법을 연구하였다. Dog-bone형의 판상시편을 준비하여 시편 중심부에서 응력집중이 되며 각 위치마다 피로 손상이 다르도록 제작하였다. 수직투과법 외에 본 연구에서 새로이 제안한 경사입사법을 이용하여 초음파 비선형 파라미터를 측정하였다. 두 기법 모두에서 피로 손상 전보다 고주기 피로 손상 후 초음파 비선형 파라미터가 높게 나타났다. 특히, 응력 집중을 받은 시편 중심부에서 크게 증가하였다. 상대적인 초음파 비선형 파라미터는 피로 손상과 밀접한 상관성을 보였으며 결과적으로 종파를 이용한 경사입사기법은 피로 손상을 평가하는데 효과적인 기법이라 할 수 있다.