콘크리트 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동

배두병,윤석구,함상희,Bae, Doo Byong,Youn, Seok Goo,Ham, Sang Hee 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.6

콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동을 평가하기 위해 수행한 실험과 이론적 분석방법에 대해 기술하였다. 합성거더를 제작하여 장기간 실내실험을 통해 콘크리트의 건조수축에 따른 합성보의 처짐, 곡률변화 및 변형률변화를 측정하였으며, 실험결과를 AEMM(Age-adjusted Effective Modulus Method)을 이용한 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동에 영향을 미치는 여러 변수들에 대한 해석을 수행하였다. 실험결과 합성거더의 장기거동은 AEMM에 의해 적절히 평가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 합성거더의 콘크리트 단면에 커다란 인장응력이 발생하기 때문에 연속교 부모멘트부뿐만 아니라 단순교 정모멘트부에도 횡방향균열이 발생할 수 있다는 것을 보였으며, 횡방향 균열을 무시하는 경우 강거더에 작용하는 응력이 과대평가 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이상의 연구결과를 토대로 콘크리트의 건조수축에 의한 합성거더의 장기거동 평가시 콘크리트 단면에 발생할 수 있는 횡방향균열을 고려하는 것이 합리적이라고 판단된다. Experimental tests and theoretical methods of the analysis of the concrete shrinkage behaviors of steel-concrete composite girders are described herein. Steel-concrete composite test specimens were fabricated in the laboratory, and long-term behaviors such as deflections, curvatures, and strains were measured for one year. Test results were compared to the analytical results obtained by using the age-adjusted effective modulus method (AEMM). In addition, composite girders have been analyzed to investigate the effects of several parameters on the concrete shrinkage behaviors. From the long-term test results, it could be used to validate AEMM for the evaluation of the shrinkage behavior of composite girders. Because the shrinkage of the reinforced concrete slab in composite girders may lead to large tensile stresses in the concrete section, the transverse cracking of the slab could occur both in the positive and negative regions. Therefore, if the cracking of concrete would be ignored,it might lead to an overestimation of the stresses of the steel section of composite girders. Based on this research, it is proposed that the effect of transverse concrete cracking on the shrinkage behavior of steel-concrete composite bridges be considered.

플랜트 탱크의 좌굴 거동에 근거한 풍하중 설계기준 비교 연구

배두병,박일규,박장호,오창국,Bae, Doobyong,Park, Il Gyu,Park, Jang Ho,Oh, Chang Kook 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.3

국내의 플랜트 탱크 설계를 위한 풍하중 기준은 KS B 6283 액체 저장 탱크의 내풍압 및 내진에 대한 설계 요건 등 여러기준에 제시되어 있으나, 그 내용이 서로 다르고 연관성도 없으며 실제의 풍하중을 반영하고 있는지 명확하지 않다. 국내 풍하중 기준의 정당성을 평가하고 적합한 풍하중 기준을 제안하기 위해 외국의 저장 탱크 설계를 위한 대표적 기준인 API 650, ASCE 7-10, EN 1991-1-4의 풍하중 기준 들과 비교분석하였다. 풍동 실험이 수행되어 보고된 논문에 적용된 탱크 제원을 적용하여 기본적으로 각 기준에 의한 압력계수 Cp값을 산정해 비교하고, 탱크 지붕 높이와 지름 비(f/d) 및 탱크 깊이 및 지름 비(h/d)를 변수로 한 각 기준에 의한 풍하중 좌굴해석을 수행하였다. 결과를 분석 종합하여 실제 풍하중에 의한 좌굴 거동을 반영하면서도 설계 시 쉽게 적용할 수 있는 풍하중 기준을 제안 하였다. There are no consistent wind load provisions to design the plant tank in Korea. To suggest the appropriate design wind load, five kinds of specifications including KS B 6283, API 650, ASCE 7-10, EN 1991-1-4 are compared. To evaluate the adequacy of wind load specification in each code first, pressure coefficients were calculated in each code and compared with the results of wind tunnel test. Finite element analyses using linear bifurcation analysis were performed with the parameter of h/d and f/d (h : height of cylinderical part of tank, f : roof heigh, d : diameter of tank). By analyzing the results, appropriate wind load criteria which reflects the real wind actions and easy to apply will be suggested.

강재 액체저장탱크의 내진설계를 위한 설계기준 분석

배두병,박장호,오창국,Bae, Doobyong,Park, Jang Ho,Oh, Chang Kook 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.3

본 논문은 강재 액체저장탱크의 내진설계를 위하여 이용되고 있는 Eurocode 8, API 650, NZSEE 등의 해외 설계기준들의 설계방법들을 비교, 분석함으로써, 강재 액체저장탱크의 내진설계를 위한 국내 설계기준을 수립하기 위하여 필요한 주요 사항들에 대한 자료를 제공하고자 하였다. 각 설계기준에서는 강재 액체저장탱크의 내진설계를 위하여 충격성분과 대류성분을 이용한 단순화된 형태의 역학적 모델을 제시하고 있다. Eurocode 8, API 650 등의 설계기준에서는 두 개의 질량을 가지는 역학적 모델을, NZSEE에서는 세 개의 질량을 가지는 역학적 모델을 사용하고 있다. 또한 Eurocode 8, NZSEE은 강도설계법을 사용하고 있으며, API 650은 허용응력설계법을 사용하고 있어 하중 등에 대한 직접적인 비교는 적절하지 않아 역학적 모델에 대한 주요 인자들을 위주로 비교, 검토하였다. 역학적 모델은 설계기준에 따라 차이는 있으나 충격성분 및 대류성분의 질량 및 진동수 등은 유사하게 나타났다. 강재 액체저장탱크에 대한 국내 내진설계기준은 허용응력설계법보다는 하중저항계수설계법을 사용하고, 국내의 실정에 맞는 하중 및 저항 특성을 고려하여 강재 액체저장탱크의 신뢰도 수준을 일정하게 유지하는 것이 필요할 것으로 판단된다. In this study, it is carried out to analyze the international design standards such as Eurocode 8, API 650, NZSEE and etc for the seismic design of steel liquid storage tanks. From the comparison and analysis, the data for the required parameters and factors are provided for the establishment of Korean seismic design standard for steel liquid storage tanks. The simplified mechanical models have been presented for the seismic design of steel liquid storage tanks in all design standards and the parameters of mechanical models in design standards have similar values. Although the models for the seismic design of steel liquid storage tanks are similar in design standards, design approaches are given differently in accordance with the design methods, allowable stress design or limit state design. Therefore it is not easy to compare seismic forces presented in design standards directly. After comparison of design standards, it is concluded that establishment of Korean design standard for the seismic design of steel liquid storage tanks is necessary.

면내 거셋 용접연결부의 피로강도

배두병,Bae, Doobyong 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.6

본 논문은 강교량에서 큰 응력범위가 발생하는 위치에 불가피하게 존재하는 가장 일반적인 피로 취약 상세인 면내 거셋 용접부에 대한 3단계에 걸친 피로 시험 결과를 분석 평가 하였다. 플랜지 및 부착물의 두께, 부착물의 길이와 적용강재를 변화시킨 총 57개의 피로 시험편이 제작되어 인장피로시험이 수행되었으며, 1단계 시험에서는 실물크기 및 시험체에 대한 피로 실험도 수행되었다. 실험 결과로부터 현 설계기준에 제시된 대상상세에 대한 피로강도 기준의 적정성을 평가하고, 플랜지와 용접 연결된 부착물의 두께, 길이 등의 기하학적 형상 및 적용강재의 강도가 피로강도에 미치는 영향과 균열의 발생 및 진전 거동 특성을 규명하였다. 외국의 피로실험 자료와 비교 분석한 결과 강재가 서로 달라도 유사한 피로강도를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 강종 보다는 기하학적 형상 및 용접관련사항이 피로강도에 미치는 영향이 크다는 것을 나타내며, 형상에 따라 응력집중계수의 차이가 매우 커서 거셋 부착부의 변화부 반경, 길이 및 플랜지의 폭에 따라 상세분류를 좀더 세분화 할 필요가 있는 것으로 나타났다. This s paper presented the results of the three phases of fatigue tests to determine the fatigue strength of in-plane welded gusset joints, which are the most common details inevitably existing in the region of high stress range. A total of 57 fatigue specimens with varying thickness and strengths were made and tensile fatigue tests performed. One full-scale beam fatigue test was also performed. The validity of the fatigue strength of those details in the specification was confirmed, with the effects of thickness of flanges and welded attachments, length of attachments, and strength of applied steel examined. The characteristics of crack initiation and propagation were also observed. The test result was evaluated by comparing it with other test data and fatigue criteria of other countries. To determine the degree of stress concentration in the weld toe depending on geometric configuration such as attachment length and transition radius, analyses were performed. Compared to the present specification, analytical results indicate the need to revise and subdivide the detail categories.

합성거더교의 등가 건조수축 변형률

배두병,정대준,Bae, DooByong,Jung, Dae Jun 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.1

현대 교량이 연속화, 장대화되어 가는 추세에 따라 강-콘크리트 합성거더교의 내구성 및 안전성 확보를 위해 콘크리트의 건조수축과 크리프 등 장기거동에 의한 영향이 정확히 평가 산정되어야 한다. 그러나, 현 도로교 설계기준에 주어진 최종 건조수축 변형률은 $180^{1\;2}$인데 이는 실험적 연구 등을 통해서 밝혀진 값보다 현저히 작은 값으로 여러 시공사례에서 문제점이 발견되고 있는 등 건조수축에 의한 영향이 과소평가 되고 있어 이에 대한 수정이 필요한 시점에 있다. 이에 본 논문에서는 바닥판으로 콘크리트 슬래브를 적용한 플레이트 거더교 박스 거더교, 플리플렉스빔교를 대상으로 콘크리트 구조설계기준에 제시된 건조수축 및 크리프에 대한 규정을 적용하여 시간단계별 비선형 해석을 수행하였고, 얻어진 결과를 도로교 설계기준에 따라 산정된 값들과 비교 분석하여, 최종적으로 비선형 해석의 결과와 동일한 응력을 발생시키는 선형등가 건조수축 변형률을 산정하였다. 그 결과 도로교 설계기준에서 제시한 $180^{1\;2}$ 보다 대략 2배의 값을 적용하는 것이 실제의 건조수축의 영향을 반영하는 것으로 나타났다. Since Modern bridges have a tendency to make the spans continuous and longer, the effect of concrete shrinkage and creep is very important and must be evaluated appropriately for the durability and safety of steel-concrete composite bridges. However, highway design specification in current use prescribes $180^{1\;2}$ as the final shrinkage strain. which is for less value than one resulted from many experimental researches and cause some problems in the construction of composite bridges due to the understimation of shrinkage strain. Thus, in this paper nonlinear analysis with time-steps applying the CEB-FIP(90) provision have been conducted for plate girder bridge, box girder bridge and Preflex beam bridge and the linear equivalent shrinkage strain for the design of composite bridges. which produces the stress equal to the values from the nonlinear analysis, has been calculated by comparing the results with the values following highway design specification. The results yield appropriately double values than $180^{1\;2}$ which highway design specification prescribes.

변수해석을 통한 프리스트레스트 합성거더의 시공단계별 장기거동 평가법 개선방안

배두병,오창국,Bae, Doobyong,Oh, Chang Kook 한국강구조학회 2013 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.25 No.4

The age-adjusted effective modulus method has been known to provide more precise assessment than the traditional Yassumi method for long-term behavior estimation of prestressed composite girders. The age-adjusted effective modulus method, however, involves complicated calculation, thereby making the Yassumi method more prevalent in actual design. This study presents rational approaches to revise creep coefficients for the Yassumi method by using parametric study results obtained from the age-adjusted effective modulus method. 합성거더 하부 콘크리트에 프리스트레스를 도입한 프리스트레스트 합성거더의 크리프와 건조수축 평가 시 재령보정 유효탄성계수방법을 이용하면 기존의 야쓰미 해법을 이용한 경우보다 더 정확한 결과를 산출할 수 있다. 하지만, 재령보정 유효탄성계수방법은 산출방법이 복잡하므로 실무에서는 야쓰미 해법을 이용하여 장기거동을 해석하는 것이 일반적이다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 이 연구에서는 재령보정 유효탄성계수방법에 의해 여러 시공단계별 재령일수에 따른 변수해석을 수행하고, 야쓰미 해법에 의한 장기거동 해석 시 크리프계수를 보정하여 실무에서 합리적으로 반영할 수 있는 방법을 제시하였다.

KS 강재 표준 개정에 따른 인성요구조건 개정

배두병(Bae, Doo-Byoung),심형보(Sim, Hyoung-Bo),이종관(Lee, Jong-Kwan) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

[설계기준 선진화] 성능기반 강-콘크리트 합성구조의 설계기준 선진화

배두병(Bae, Doobyong),오창국(Oh, Chang Kook),최상현(Choi, Sanghyun) 한국콘크리트학회 2012 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.11

대형 U리브를 적용한 강바닥판 시스템

배두병(Bae, Doo Byong),오창국(Oh, Chang Kook),이정학(Lee, Jeong Hak) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

합성거더의 시공단계를 고려한 극한강도 변수 연구

배두병(BAE, DOO BYONG),김대진(Kim, Dae Jin),남현웅(Nam, Hyun Woong) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10