• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.43-50
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• 2005

데크플레이트와 콘크리트가 합성되어 있는 합성 바닥판 구조물은 데크플레이트의 골 방향과 골 직각방향에 대하여 강성이 다르므로 직교이방성판 거동을 보이고 있으며 테크플레이트와 콘크리트의 합성 거동으로 인하여 적층 바닥판 구조물로 평가할 수 있다. 이러한 합성데크 바닥판 구조물의 진동에 대한 정확한 사용성 평가를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 정밀 진동해석을 수행하여야 한다. 이를 위해서는 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성 그리고 데크플레이트와 콘크리트의 합성에 대한 정확한 거동 평가가 수반되어야 한다. 본 논문에서는 합성데크 바닥판 구조물의 골 직각 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 각각의 토핑 콘크리트 두께와 데크플레이트 두께를 적용하였다. 또한 골 방향에 대한 강성을 계산하기 위하여 콘크리트와 데크플레이트의 단면 강성을 구하여 등가두께를 적용하였다. 그리고 콘크리트와 데크플레이트의 합성거동을 표현하기 위하여 적층판에 대한 등가 강성식을 적용, 합성데크 바닥판 구조물의 강성을 나타내었다. 본 논문에서 제안한 합성데크 바닥판 구조물의 실용적인 모형화방법을 적용할 경우에 합성데크 바닥판 구조물의 강성에 대한 직교이방성과 콘크리트와 데크플레이트의 합성 거동을 잘 표현할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.61-69
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• 2005

장경간화되고 경량화된 데크 바닥판 구조물은 부재가 유연하기 때문에 거주자의 움직임에 의하여 진동이 크게 발생할 수 있으며, 이러한 바닥판 진동은 건축물의 안전성뿐만 아니라 건축물의 사용성에도 많은 영향을 끼치므로 건축물의 품질 평가기준으로 사용되고 있다. 데크 바닥판 구조물의 올바른 사용성 평가를 위해서는 정확한 진동해석과 응답평가가 수반되어야한다. 본 논문에서는 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 고려한 여러 가지 모형화 방법을 적용하여 진동해석을 수행하였으며 모형화 방법에 따른 진동응답을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제시한 데크 골 방향 강성에 대한 등가두께 모형화방법은 간단한 방법으로 데크 바닥판 구조물의 직교이방성을 간단한 방법으로 고려할 수 있으며, 정확한 진동응답을 얻을 수 있으므로 실무에서 실용적으로 활용할 수 있다.

• International Journal of Railway
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• 제5권2호
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• pp.89-92
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• 2012

Effective notch stress, as an approach to evaluate the local stress at a notch (weld toe or root), is defined as the total stress assuming linear-elastic material behavior. This method can be effectively used to evaluate the fatigue performance of welded joints. In this study, finite element analysis results using the effective notch stress method were correlated with fatigue test results of rib-to-deck welded joints in a steel orthotropic bridge deck. Effective notch stress approach provided a good correlation with the crack pattern observed in the full-scale fatigue test. A higher effective notch stress at the critical weld toe than at the weld root was consistent with the dominant crack pattern observed at the weld toe during testing. The effective notch stress at the toe on the deck plate was about 80% higher than that on the rib; no cracks at the weld toe on the rib in the testing were observed. Maximum effective notch stress at the weld root occurred on the upper side of the root notch, which indicates that cracks are more likely to propagate into the deck plate, not into the weld metal. This is also consistent with the observed crack pattern in which the crack from the root propagated upward into the deck plate. No such crack pattern, propagating into the weld metal, was observed in the testing.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제18권3호
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• pp.38-43
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• 2014

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2009

강바닥판의 횡리브 복부판에서는 전단력과 비틀림 모멘트가 작용하는 동시에 종리브의 비틀림으로 인한 면내외 변형이 작용하기 때문에 교차부와 컷아웃부에 응력집중현상이 발생한다. 본 연구는 피로균열 발생사례가 가장 높은 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화를 통하여 피로성능을 향상시킬 수 있는 구조상세를 개발하기 위하여 수행되었다. 다이아프램의 설치는 교차부와 컷아웃부에서의 응력집중현상 완화효과에 유리한 구조상세이다. 다이아프램의 위치에 대한 응력집중의 양상을 분석하기 위해서 다이아프램 위치를 횡리브 복부판과 일치된 곳으로부터 교축방향으로 이동시켜 가며 그 응답을 수치적으로 분석하였다. 또한 컷아웃폭을 대상으로 매개변수해석을 수행하여 최대응력 감소효과를 분석하였다. 그 결과 다이아프램은 횡리브 복부판과 횡리브 축 방향으로 일치되도록 설치하는 것이 응력집중현상을 완화시켜 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다. 그러나 어떤 경우에도 다이아프램을 설치하지 않은 경우보다는 설치한 경우가 피로성능에 유리함을 알 수 있었다. 컷아웃폭은 바닥강판으로부터 종리브 바닥판면까지의 거리($y_{gotal}$)에 대한 바닥강판으로부터 컷아웃부의 종리브와 횡리브 교차점까지의 거리($y_i$)의 비($y_i/y_{total}$) 0.85가 되도록 컷아웃폭을 설정하는 경우가 구조성능 개선에 유리한 구조상세임을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.668-676
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• 2002

바닥판은 주형 또는 하부구조 등에 비하여 손상이 많이 발생하기 때문에 탄소섬유쉬트와 같은 섬유보강재를 사용하여 손상된 바닥판의 내하력을 향상시키기 위한 성능향상 공법의 적용이 증가하고 있다. 그러나 섬유보강재와 콘크리트사이의 계면을 에폭시를 사용하여 일체화시키는 외부착공법의 특성상 하중위치 및 보강방법 등에 따라 보강재가 조기에 박리되는 현상이 발생할 수 있으며, 특히 이방향 균열의 성장에 의하여 손상이 진행되는 바닥판의 경우에는 보강된 보 구조물에서 일반적으로 발생하는 단부박리현상보다는 균열폭의 증가에 의하여 발생하는 계면박리 현상이 많이 발생하게 된다. 본 연구에서는 성능향상된 바닥판의 계면박리를 해석하기 위하여 균열폭과 부착응력의 관계로부터 계면박리가 발생하는 임계부착응력과 임계 균열을 산정할 수 있는 이론적인 해석식을 제안하였다. 또한 보강된 바닥판 시험체에 대한 정적 시험결과와의 비교를 통하여 제안식의 타당성을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제7권1호
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• pp.1-18
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• 2007

Additional cutouts in the floorbeam webs of orthotropic plated bridge decks relieve the highly stressed lower flange of the ribs passing through these floorbeam webs from possible fatigue damage. Conversely, the floorbeam webs themselves suffer from high stress concentrations, especially along the free edges of the additional cutouts. These stresses result from a combination of direct introduction of vertical traffic loads in the weakened web and from the truss action of the floorbeam. The latter differs from a simple beam action due to the presence of the openings and corresponds more to the behaviour of a Vierendeel truss. Close assessment of the appearing stresses, highly relevant for fatigue resistance, requires the use of elaborate finite element modelling. However, a full finite element analysis merely provides the results of total stresses, leaving the researcher or designer the difficult task of finding the origin of these stress components. This paper presents a calculation method for cutout stresses based on a combination of a framework analysis and a two dimensional finite element analysis of much smaller parts of the floorbeam. This method provides more insight in the origin of the stress components, as well as it simplifies any comparison of different additional cutout geometries, independent of the floorbeam topology.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.20-25
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• 2011

본 논문에서는 2차원 콘크리트 슬래브 철도교량을 특별직교이방성 복합적층판 이론으로 해석하였다. 슬래브의 해석에 있어 단면의 기하학적, 물리적 특성이 중립면에서 휨-연계강성 $B_{ij}$ = 0 이고, $D_{16}=D_{26}=0$임을 고려하였다. 교량상판은 특별직교이방성 판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면 혹은 불규칙한 단면을 갖는 시스템은 해석적 해를 구하기가 매우 어렵다. 이러한 문제에 대한 해석을 위해서 유한차분법이 이용되었다. 본 논문에서는 보 이론과 유한차분법이 해석을 위해 사용되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권4호
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• pp.453-469
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• 2021

The cracking at the transverse diaphragm cutout is one of the most severe fatigue failures threatening orthotropic steel decks (OSDs), whose mechanisms and crack treatment techniques have not been fully studied. In this paper, full-scale experiments were first performed to investigate the fatigue performance of polished cutouts involving the effect of an artificial geometrical defect. Following this, comparative experimental testing for defective cutouts strengthened with carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) was carried out. Numerical finite element analysis was also performed to verify and explain the experimental observations. Results show that the combinative effect of the wheel load and thermal residual stress constitutes the external driving force for the fatigue cracking of the cutout. Initial geometrical defects are confirmed as a critical factor affecting the fatigue cracking. The principal stress 6 mm away from the free edge of the cutout can be adopted as the nominal stress of the cutout during fatigue evaluation, and the fatigue resistance of polished cutouts is higher than Grade A in AASHTO specification. The bonded CFRP system is highly effective in extending the fatigue life of the defective cutouts. The present study provides some new insights into the fatigue evaluation and repair of OSDs.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1667-1676
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• 2014

강합성 바닥판은 두 방향의 휨 강성이 다르기 때문에 직교이방성의 성질을 가진다. 강합성 바닥판의 휨 강성비는 활하중 모멘트에 영향을 미친다. 비충전 강합성 바닥판의 휨 강성비는 메인 베아링 바 간격과 직접적인 관계를 가지고 있어 메인 베아링 바 간격과 형상비 영향이 고려된 하중분배 계수식에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 휨 강성비를 고려하는 AASHTO LRFD Bridge Design Specification에 의한 비충전 강합성 바닥판의 활하중 모멘트를 평가하고 비충전 강합성 바닥판의 하중분배 계수식을 제안하고자 한다.