• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.14-19
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• 2015

In this study we developed an integrated precast concrete decks for a rapid construction. The structural performance in the integrated precast bridge decks is evaluated by real-scale test bed and detailed finite element analyses. The numerical analysis results were compared with the experimental data from a real-scaled single-span precast/prestressed concrete bridge decks under truck loading. Parametric studies are focused on the various effects of external loads on the structural behavior for different locations and measuring points on the precast bridge decks. The assessment in this study indicates that the integrated precast bridge decks show an excellent structural performance as expected.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.467-474
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• 2007

본 논문에서는 부착 유무, 정착장치 유무, 긴장량, 경간 길이 등을 실험 변수로 하여 총 13개의 시험체를 제작하여 휨 성능 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 1개의 표준시험체, 2개의 긴장력을 도입하지 않는 보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 비부착보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 부착시험체와 2개의 경간 길이가 다른 보강시험체를 제작하였다. 또한, 콘크리트의 비선형, 철근 및 탄소섬유와 콘크리트와의 계면 특성을 고려한 DIANA 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 긴장력을 도입한 보강된 시험체는 박리 파괴가 아닌 FRP 파단에 의하여 최종파괴가 되었다. 특히, 긴장력을 도입한 부착시험체는 1차, 2차 박리가 발생 후, 정착장치의 고정으로 인하여 부착시스템에서 비부착시스템으로 전환되었다. 또한, 탄소섬유판으로 보강된 시험체의 해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하였다. 긴장력을 도입한 탄소섬유판으로 보강된 모든 시험체는 연성지수가 3이상 나타나 어느 정도 이상의 연성을 확보하고 있는 것으로 알 수 있었다. 그리고 박리하중과 항복하중 및 극한하중에서 실험값과 해석값이 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.10-17
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• 2004

활하중 4903Pa를 적용하여 최소깊이로 최적 설계한, 실물크기 U형 보에 대하여 전단경간과 내민보 길이를 다르게 하여 4번의 전단실험을 수행하였다. 토핑 콘크리트를 타설한 경간 10.5m 실물크기 U형 합성보는 보의 폭/깊이 비가 2이상이다. 이프리캐스트 프리스트레스트 보의 단부 전단거동을 평가하는 과정에서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 이 합성 U형 보는 최종파괴에 이를 때까지 일체 거동하였으며, 강도설계 규준에 합당한 휨과 전단거동을 보여주었다. 2) 본 연구결과의 범위 안에서, 본 연구에서 고려한 보깊이가 얕은 U형 보의 전체정착길이는 집중하중 위치에 대한 ACI 정착길이 요구식이 정착부착파괴의 가부를 결정하는 기준이 되었다 3) 단부쪽에 발생한 전단균열은 모두 정착파괴로 연결되는 것이 아니며, 선행된 슬립이 존재할 때 정착부착파괴로 유도될 수 있다. 4) 보 중앙축 부근의 일반휨철근은 보의 연성파괴를 유도하는 역할을 위하여 효과적으로 활용될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.741-749
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• 2014

프리스트레스트 중공(PHC) 슬래브는 장경간에 적합하도록 경량화된 효율적인 프리캐스트 부재이며, 국내 외에서 많이 사용되고 있다. 특히, 국내에서는 현장타설콘크리트와 같이 사용되는 합성슬래브 형태로 주로 적용되고 있다. 그러나, 압출성형방식으로 제작되는 PHC 슬래브 부재는 매우 낮은 슬럼프의 콘크리트로 제작되어 타설 직후에도 표면경도가 높기 때문에 계면의 거친면 처리 및 전단연결재 배치가 어려운 단점이 있다. 이 연구에서는 PHC slab 부재와 토핑콘크리트 사이의 합성성능을 고찰하기 위하여 다양한 계면상태를 변수로 직접전단실험을 수행하였으며, 기존 실험결과를 수집하여 국내 외 수평전단강도 설계기준을 평가하였다.

• Computers and Concrete
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• 제14권2호
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• pp.109-125
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• 2014

The force transfer mechanism in positive moment continuity details for prestressed concrete girder bridges is investigated in this paper using a three-dimensional detailed finite element model. Positive moment reinforcement in the form of hairpin bars as recommended by the National Cooperative Highway Research Program Report No 519 is incorporated in the model. The cold construction joint that develops at the interface between girder ends and continuity diaphragms is also simulated via contact elements. The model is then subjected to the positive moment and corresponding shear forces that would develop over the service life of the bridge. The stress distribution in the continuity diaphragm and the axial force distribution in the hairpin bars are presented. It was found that due to the asymmetric configuration of the hairpin bars, asymmetric stress distribution develops at the continuity diaphragm, which can be exacerbated by other asymmetric factors such as skewed bridge configurations. It was also observed that when the joint is subjected to a positive moment, the tensile force is transferred from the girder end to the continuity diaphragm only through the hairpin bars due to the lack of contact between the both members at the construction joint. As a result, the stress distribution at girder ends was found to be concentrated around the hairpin bars influence area, rather than be resisted by the entire girder composite section. Finally, the results are used to develop an approach for estimating the cracking moment capacity at girder ends based on a proposed effective moment of inertia.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권5호
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• pp.573-582
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• 2018

This study develops and numerically verifies an innovative seismically resilient bracing system. The proposed self-centering tension-only brace (SC-TOB) is composed of a tensioning system to provide a self-centering response, a frictional device for energy dissipation, and a high-strength steel cable as a bracing element. It is considered to be an improvement over the traditional self-centering braces in terms of lightness, high bearing capacity, load relief, and double-elongation capacity. In this paper, the mechanics of the system are first described. Governing equations deduced from the developed analytical model to predict the behavior of the system are then provided. The results from a finite element validation confirm that the SC-TOB performs as analytically predicted. Key parameters including the activation displacement and load, the self-centering parameter, and equivalent viscous damping are investigated, and their influences on the system behavior are discussed. Finally, a design procedure considering controlled softening behavior is developed and illustrated through a design example.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권5호
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• pp.629-640
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• 2019

This paper presents a theoretical and finite element (FE) study on the stress intensity factors of double-edged cracked steel beams strengthened with carbon fiber reinforced polymer (CFRP) plates. By simplifying the tension flange of the steel beam using a steel plate in tension, the solutions obtained for the stress intensity factors of the double-edged cracked steel plate strengthened with CFRP plates were used to evaluate those of the steel beam specimens. The correction factor α₁ was modified based on the transformed section method, and an additional correction factor φ was introduced into the expressions. Three-dimensional FE modeling was conducted to calculate the stress intensity factors. Numerous combinations of the specimen geometry, crack length, CFRP thickness and Young's modulus, adhesive thickness and shear modulus were analyzed. The numerical results were used to investigate the variations in the stress intensity factor and the additional correction factor φ. The proposed expressions are a function of applied stress, crack length, the ratio between the crack length and half the width of the tension flange, the stiffness ratio between the CFRP plate and tension flange, adhesive shear modulus and thickness. Finally, the proposed expressions were verified by comparing the theoretical and numerical results.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.617-625
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• 2021

본 연구에서는 국내 개량형 PSC거더(Prestressed Concrete Girder)의 연속화 방식의 문제점과 연속텐던(Continuous Tendon)의 휨모멘트(Bending Moment) 특성을 분석하였다. 이 결과들을 바탕으로 본 연구에서는 거더 연속부의 부모멘트(Negative Moment) 제어에 효과적인 연속텐던 모델을 제안하였다. 이 모델은 연속텐던의 정착단을 거더 하부로 최대한 내리고, 거더 하부로 배치되는 텐던 구간을 늘려, 거더 중앙부의 긴장력 모멘트가 감소하더라도 연속지점부의 긴장력 모멘트를 증가시키는 방법이다. 이러한 연속텐던 모델은 거더 중앙부보다 연속지점부에서 대응해야 할 설계모멘트가 큰 합성 전 연속화 공법에 적합한 성능을 발휘할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.351-362
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• 1997

중. 소규모의 교량 설계시, 그가 가지고 있는 여러 가지 장점 때문에 연속 합성형 교량 형식을 채택하는 것이 점차 보편화되고 있는 실정이다. 그러나 콘크리트 슬래브에 프리스트레스를 가하지 않는 경우에는 교량 중앙 지점부의 부모맨트로 인하여 발생하는 콘크리트 슬래브의 균열을 설계시에 고려해야 한다. 이 논문에서는 기존에 제시된 두 가지 전단연결재 설계 방법에 대하여 탄.소성 유한요소해석법으로 비교 검토하였다. 그리고 부분합성이론을 소개하고 이 이론에 의한 이론적 엄밀해를 유도하였다. 합성정도에 따른 단순합성보와 연속합성보의 거동을 해석결과와 실험결과의 비교 분석을 통하여 부분합성이론을 강합성형교의 설계와 시공에 적용할 경우의 장단점을 검토하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.113-118
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• 2007

이번 연구는, 실제 공사 현장에서 적용할 수 있는 프리캐스트 복합화 콘크리트 공법을 선정하였다. 현장에서 프리캐스트 복합화 콘크리트 공법의 실제 공사비와 철근콘크리트 공법에 적용되는 추정 공사비를 비교하였다. 고강도 콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트의 사용함으로서, 50%이상의 콘크리트 양을 줄일 수 있었지만, 프리캐스트 콘크리트 복합화공법의 주된 비용인 생산비와 운송비를 포함한 재료비는 큰 차이가 없었다. 그러나 철근콘크리트인 경우, 철근과 거푸집 노무비가 30%를 차지하며 추가비용으로 비계, 가설공사가 큰 비중을 차지하는 철근콘크리트 공법이 프리캐스트 콘크리트 복합화 공법과 비교하여 2배정도의 시공비용이 소요된다. 위의 결과를 분석하면 프리캐스트 복합화 공법이 철근콘크리트 공법의 비용보다 11%의 훌륭한 비용절감 효과가 나타났다.