사교(斜橋)의 강상판(鋼床板)의 정적거동(靜的擧動)에 대한 연구(?究)

양창현,오지택,Yang, Chang Hyun,Oh, Gi Taek 대한토목학회 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.4

신설교양(新設橋梁)이 기존(旣存)의 도로(道路)나 철도(鐵道) 또는 하천(河川)을 횡단(橫斷)하는 경우에 지형적(地形的)인 여건(與件)으로 인하여 사교(斜橋)(skew bridge)의 건설(建設)이 불가피한 경우가 흔히 있게 된다. 강상판(鋼床板)은 최근(最近) 구조용강재(構造用鋼材)의 품질향상(品質向上), 용접기술(熔接技術)의 발달(發達)에 힘입어 사하중(死荷重)의 감소(減少) 및 공기단축(工期短縮) 등을 위하여 특히 장대교(長大橋)의 바닥판으로 널리 사용되어지고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 강상판(鋼床板)을 정교(精巧)한 유한요소(有限要素)로 모델링하여 사각(斜角)에 따른 정적거동(靜的擧動)의 변화(變化)률 범용(汎用) 유한요소해석(有限要素解析)프로그램인 SAP90을 사용하여 분석(分析) 고찰(考察)하였다. 유한요소분석(有限要素分析)을 통하여 상판(床板)의 사각(斜角)이 $90^{\circ}{\sim}30^{\circ}$ 사이로 변화(變化)할 때에 발생(發生)되는 예각부(銳角部)와 둔각부(鈍角部) 및 중앙부(中央部)에서의 거동(擧動)을 등방성평판(等方性平板)과 직교이방성평판(直交異方性平板)에 대하여 비교분석(比較分析)하였다. 해석결과(解析結果)로부터 사각(斜角)을 갖는 원판(原板)은 등방성(等方性), 직교이방성(直交異方性)에 상관없이 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트, 반력(反力) 및 처짐이 상판(床板)의 중앙부(中央部)에 비하여 그 값이 크게 나타났으며, 특히 $45^{\circ}$이하(以下)의 사각(斜角)에서는 그 차이(差異)가 매우 크게 발생(發生)함을 알 수 있었다. 또한 $55^{\circ}$이하(以下)로 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 상판(床板) 둔각부(鈍角部)에서의 모멘트가 중앙부(中央部)의 모멘트 크기를 초과(超過)하며, 그 차이(差異)는 사각(斜角)이 감소(減少)할수록 현저하게 커짐을 확인하였다. 본(本) 연구(硏究)에서는 사각(斜角)의 사각(斜角)에 따른 거동특성(擧動特性)에 대한 정량적(定量的)인 평가(評價)를 하고, 사교(斜橋)에 있어서 위약부위(脆弱部位)와 사각(斜角)의 한계(限界)를 제시하였다. Skew bridges are found frequently in new bridge construction due to geographical conditions when new constructing bridges are put across the existing highways, railroads or rivers. This study is to investigate the static behaviors of the steel deck plates of skew bridges which are increasingly used in bridges due to outstanding quality of structural steels, development of welding techniques, in order to reduce dead loads and period of constructions. The static behaviours of steel deck plates are analyzed using general purpose FE code SAP90 by modeling the skewed deck plates with rigorous finite elements, as the skew angles vary. The results of finite element analysis for the behaviors of steel deck plates and concrete slabs in acute, obtuse corners and center of decks are compared and discussed as the skew angles vary from $90^{\circ}$ to $30^{\circ}$. Two types of decks are treated, as isotropic plates and orthotropic plates, respectively. From the results of finite element analysis, it is found that more moments, reactions, and deflections occur at the obtuse corners than at the center of skewed decks regardless of isotropy or orthotropy. Especially, in case of the skewed deck plates with skew angles less than 45 degrees, significantly large discrepancies for the values of those internal forces are shown between the skewed and right deck plates. This study estimates the characteristics of deck behaviors according to skew angles, and proposes limitations of skew angles and the ciritical regions of decks.

道路橋標準示方書의 改正趣旨 및 內容

梁昌鉉(양창현) 대한토목학회 1993 대한토목학회지 Vol.41 No.1

강구조물에 서 Semi-Rigid Connection의 특성을 고려한 강구조물의 정ㆍ동적 해석

양창현,구민세,신동기 대한토목학회 1992 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1992 No.1

연속(連續)보의 영향선(影響線) 작도(作圖)에 관한 한 편법(便法)

양창현,Yang, Chang Hyun 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.3

재래식(在來式) 구조해석기법(構造解析技法)으로 연속(連續)보를 해석(解析)할 때 다경간(多徑間)일수록 그 복잡성이 가중(加重)된다. 처짐각법(角法)이나 모멘트분배법(分配法) 마저도 그 실용성(實用性)이 제한적(制限的)이 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 사경간(四徑間)까지의 연속보에서 지점(支點) 모멘트를 구하는데, 더 개선(改善)된 정해법(正解法)을 개발하였고, 또한 모든 다경간(多徑間)의 연속(連續)보의 해석에 적용되는 전혀 새로운 근사해법(近似解法)을 제시하고 있다. 이 근사해법은 적용(適用)이 아주 간편하고 정확도(正確度)가 아주 높아서 거의 정해(正解)에 가까운 결과(結果)를 보여준다. 이들 해법(解法)은 특히 연속(連續)보의 영향선(影響線)의 작도(作圖)에 아주 편리하게 이용할 수 있으며, 지금까지 주로 많이 사용하는 Muller-Breslau의 원리(原理)와 비교할 때 월등하게 용이(容易)하다는 장점(長點)을 지니고 있다. In case of the analysis of continuous beams, the complexity increases greatly as the number of spans becomes large, and even the slope-deflection method or the moment distribution method is subject to restriction in its utilization. In this study, a revised exact method is developed for the analysis of continuous beams up to four spans, and a new approximate method is proposed for the multi-span continuous beams. This approximate procedure is very simple in its application and provides very satisfactory results which converge closely on the exact ones. These methods can also be used conveniently especially for drawing influence lines for the support moments of continuous beams, and their value is fully appreciated because of notable simpleness as compared with the conventional method which is mainly based on the Muller-Breslau principle.

곡선교에서 외부프리스트레싱의 효율성에 관한 연구

양창현,김동용,부성돈,양희문 대한토목학회 1998 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1998 No.1

유공복부(有孔腹部)를 가진 거더의 해석(解析)

양창현,정원기,Yang, Chang Hyun,Chung, Won Ki 대한토목학회 1985 대한토목학회논문집 Vol.5 No.4

유공(有孔)보는 강재(鋼材)의 재료절감(材料節減)과 고층건물(高層建物)의 전체(全體) 높이를 절약(節約)할 수가 있다. Bower의 탄성이론(彈性理論) 해석(解析)과 Vierendeel 해석(解析)은 구멍 주위(周圍)의 수직응력(垂直應力)을 계산할 수 있으나, 이 해석들은 식의 복잡성과 적용의 한계가 문제되고 있다. 본(本) 연구(硏究)는 등계수요소(等係數要素)를 사용하고 구멍주위의 일부분만을 택하여 유한요소법(有限要素法)을 적용하여 보았다. 이 방법(方法)은 전술(前述)한 두 방법(方法)의 단점(短點)을 보완(補完)할 수 있고, 선형요소(線型要素)를 사용한 Samuel, Redwood 등의 유한요소법 보다 작은수의 요소를 사용하여도 구멍의 국부응력집중(局部應力集中)을 잘 표현할 수 있다. 본 연구에서는 유한요소법(有限要素法)을 사용하여 모멘트, 전단력 그리고 구멍의 편심(偏心) 등이 구멍 주위의 수직응력(垂直應力)에 어떠한 변화를 주는가를 알아 보았다. 전단력(剪斷力)과 구멍깊이의 변화가 구멍주위의 응력(應力)에 비교적 큰 영향(影響)을 미치고 있고, 이에 비하여 편심(偏心)의 영향은 작음을 알 수 있다. 각 경우(境遇)에 대해 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 얻은 자료(資料)를 중회귀분석(中回歸分析)을 실시하여 회귀계수(回歸係數)를 얻었다. 회귀계수(回歸係數)에 의한 회귀식(回歸式)은 편심(偏心)이 큰 경우를 제외하고는 구멍주위의 응력(應力)을 비교적(比較的) 정확(正確)히 예측(豫測)할 수 있을 것이라고 생각된다. A beam with web opening may reduce the cost of steel and the height of multistory steel buildings. Bower's analysis based on the theory of elasticity and Vierendeel analysis had evaluated the normal stresses around the holes, but these analyses have difficulties for practical uses because of complexity and the limitation for their application. In this study, it is shown that the finite element method, using smaller number of isoparametric elements by taking only a part of the beam which includes the hole, can diminish defects of the above two methods and it may represent more satisfactorily the distribution of the local stress concentration around the hole than the other methods which employed linear elements such as in the analysis by Samuel or Redwood. This study presents the effects of moments, shears, and eccentricities of a hole on the distribution of the normal stresses calculated by using the proposed finite element method. Consequently, it is found that the variations of shear force and hole depth give significant effects on the normal stresses around a hole, while the variations of eccentricities of the hole provide a little effect on them. The regression coefficients resulted from the multiple linear regression may be used for estimating the normal stresses around any arbitrary hole in the web of a beam, since the normal stresses guessed by this regression coefficient equation match well the results by the finite element method except the case of large eccentricity.

연속(連續)보의 해석(解析)에 관한 새로운 방법(方法)-모멘트 분배법(分配法)의 정식화(定式化)

양창현,Yang, Chang Hyun 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4

모멘트 분배법(分配法)은 지난 60년(年) 동안 연속(連續)보와 라멘 등의 부정정구조물(不靜定構造物)의 근사해법(近似解法)으로 널리 사용되어 왔다. 이 방법(方法)은 구조부재(構造部材)의 양단(兩端)모멘트를 반복적(反復的)인 수계산(手計算)으로 산정(算定)하는 것이다. 본(本) 연구(硏究)는 모메트 분배법(分配法)을 이용하여 수렴형공식(收斂型公式)을 전개(展開)한 것이다. 이들 공식(公式)은 재래식(在來式) 모멘트 분배법(分配法)의 단점(短點)이라고 할 수 있는 결과(結果)의 근사성(近似性) 및 과정(過程)의 복잡성(複雜性)을 극복(克服)함으로써 간단(簡單)하고도 정확(正確)한 해(解)를 제공(提供)한다. 여기 제안(提案)된 공식(公式)들은 부정정(不靜定) 뼈대의 새로운 해법(解法)의 하나가 될 것이며, 특히 연속(連續)보의 영향선(影響線)의 작도(作圖)에 효과적(效果的)으로 기여(寄與)함으로써 구조설계(構造設計)의 실무(實務)에 큰 도움이 될 것이다. The moment distribution method has been widely used for almost sixty years as an approximate method for the analysis of structural frames. The method is to calculate the end moments of structural members by iterative hand calculation. This study presents developements of closed form formulas which are derived basically from the moment distribution procedures. These formulas may provide simple forms and exact results which would overcome the disadvantages of the conventional moment distribution mothod, that is, approximation of the results and complexity of the procedures of the method. The proposed formulas may become one of the new procedures for analysis of statically indeterminate frames, and contribute specifically to the effective drawing of influence lines of continuous beams, which will provide a great deal of assistance in practical design of structures.

양호실의 구급처치-발열

양창현,Yang, Chang-Hyeon 한국학교보건협회 1990 학교보건 Vol.19 No.-

원공(圓孔)에 접근(接近)하는 균열(龜裂)이 있는 판(板)이 경계요소해석(境界要素解析)

양창현,김일곤,Yang, Chang Hyun,Kim, Il Kon 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

구조물(構造物)에 발생(發生)한 균열(龜裂)이 원공(圓孔)에 접근(接近)할 때 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서는 큰 응력집중현상(應力集中現象)이 생긴다. 이러한 구조물(構造物)의 응력집중(應力集中)에 대한 수치해석방법(數値解析方法)으로 지금까지 주로 유한요소법(有限要素法)이 사용(使用)되어 왔으나 본 연구(硏究)에서는 유한요소법(有限要素法)에 비(比)해 입력자료(入力資料)와 계산시간(計算時間)을 현저히 줄일 수 있는 경계요소법(境界要素法)(boundary element method)을 시도(試圖)하였다. 두개의 원공(圓孔)사이에 균열(龜裂)이 있는 평판(平板)을 모델로 채택하여 경계요소법(境界要素法)으로 구한 해(解)를 Newman에 의한 경계선점법(境界選點法)(boundary collocation method)의 해와(解) 비교(比較)하였고 원공(圓孔)과 균열선단(龜裂先端)에서 역학적(力學的) 거동(擧動을 구명(究明)하였다. When a crack in the plate with a circular hole approaches to the hole, the large stress concentration phenomenon appears at the boundary of the circular hole and the crack tip. As a numerical analysis method for the stress concentration in a structure, the Finite Element Method has been used. In this paper, however, the Boundary Element Method is employed, which may reduce the numbers of input data and the calculating time when compared with the Finite Element Method. A finite flat plate having a crack between the two circular holes is chosen as a model in this study. The results by the Boundary Element Method are compared with those of the Boundary collocation Method by Newman, which are already well established. And the structural behavior near the circular hole and at the crack tip is also investigated.

절점이동(節點移動)이 있는 구조강절(構造剛節) 뼈대의 직접해법(直接解法)

양창현,Yang, Chang Hyun 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.3

절점(節點)의 횡변위(橫變位)(sidesway)가 있는 고층(高層)라멘의 해석(解釋)을 위해서 고전적(古典的) 구조해석(構造解釋)에서는 적절한 방법(方法)이 없다고 볼 수 있다. 잘 알려진 처짐해석(角法)이나 모멘트분배법(分配法) 등도 엄청난 계산량(計算量)이 소요(所要)되기 때문에 효율적(效率的)인 방법(方法)은 못 된다. 본(本) 연구(硏究)는 절점(節點)의 횡변위(橫變位)를 수반하는 고층건물(高層建物)뼈대의 해석(解釋)에 관한 직접적(直接的)인 방법(方法)을 개발한 것이다. 이 절점(節點)의 횡변위(橫變位)는 횡하중(橫荷重)을 받는 경우, 또는 구조물(構造物)이나 수직하중(垂直荷重)이 비대칭(非對稱)인 경우에 일어난다. 여기 제시(提示)된 방법(方法)은 모멘트분배과정(分配過程)에 수차적(遂次的) 수정법(修正法)의 개념(槪念)을 도입하여 수학적(數學的)으로 간단한 방정식(方程式)을 유도(誘導)한 것이다. 수치예(數値例)에 의하면 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과치(結果値)는 정해(正解)와 아주 잘 맞고 있음을 나타내고 있다. 이 새로운 방법(方法)은 말할 필요(必要)도 없이 절점변위(節點變位)가 없는 구조(構造)뼈대나 연속(連續)보의 해석(解析)에 훨씬 더 쉽게 적용(適用)할 수 있다. For the analysis of multistory frames with sidesway, no adequate procedures can be found in the classical methods of structural analysis. Even well-known procedures such as the slope-deflection method and the moment distribution method may not be effective tools since those methods require a multiple of computational labor and/or yield results of approximate values. In this study, a direct method is developed and proposed for the analysis of multistory frames with sidesway, which is due to the lateral loads, asymmetry of the structure itself, or asymmetry of vertical loadings. The proposed method is to obtain simple forms of equations derived by a mathematical formulation of the moment distribution procedure combined with successive correction concept. Numerical illustrations show that the results obtained by the proposed method agree well with those by rigorous ones. Undoubtedly, this newly developed method can be applied more easily for the analysis of structural frames without joint translation as well as continuous beams.