• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 2014

본 연구에서는 초박층 교면포장으로 폴리설파이드 에폭시 폴리머 콘크리트 포장을 선정하여, 에폭시 아스팔트 포장, SFRC 포장과의 비교 분석을 통해 폴리머 콘크리트 포장이 강바닥판의 피로응력범위에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다. 강바닥판의 피로응력범위를 산정하기 위해 Abaqus를 사용한 유한요소해석을 사용하여 포장 재료 및 두께에 따라 비교평가하였으며, 용접부에 교축방향 및 교축직각방향의 다축응력이 발생하는 점을 감안하여 Signed Von-Mises 응력을 도입하여 피로 검토에 활용하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권2호
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• pp.367-382
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• 2015

This paper aims to conduct the reliability-based assessment of the welded joint in the orthotropic steel bridge deck by use of a mesh-insensitive structural stress (MISS) method, which is an effective numerical procedure to determine the reliable stress distribution adjacent to the weld toe. Both the solid element model and the shell element model are first established to investigate the sensitivity of the element size and the element type in calculating the structural stress under different loading scenarios. In order to achieve realistic condition assessment of the welded joint, the probabilistic approach based on the structural reliability theory is adopted to derive the reliability index and the failure probability by taking into account the uncertainties inherent in the material properties and load conditions. The limit state function is formulated in terms of the structural resistance of the material and the load effect which is described by the structural stress obtained by the MISS method. The reliability index is computed by use of the first-order reliability method (FORM), and compared with a target reliability index to facilitate the safety assessment. The results achieved from this study reveal that the calculation of the structural stress using the MISS method is insensitive to the element size and the element type, and the obtained structural stress results serve as a reliable basis for structural reliability analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.443-451
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• 2007

강바닥판 피로손상을 억제할 수 있는 유효한 방법의 하나로 데크 플레이트의 판 두께를 증가시키거나 세로리브의 보강 등에 의한 강성 증가를 고려할 수 있는데, 이 강성증가는 일반적으로 윤하중에 의한 강바닥판의 국부변형 억제 등에 효과가 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 강바닥판교의 피로균열이 빈번히 발생해 가장 문제가 되는 U-rib와 가로리브 연결 상세부의 발생응력을 최소화할 수 있도록 벌크헤드플레이트나 수직리브와 같은 보강상세의 부착에 따른 변수로 정밀 구조해석을 수행하였다. 그 결과, 벌크헤드플레이트는 전체적으로 연결 상세부의 주응력을 경감시키나, 피로균열이 발생되는 용접 지단부에서는 오히려 응력집중이 커지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있었다. 그러나 수직리브는 용접 지단부에서 응력집중을 경감시키는 효과를 나타내어 벌크헤드플레이트의 보강보다는 수직리브의 보강이 더 효율적일 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권3호
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• pp.319-329
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• 2018

The field around additional cutout of the floor beam web in orthotropic bridge deck was subjected to high stress concentration, especially the weld toe between floor beam and U shaped rib and the free edge of the additional cutout. Based on different considerations, different geometrical parameters of additional cutout were proposed in European, American and Japanese specifications, and there remained remarkable differences among them. In this study, considering influence of out-of-plane deformation of floor beam web and U shaped rib, parameter analysis for additional cutout under typical load cases was performed by fine finite element method. The influence of additional cutout shape and height to the stress distribution around the additional cutout were investigated and analyzed. Meanwhile, the static and fatigue test on this structure details was carried out. The stress distribution was consistent with the finite element analysis results. The fatigue property for additional cutout height of 95mm was slightly better than that of 61.5 mm.

• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.659-674
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• 2024

Casting Ultra High-Performance Concrete (UHPC) on an orthotropic steel deck and forming a composite action by connectors could improve the steel deck fatigue performance. This study presents the mechanical performance of a proposed post-combination connection between UHPC and steel, which had a low constraint effect on UHPC shrinkage. A total of 10 push-out tests were conducted for static and fatigue performance investigations. And the test results were compared with evaluation methods in codes to verify the latter's applicability. Meanwhile, nonlinear simulation and parametric works with material damage plasticity models were also conducted for the static and fatigue failure mechanism understanding. The static and fatigue test results both showed that fractures at stud roots and surrounding local UHPC crushes were the main failure appearances. Compared with normally arranged studs, group arrangement could result in reductions of static stud shear stiffness, strength, and fatigue lives, which were about 18%, 12%, and 27%, respectively. Compared with the test results, stud shear capacity and fatigue lives evaluations based on the codes of AASHTO, Eurocode 4, JSCE and JTG D64 could be applicable in general while the safety redundancies tended to be smaller or even insufficient for group studs. The analysis results showed that arranging studs in groups caused obviously uneven strain distributions. The severer stress concentration and larger strain ranges caused the static and fatigue performance degradations of group studs. The research outcome provides a very important basis for establishing a design method of connections in the novel post-combination steel-UHPC composite deck.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.237-247
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• 2001

강상판교는 부재수가 많고 구조적 거동이 복잡하여 재래적인 단일수준 (CSL) 알고리즘을 이용하여 최적화하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 연구에서는 강상판교를 효율적으로 최적화하기 위해 다단계 최적설계 (MLDS) 알고리즘이 제안되었다. 강상판교를 주형과 강상판으로 나누기 위해 등위법이 사용되었고, 시스템 최적화를 위하여 설계 변수를 줄이는 분해법이 사용되었다. 효율적인 최적설계를 위해 다단계 최적설계 알고리즘은 제약조건 소거기법(Constraint Deletion)과 응력 재해석 같은 근사화 기법을 도입하였다. 변위해석을 위한 제약조건 소거기법은 교량의 최적화에 효율적인 것으로 검증되었고, 제안된 응력 재해석 기법 또한 설계민감도 해석을 필요로 하지 않으므로 매우 효율적이다. MLDS 알고리즘의 적용성과 강건성은 다양한 수치예제를 사용하여 기존의 단일수준 알고리즘과 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.333-340
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• 2004

최근 장대화 되어가는 강교량의 건설 기술발전에 따라, 자중이 가벼운 강바닥판 형식의 교량 사용이 증가되고 있다. 그러나 강바닥판 교량은 피로에 매우 취약한 구조형식이며, 특히 종리브와 횡리브가 교차되는 상세부에서의 피로균열은 강바닥판 교량이 가지고 있는 가장 큰 문제점 중 하나이다. 이러한 피로균열의 발생원인은 횡리브의 면외거동에 의한 2차 응력으로부터 유발된다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 피로균열을 억제하고, 종리브-횡리브 교차연결부의 상세개선을 위해 3차원 실물모형체의 피로실험과 범용구조해석 프로그램인 LUSAS를 이용한 세부변수 해석을 병행하여 최적의 상세를 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 국내 표준단면 형상에 곡선형 벌크헤드 플레이트를 부착한 상세가 가장 유리한 것으로 나타났으며, 세부 변수해석에 의한 개선 단면 적용시 발생되는 응력값이 최대의 경우 약 50%이상까지 감소하는 것으로 나타났다. 응력의 감소와 함께 횡리브의 간격 증대(G=400)에 따른 4%의 강재량과 34%의 용접길이 감소로 제작원가 절감 및 피로에 유리한 강바닥판교의 제작이 가능하게 되었다.

• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.468-475
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• 2007

The Steel deck a structural analysis in head plate form change the objective bridge which it sells it accomplished a detailed structural analysis from the research which it sees and Bulk-head plate it accomplished. The length rib where the fatigue crack which is considerable generally occurs, width rib connection department and the length rib side, the width rib side it compares principal stress in the object and it does to sleep. It applied the grudge element model which it describes consequently after words and a load and a boundary condition and it executed it compared a static test and principal stress. It grasped the stress conduct of the The Steel deck petal which it follows in hand weaving rib affix location and the affix location to sleep in order to analyze a same location Bulk-head the head and comparison considered. From the detailed section which is reinforced with the stress investigation result hand weaving rib of the location which is weak in structural analysis result fatigue crack of form star reinforcement details basic form and Bulk-head the form which is reinforced with the head plate compared to principal stress investigation hour it is judged at the section which separates most.