• 한국해양공학회지
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• 제23권1호
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• pp.96-103
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• 2009

In 2006, Jeju Island in South Korea experienced a crisis, no electricity for three hours anywhere in the entire island. This incident was caused by a domino effect that occurred after one of the submarine power cables connecting the island to Haenam, a coastal city on the mainland, was damaged by an external load, probably from a ship anchor or a steel pile being used in marine farming. This study presents a collision analysis of a new submarine power cable protector called arch type reinforced concrete. For the analysis, a dynamic finite element program, ANSYS AUTODYN, was used to examine the displacement and stress of the submarine power cable protector using different material models (RHT concrete model, Mohr.Coulomb concrete model). In addition, two reinforcing bar spacings, 75 mm and 150 mm, were considered. From the analyses, the effects of the parameters (concrete model and spacing) on the results (displacement and stress) were analyzed, and the relations between the damage and parameters were found.

• 한국재료학회지
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• 제27권6호
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• pp.318-324
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• 2017

In this study, two Fe-30Mn-0.2C-(1.5Al) high-manganese steels with different surface conditions were hydrogen-charged under high temperature and pressure; then, tensile testing was performed at room temperature in air. The yield strength of the 30Mn-0.2C specimen increased with decreasing surface roughness(achieved via polishing), but that of the 30Mn-0.2C-1.5Al specimen was hardly affected by the surface conditions. On the other hand, the tendency of hydrogen embrittlement of the two high-manganese steels was not sensitive to hydrogen charging or surface conditions from the standpoints of elongation and fracture behavior. Based on the EBSD analysis results, the small decrease in elongation of the charged specimens for the Fe-30Mn-0.2C-(1.5Al) high-manganese steels was attributed to the enhanced dislocation pile-up around grain boundaries, caused by hydrogen.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권2호
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• pp.209-219
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• 2022

Offshore platforms in seismically active areas must be designed to survive in the face of intense earthquakes without a global structural collapse. This paper scrutinizes the seismic performance of a newly designed and established jacket type offshore platform situated in the entrance of the Gulf of Suez region based on the API-RP2A normalized response spectra during seismic events. A nonlinear finite element model of a typical jacket type offshore platform is constructed taking into consideration the effect of structure-soil-interaction. Soil properties at the site were manipulated to generate the pile lateral soil properties in the form of load deflection curves, based on API-RP2A recommendations. Dynamic characteristics of the offshore platform, the response function, output power spectral density and transfer functions for different elements of the platform are discussed. The joints deflection and acceleration responses demands are presented. It is generally concluded that consideration of the interaction between structure, piles and soil leads to higher deflections and less stresses in platform elements due to soil elasticity, nonlinearity, and damping and leads to a more realistic platform design. The earthquake-based analysis for offshore platform structure is essential for the safe design and operation of offshore platforms.

• 한국해양공학회지
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• 제38권2호
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• pp.74-85
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• 2024

Offshore wind turbines are supported by various foundations, each with its considerations in design and construction. Gravity, monopile, and suction bucket foundations encounter geotechnical issues, while jacket and tripod foundations face fatigue problems. Considering this, a gravity foundation based on a steel skirt was developed, and a monopile foundation was analyzed for Pile-Soil Interaction using the p-y curve and 3D finite element method (3D FEM). In addition, for suction bucket foundations, the effects of lateral and vertical loads were analyzed using 3D FEM and centrifuge tests. Fatigue analysis for jacket and tripod foundations was conducted using a hotspot stress approach. Some hybrid foundations and shape optimization techniques that change the shape to complement the problems of each foundation described above were assessed. Hybrid foundations could increase lateral resistance compared to existing foundations because of the combined appendages, and optimization techniques could reduce costs by maximizing the efficiency of the structure or by reducing costs and weight. This paper presents the characteristics and research directions of the foundation through various studies on the foundation. In addition, the optimal design method is presented by explaining the problems of the foundation and suggesting ways to supplement them.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.307-320
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• 2013

기존 해상풍력발전 지지구조물의 단점을 보완한 신형식의 파일 기초 하이브리드 지지구조물을 본 연구에서 제안하였다. 이 지지구조는 콘크리트 자중을 이용한 중력식 기초의 개념으로부터 수정되어 4개의 파일로 지지되며, 강재 샤프트와 원추형 콘크리트가 결합된 하이브리드 형식이다. 규모가 크고 두꺼운 콘크리트의 3차원 해석을 위해, 정확한 기하형상 모델링과 응력의 절점 보간이 가능한 솔리드-쉘 입체요소를 개발하였다. 해양구조물 전용 유한요소 프로그램인 XSEA에 탑재된 솔리드-쉘 요소와 Stream Function 파랑 이론을 적용하여, 제안한 하이브리드 지지구조물에 대해 서남해안 지역의 환경조건을 적용한 준정적 해석 및 고유진동수 해석을 실시하였다. 해석결과, 수평변위가 허용변위 이내로 나타났고, 고유진동수 해석을 통해 하이브리드 구조형식의 동적거동에 대한 우수성을 입증하였다. 결과적으로, 파일지지 하이브리드 지지구조물은 우리나라 서남해안 지역과 같이 연약지반에 적용 할 수 있는 충분한 안정성을 가진 것으로 평가 되었고, 각 부재에 대한 최적화 연구를 통해 경제성 확보가 가능한 것으로 검토되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.129-137
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• 2024

사다리꼴 각관(Trapezoid Steel Pipe, TSP)을 체결하여 만든 원형 파일 배열과 파와의 상호작용에 대한 해 석해를 고유함수전개법을 사용하여 구하였다. 임의의 위치에 고정된 다수의 파일에 의한 파의 산란문제에 대한 해 석모델을 정립하고, 이로부터 입사파의 진행 방향과 수직으로 파일을 일렬로 무한히 배열한 2차원 해석모델을 구 하였다. 해석해를 검증하기 위하여 2차원 조파수조에서 축척비 1/100 갖는 실험모형을 가지고 규칙파 실험을 실시 하여 파일 벽면에서의 파압과 처오름 파를 측정하였다. 해석결과와 모형실험결과는 정성적으로 서로 잘 일치하였 다. 해석모델을 이용하여 다수의 파일에 작용하는 파랑 하중과 배열된 파일 그룹 전면에서의 파형 변화를 살펴보 았다. TSP 원형 파일 배열로 조성된 호안 구조물은 공장에서 미리 제작이 가능하여 시공 기간을 줄일 수 있고 특히 연약 지반에 설치가 가능하므로 기존의 콘크리트 호안 구조물의 보완재로 잠제력을 지니고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.39-48
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• 2013

본 논문에서는 표준관입시험(SPT) 중에 발생하는 관입거동을 표현하기 위한 이론식을 유도하여 나타내었다. 이를 위하여 에너지보존법칙을 도입하고 SPT 항타거동을 소형강관말뚝이 관입되는 것과 같이 모형화 하였다. 이론식에는 쉽게 결정하기 어려운 쌍곡선 매개변수(m과 ${\lambda}$)를 포함하여 3종류의 입력정수 항으로 구성되어 있다. 최적화된 m과 ${\lambda}$값은 3점에서의 측정값을 사용하여 시행착오법으로 구하였다. 체계적으로 측정된 기존의 자료로부터 얻어진 관입곡선과 예측 관입곡선을 비교한 결과 좋은 일치를 보여 주어서 본 이론식의 적용성이 입증되었다. 본 이론식에 의하면, 주어진 깊이에서 m값이 증가할수록 ${\lambda}$값은 감소하고 관입곡선의 곡률과 N값은 증가하였다. 일반적으로 예측 관입곡선은 예비타 부분을 넘어서면서 거의 직선적으로 변하였으며, 이러한 경향은 모래가 조밀할수록 현저하였다. 그러므로 제안방법은 불충분하게 측정된 관입곡선으로부터 30cm 관입에 해당하는 N값을 외삽법으로 구할 수 있다. 이와 유사한 결과는 역시 간단한 직선식을 이용하여 구할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.71-84
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• 1996

본 연구에서는 여러가지의 타설경사각을 갖는 모형 그물식 뿌리말뚝을 제작하여 모형토조에 설치하고 레이닝(raining)방법으로 지반을 조성한 다음 압축시험 및 인발시험을 하여 그물식 뿌리말뚝의 타설경사각과 하중지지력 사이의 관계를 비교분석 하였다. 모형말뚝은 0$^{\circ}$, 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 그리고 25$^{\circ}$의 타설경사각을 갖는 직경 Sulm의 강봉에 모래를 입힌 것으로 직경이 6.5muL 길이가 300mm가 되도록 하였다. 모형 뿌리말뚝의 배치는 동일한 타설경사각을 갖는 8개의 모형 말뚝을 4개씩 2개의 크고 작은 동심원에 접하도록 하였다. 그리고 모형 원형 얕은 기초를 제작하여 압축시험을 수행한 다음 지지력을 구하여 뿌리말뚝의 지지력과 비교하였다. 압축시험 및 인발시험 결과를 회귀분석하면 하중지지능력이 최대가 되는 타설경사각은 대략 12$^{\circ}$~13$^{\circ}$사이이다. 최적 타설경사각에서의 뿌리말뚝의 압축지지력은 원형 얕은기초의 지지력과 비교하면 약 2.0배이고, 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우와 비교하면 13%의 지지력 증대효과가 있다. 그리고 최적타설경사각에서의 뿌리말뚝의 인발저항력은 연직으로 타설된 뿌리말뚝의 경우 에 비해 21%의 인발저항력 증대효과가 있다. 압축시험으로부터 얻은 하중-침하량곡선은 타설 경사각이 없는 경우에 전반전단파괴 형태를 나타내며,타설경사각이 5$^{\circ}$, $10^{\circ}$인 경우, 하중은 극한 지지력에 도달한 후 일정한 값을 유지하는 양상을 보인다. 타설경사각이 15$^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 25$^{\circ}$로 증가하면서 하중은 극한지지력에 도달한 후에도 계속 증가하는 경향이 있다. 따라서, 타설경사각이 있는 경우의 뿌리말뚝은 압축지지력을 초과하여 하중을 받더라도 급격한 파괴에 이르지 않고 점차로 변위가 증가하는 연성 (ductile)거동을 보일 것으로 예상된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.120-127
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• 2013

밤콩 사장교는 메콩강 삼각주 지역 연결 사업의 일환으로 메콩강 하류의 꾸롱 삼각주에 위치하고 있으며, 중앙경간 450m의 사장교로 설계되었다. 왕복 4차선으로 구성된 강합성 보강형과 멀티 스트랜드 방식의 케이블을 적용하였으며, 개선된 H형 주탑과 현장타설 콘크리트 말뚝 기초로 구성되어 있다. 주탑, 프리캐스트 콘크리트 바닥판 그리고 현장타설 콘크리트 말뚝에는 고강도 콘크리트를 적용하여 구조적 안정성을 확보하였다. 본 고에서는 밤콩 사장교의 설계에 적용된 설계기준 및 주요 설계 특징을 설명하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.66-71
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• 2018

일반적으로 소구경 말뚝을 이용한 기존교각의 확대보강을 시행하는 경우 접합부의 일체성을 유지하기 위해 후 설치 앵커 중에서 이형철근을 사용한 부착식 앵커를 사용한다. 그러나 부착식 앵커의 경우 접합재의 종류 등에 따라 성능이 크게 좌우됨에도 불구하고 기계식 앵커와는 달리 설계방법의 표준화와 함께 적절한 성능평가를 위한 표준적인 실험방법도 제시되지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 철근의 겹이음 및 앵커철근을 이용한 모형실험을 실시하여 부착식 앵커의 성능에 대한 평가를 수행하였다. 실험 결과, 접합하지 않은 시험체의 구조 성능이 가장 우수하게 나타났으며, 파괴양상은 펀칭전단 파괴로 나타났다. 연결되지 않은 부재가 연결된 부재보다는 부재 끝단의 처짐이 더 작게 발생되며, 큰 크기로 연결된 부재의 처짐이 작게 연결된 부재의 처짐보다는 크게 나타나, 하중이 증가할수록 앵커 철근 또는 겹이음 철근의 미끌림 등의 현상이 발생될 가능성이 큰 것으로 나타났다.