• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.599-608
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• 2010

트러스의 상현재와 콘크리트 슬래브가 합성 거동하는 합성 트러스는 장스팬에 경제적인 구조시스템임에도 불구하고 현재 국내에서 설계되는 대부분의 트러스 보는 바닥슬래브와의 합성효과를 전혀 고려하지 않고 설계되고 있다. 슬래브와 트러스 보의 합성효과를 고려할 경우에는 단순히 고정하중으로 취급되던 슬래브를 구조체로서 활용할 수 있으므로 구조 재료를 매우 효율적으로 활용할 수 있게 되고 구조체의 강성이 증가하게 되므로 장스팬 설계의 중요 변수인 사용성 측면에서도 상당한 이점을 확보할 수 있게 된다. 이와 더불어 슬래브 하부에 다양한 설비 시설을 위한 공간이 확보되므로 보의 춤이 깊어지는데 대한 단점을 상당부분 상쇄할 수 있게 된다. 본 연구는 합성 트러스 시스템을 개발함에 있어 국내 현실을 충분히 반영하여 국내 설계 및 시공 현장에서 바로 적용하기 위한 초기단계의 연구로서 실험과 수치해석을 통해 스터드 커넥터의 유 무에 따른 합성 트러스의 역학적 거동 특성을 평가하기 위한 것에 목적을 두고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.17-28
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• 2000

현재 현장에서 건설되어지는 콘크리트교량의 바닥판은 상부와 하부에 동일한 철근을 배근한다. 바닥판 상부철근의 부분적인 제거는 구조적인 측면에서 볼 때, 안전성을 위협하지 않는다는 경험적인 연구 결과들이 발표되어왔다. 판이론에 근거하여 강판형교의 3거더와 4거더시 바닥판의 구조적인 거동을 수식적으로 표현하는 간략화 된 방법을 유도하였다. 거더간 상대처짐을 고려한 간략화 된 방법은 유한요소해석의 결과치와 유사한 값을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는, 바닥판 슬래브의 새로운 설계개념이 간략화 된 방법을 통해서 제안되었다. 간략화 된 방법의 변수는 하중위치, 형상비, 상대강성비 그리고 지간 길이 등을 선정하였다. 이 새로운 설계접근방법은 바닥판 상부 철근량을 감소시켜줄 것이다. 바닥판 상부 철근량의 감소는 건설비용의 감소와 철근의 부식문제를 최소화 시켜줄 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.53-61
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• 2015

이 연구에서는 층간소음을 억제하기 위하여 사용되는 뜬바닥구조의 구조거동을 실험을 통하여 평가하였다. 최근 층간소음을 억제하기 위하여 연질의 완충재가 사용되며, 이로 인하여 마감모르타르나 기포콘크리트에 균열이 발생할 가능성이 높아지고 있다. 이 연구에서는 완충재의 강성, 하중가력 위치, 바닥 구성층을 변수로 하는 16개의 2방향 뜬바닥구조를 실험하였다. 실험에 의하면 완충재의 강성은 뜬바닥구조의 균열강도에 큰 영향을 미치며 완충재의 할선계수가 0.2MPa인 경우에 낮은 강도에서 균열이 발생하였다. 또한 슬래브의 단부나 모서리에 하중이 가력될 경우에 균열강도가 감소하였다. 뜬바닥구조를 이루고 있는 마감모르타르는 균열강도에 영향을 주었지만 기포콘크리트는 균열강도에 영향을 주지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.52-59
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• 2012

횡방향으로 프리스트레스가 도입된 장지간 PSC 바닥판의 정적 거동을 예측하기 위한 유한요소해석 모델을 구성하고, 해석결과를 선행연구에 의한 실험결과와 비교하였다. 유한요소해석에 의하여 서로 다른 콘크리트 강도와 프리스트레스 크기를 변수로 갖는 각각의 실험체에 대한 하중-처짐 관계 곡선을 비교적 근접하게 추정할 수 있었다. 또한, 변형률 분포와 변수에 따른 극한강도 변화로부터 펀칭전단에 의한 파괴형태와 손상범위 등을 간접적으로 예측할 수 있었다. 이 연구에서 활용된 유한요소해석 모델은 펀칭전단파괴에 의한 펀칭콘의 분리를 사실적으로 재현하기 위한 목적이 아니며, 실험연구를 위한 보조적 수단으로서 정적거동예측과 실험결과의 보완 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권2호
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• pp.117-136
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• 2020

Curved steel-concrete composite box girder has been widely adopted in urban overpasses and ramp bridges. In order to investigate its mechanical behavior under complicated and combined bending, shear and torsion load, two large-curvature composite box girders with interior angles of 25° and 45° were tested under static hogging moment. Based on the strain and deflection measurement on critical cross-sections during the static loading test, the failure mode, cracking behavior, load-displacement relationship, and strain distribution in the steel plate and rebar were investigated in detail. The test result showed the large-curvature composite box girders exhibited notable shear lag in the concrete slab and steel girder. Also, the constraint torsion and distortion effect caused the stress measured at the inner side of the composite beam to be notably higher than that of the outer side. The strain distribution in the steel web was approximately linear; therefore, the assumption that the plane section remains plane was approximately validated based on strain measurement at steel web. Furthermore, the full-process non-linear elaborate finite element (FE) models of the two specimens were developed based on commercial FE software MSC.MARC. The modeling scheme and constitutive model were illustrated in detail. Based on the comparison between the FE model and test results, the FE model effectively simulated the failure mode, the load-displacement curve, and the strain development of longitudinal rebar and steel girder with sufficient accuracy. The comparison between the FE model and the test result validated the accuracy of the developed FE model.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.223-234
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• 1996

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동, 즉 탄성, 비탄성, 극한영역에 이르기까지의 모든 하중이력에 대한 응력-변형도 관계와 균열의 진행 및 철근 및 텐던과 콘트리트의 응력과 변형도 등을 정확히 해석할 수 잇는 해석법의 제시를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 재료적 및 기하학적 비선형성을 고려하였다. 기하학적 비선형성은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근 및 텐던모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며, 철근 및 텐던에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근 및 텐던층으로 모델화하였다. 본 논문에서 제안한 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 몇 개의 실험치를 해석치와 비교.검토한 결과, 본 논문의 해석방법에 의하면 철근 및 프리스트레스트 콘크리트 슬래브의 비선형거동을 보다 정확하게 예측할 수 있었다.

• Advances in concrete construction
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• 제11권5호
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• pp.429-445
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• 2021

With regard to economic efficiency, composite fix beams are widely used to pass longitudinal shear forces across the interface. The current knowledge of the composite beam load-slip activity and shear capability are restricted to data from measurements of push-off. Modelling and analysis of the composite beams based on Euro-code 4 regarding to shear, bending, and deflection under differing loads were carried out using Finite Element through an efficient computer simulation and the final loading and sections capacity based on the failure modes was analysed. In bending, the section potential was increased by an improvement of the strength in both steel and concrete, but the flexural and compressive resistance growth is very weak (3.2% 3.1% and 3.0%), while the strength of the concrete has increased respectively from 25 N/mm² to 30, 35, and 40 N/mm² compared to the increment of steel strength by 27% and 21% when it was raised from 275 to 355 and 460 N/mm², respectively. It was found that the final flexural load capacity of fix beams was declined with increase in the fix beam span for both three steel strength. The shear capacity of sections was remained unchanged at constant steel strength and different length, but raised with final yield strength increment of steel sections by 29%, and 67% when it was raised from 275 N/mm² to 355 N/mm² and 460 N/mm², respectively.

• Computers and Concrete
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• 제30권3호
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• pp.175-183
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• 2022

To study the working mechanism and size effect of an innovative dovetail UHPC joint originated from the 5th Nanjing Yangtze River Bridge, a large-scale testing subject to negative bending moment was conducted and compared with the previous scaled specimens. The static responses, i.e., the crack pattern, failure mode, ductility and stiffness degradation were analyzed. It was found that the scaled specimens presented similar working stages and working mechanism with the large-scale ones. However, the post-cracking ductility and relative stiffness degradation all decrease with the enlarged length/scale, apart from the relative stiffness after flexural cracking. The slab stiffness at the flexural cracking stage is 90% of the initial stiffness while only 24% of the initial stiffness reserved in the ultimate stage. Finite element model (FEM) was established and compared with the experiments to verify its effectiveness in exploring the working mechanism of the innovative joint. Based on this effective method, a series of FEMs were established to further study the influence of material strength, pre-stressing level and ratio of reinforcement on its deflection-load relationship. It is found that the ratio of reinforcement can significantly improve its load-carrying capacity among the three major-influenced factors.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.385-392
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• 2014

동바리 되세우기 공법은, 타설되는 층의 바로 아래 바닥판을 지지하는 동바리를 임시 제거한 후 다시 동바리를 설치하는 방법으로, 각 층의 바닥판이 자신의 하중을 스스로 지지하게 유도함으로써 아래 층 바닥판의 시공 하중을 경감시켜 시공 중 안전성을 향상시킬 수 있다. ACI 347.2R-05에서 제안한 단순 해석 결과, 되세우기를 하지 않은 경우에 비해 바닥판과 동바리 시공하중은 각각 40%와 23% 저감되고, 동바리와 거푸집 물량은 각각 40%, 50% 절감 가능한 것으로 평가되었다. 현장 계측 결과, 되세우기를 실시한 층의 바로 아래 층의 동바리에는 상부 층 되세우기 작업 전에 비해 50%의 하중 저감이 발생하였다. 또한 되세우기를 실시하지 않은 영역의 동바리 하중에 비해 되세우기 작업 후 35%의 하중 저감이 발생되었다. 동바리 되세우기를 실시한 층의 상부 보 처짐은 최대 L/5000이 발생하였으며, 주철근의 변형률은 항복변형률 대비 3.6%가 발생하였다. 따라서 N+1층 콘크리트 타설 직전에 동바리 되세우기를 실시하는 것은 구조물의 안전성과 사용성에 문제를 야기하지 않을 것으로 판단된다. 계측된 동바리 하중을 통해 바닥판에 작용되는 최대 시공하중을 예측하면 1.52D로 ACI 347.2R-05의 단순 해석 결과인 1.38D와 유사하다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.701-709
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• 2008

철골 데크플레이트 시스템은 시공의 편의성과 공기단축 때문에 건설현장에서 널리 사용되고 있으며, 그중에서도 특히 철선과 데크플레이트가 혼합된 시스템 (트러스 데크플레이트 시스템)이 우수한 구조적 성능과 및 경제성에 의해서 최근에 매우 각광을 받고 있다. 그러나 트러스 데크플레이트 시스템은 많은 장점에도 불구하고 래티스 철선과 데크플레이트에 용접을 하므로 철판이 용접부위에서 녹이 발생하게 되고, 용접부의 균열과 이에 따른 누수가 발생하는 등의 결점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 용접을 하지 않고 녹발생이 없는 새로운 데크플레이트 시스템, 즉, TOX 데크플레이트 시스템의 적용성을 검토하였다. 본 연구에서는 15개의 실험을 통해 시공단계에서의 데크플레이트 시스템의 구조적 안전성을 평가하고자 한다. 실험변수는 슬래브의 두께, 경간의 길이, 상부, 하부 및 래티스 철선의 직경 그리고 아연도금강판 재료 등이다. 실험결과 제안된 TOX 데크플레이트 시스템은 처짐과 내력에 있어서 구조적으로 충분히 안전성이 있는 것으로 보인다.