• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.290-297
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 분절형 U거더와 합성 U거더의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 강섬유 혼입률과 U거더 상부의 슬래브이다. U거더의 복부와 하부플랜지에 종방향 철근을 배근하였다. 상부플랜지에 2개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던 그리고 하부플랜지에 7개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던이 배치되고 U거더 접합 시 한차례 긴장 작업을 하였다. 초고강도 콘크리트 강도로 인해 U거더에 도입한 충분히 강한 프리스트레싱 긴장력은 U거더 시공단계에서 자중과 고정하중을 부담할 수 있다. U거더의 취성적 거동에 비해 합성 U거더는 안정적이고 연성적인 하중처짐 관계를 보여주고 있다. U거더 상부에 슬래브를 시공한 후, U거더 접합 시 도입했던 프리스트레싱 긴장력에 의한 합성 U거더의 휨하중 내하력은 마지막 하중 단계에서 설계하중을 부담할 수 있다. 초고강도 콘크리트로 인한 간단한 프리스트레싱 방법은 시공단계와 공사비 면에서 장점을 가지고 있다. 간격이 작은 전단키는 초고강도 콘크리트 U거더와 고강도 콘크리트슬래브간의 완전한 합성관계를 가져와 파괴하중 직전까지 슬립현상이나, 벌어짐 현상을 보이지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.549-558
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• 2000

외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축구조물 등 그 적용 범위가 매우 넓은 보강방법이다. 본 연구에서는 후 긴장 공법에 있어서 긴장력 도입 과정의 강합성보의 거동을 연구하기 위하여 긴장력 증가에 따른 긴장재, 경간 중앙부 하부 플랜지, 정착단 주형 하부 플랜지의 도입 변형율과 긴장재 절곡 각도에 따른 도입 전단력 및 압축력을 실험 및 해석적으로 분석하였다. 또한 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강 정도를 분석하였으며, 절곡 각도의 변화에 따른 전단보강 및 휨 보강 양상을 연구하였다. 그 결과 외부 후 긴장력 도입에 따른 휨 보강 효과가 매우 높은 것으로 분석되었으며, 긴장재의 절곡 배치에 의해서는 추가적으로 전단보강 효과까지 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권1호
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• pp.59-73
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• 2013

The Xiaolan channel super large bridge is unique in style and with greatest span in the world with a total length of 7686.57 m. The main bridge with spans arranged as 100m+220m+100m is a combined structure composed of prestressed concrete V-shape rigid frame and concrete-filled steel tubular flexible arch. First of all, the author compiles APDL command flow program by using the unit birth-death technique and establishes simulation calculation model in the whole construction process. The creep characteristics of concrete are also taken into account. The force ratio of the suspender, arch and beam is discussed. The authors conduct studies on the three-plate webs's rule of shear stress distribution, the box girder's longitudinal bending normal stress on every construction stage, meanwhile the distribution law of longitudinal bending normal stress and transverse bending normal stress of completed bridge's box girder. Results show that, as a new combined bridge, it is featured by: Girder and arch resist forces together; Moment effects of the structure are mainly presented as compressed arch and tensioned girder; The bridge type brings the girder and arch on resisting forces into full play; Great in vertical stiffness and slender in appearance.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2023

실리카 흄과 같은 고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대 통한 콘크리트 압축강도 100 MPa급 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 벽체에 가설된 초고강도 원심성형 각형보는 상부슬래브 콘크리트와 합성된 후에 공용하중을 받게 되는데, 원심성형 보와 바닥판 사이에는 휨에 의해 수평전단응력이 발생되고 이는 스터드나 철근 등의 전단연결재를 통해서 보와 바닥판이 합성거동을 하게 된다. 본 연구에서는 공장에서 생산된 100 MPa급 원심성형 각형보 상부에 RC슬래브를 제작하여 합성시킨 실물모형 시험체에 대한 휨재하시험을 수행하였으며, 합성단면은 설계 공칭휨강도를 넘어 안정적인 합성거동을 하면서 파괴되어 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권5호
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• pp.557-570
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• 2017

In this study, the seismic performance levels of four bridges are determined using finite element modeling based on ambient vibration testing. The study includes finite element modeling, analytical modal analyses, ambient vibration testing and earthquake analyses of the bridges. For the purpose, four prestressed precast I beam bridges that were constructed for the Ankara-Sivas high speed railway line are selected for analytical and experimental studies. In the study, firstly a literature review related to the dynamic behavior of bridges especially precast beam bridges is given and then the formulation part related to ambient vibration testing and structural performance according to Turkish Seismic Code (2007) is presented. Next, 3D finite element models of the bridge are described and modeled using LARSA 4D software, and analytical dynamic characteristics are obtained. Then ambient vibration testing conducted on the bridges under natural excitations and experimental natural frequencies are estimated. Lastly, time history analyses of the bridges under the 1999 Kocaeli, 1992 Erzincan, and 1999 Duzce Earthquakes are performed and seismic performance levels according to TSC2007 are determined. The results show that the damage on the bridges is all under the minimum damage limit which is in the minimum damage region under all three earthquakes.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권2호
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• pp.213-226
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• 2018

This paper focuses on the seismic protection of slender old masonry structures by the implementation of prestressing devices at key locations. The devices are vertically and externally located inside the towers in order to be reversible and calibrated. An extensive parametric study on a selected slender tower is carried out based on more than 100 nonlinear static simulations aimed at investigating the impact of different parameters on the seismic performance: (i) different prestressing levels; (ii) shape memory alloy superelasticity and (iii) changes in prestressing-forces in all the stages of the analysis until failure and masonry toe crushing. The tendon materials under analysis are conventional prestressing steel, fiber-reinforced polymers of different fibers and shape memory alloys. The parametric study serves to select the most suitable prestressing device and optimal prestressing level able to dissipate more earthquake energy. The seismic energy dissipation is evaluated by comparing the structural capacity curves in original state and retrofitted.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.707-715
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• 2005

파형강판은 파형 형상으로 가공된 강판으로 높은 면내, 면외 방향의 강성을 갖으며, 건물, 교량 등으로 적용도가 높아지고 있다. 파형강판을 플레이트 거더나 프리스트레스트 박스거더교의 복부판으로 적용하면, 파형강판의 아코디언 효과에 의해 플랜지가 휨응력을 복부판이 전단응력을 대부분 지지하는 효율적인 구조를 얻을 수 있다. 전단응력을 받는 파형 강판은 전체좌굴, 국부좌굴 및 연성좌굴에 의해 내하력을 상실할 수 있다. 세 가지 좌굴 모드 중 연성 좌굴에 대한 명확한 분석은 거의 이루어지지 않았고 보수적인 강도 예측을 위한 강도 감소식이 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 연성 좌굴 거동에 미치는 기하학적인 인자들의 영향을 파악하기 위하여 유한요소해석법을 이용한 좌굴해석이 수행되었다. 해석 결과는 연성 좌굴은 패널의 세장비와 북부판 높이 두께비의 복합변수에 의존하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권4호
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• pp.427-438
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• 2018

Static stability is a decisive factor in the design of domes. Stability-related external factors, such as load and supports, are incorporated into structural vulnerability theory by the definition of a relative rate of joint well-formedness ($r_r$). Hence, the instability mechanism of domes can be revealed. To improve stability, an optimization model against instability, which takes the maximization of the lowest $r_r$ ($r_{r,min}$) as the objective and the discrete member sections as the variables, is established with constraints on the design requirements and steel consumption. Optimizations are performed on two real-life Kiewitt-6 model domes with a span of 23.4 m and rise of 11.7 m, which are initially constructed for shaking table collapse test. Well-formedness analyses and stability calculation (via arc-length method) of the models throughout the optimization history demonstrate that this proposed method can effectively enhance $r_{r,min}$ and optimize the static stability of shell-like structures. Additionally, seismic performance of the optimum models subjected to the same earthquake as in the shaking table test is checked. The supplemental simulations prove that the optimum models are superior to the original models under earthquake load as well.

• Computers and Concrete
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• 제1권3호
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• pp.303-324
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• 2004

The Component-Based Software Development (CBSD) has established itself as a sound paradigm in the software engineering discipline and has gained wide spread acceptance in the industry. The CBSD relies on the availability of standard software components for encapsulation of specific functionality. This paper presents the framework for the development of a software component for the design of general member cross-sections. The proposed component can be used in component-based structural engineering software or as a stand-alone program developed around the component. This paper describes the use-case scenarios for the component, its design patterns, object models, class hierarchy, the integrated and unified handling of cross-section behavior and implementation issue. It is expected that a component developed using the proposed patterns and model can be used in analysis, design and detailing packages to handle reinforced concrete, partially prestressed concrete, steel-concrete composite and steel sections. The component can provide the entire response parameters of the cross section including determination of geometric properties, elastic stresses, flexural capacity, moment-curvature, and ductility ratios. The component can also be used as the main computational engine for stand-alone section design software. The component can be further extended to handle the retrofitting and strengthening of cross-sections, shear and torsional response, determination of fire-damage parameters, etc.