긴장재 느슨해짐에 따른 해중 터널의 동적 불안정 거동

원덕희,김승준 한국강구조학회 2017 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.29 No.6

This study deals with dynamic instability of a tendon moored submerged floating tunnel (SFT) due to tendon slack. In general, environmental loadings such as wave and current govern SFT design. Especially, the wave force, whose amplitude and direction continuously change, directly induces the dynamic behavior of the SFT. The motion of the floating tube, induced by the wave force, leads dynamic response of the attached tendons and the dynamic change of internal forces of the tendons significantly affects to the fatigue design as well as the structural strength design. When the severe motion of the SFT occurs due to significant waves, tendons might lose their tension and slack so that the floating tube can be transiently instable. In this study, the characteristics of dynamic instability of the SFT due to tendon slack are investigated performing hydrodynamic analysis. In addition, the effects of draft, buoyancy-weight ratio, and tendon inclination on tendon slack and dynamic instability behavior are analytically investigated. 본 연구에서는 긴장재로 계류된 해중 터널에서 긴장재의 느슨해짐에 따른 동적 불안정 거동에 대해 다룬다. 해중 터널의 설계는파랑 및 조류 등 유체력에 의해 지배받는다. 특히 시간에 따라 지속적으로 크기 및 작용방향이 변하는 파랑은 해중 터널의 동적 거동을직접적으로 야기하게 되는데, 파랑에 의한 부유 튜브의 운동은 계류선 내력의 동적 변동을 유발하게 되고, 이 힘의 변화는 계류선의 강도설계 뿐 만 아니라 피로 설계에도 직접적인 영향을 미친다. 파랑에 의한 터널의 운동이 극심할 경우, 계류선의 장력은 모두 소실될 수 있는데, 이 때 계류선이 느슨해짐에 따라 일시적으로 부유 터널의 운동에 대한 저항성이 사라져 동적 불안정 거동이 유발 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 유체-구조동역학 해석기법을 통해 해중 터널 긴장재의 느슨해짐 발생 시 부유 튜브의 동적 불안정 거동에 대해 분석하였다. 특히 해중터널의 중요 설계 인자인 흘수, 부력-자중 비율(Buoyancy-Weight Ratio, BWR), 긴장재 기울임이 동적 불안정 거동에 미치는 영향에 대해해석적으로 분석하였다.

원형 내부 구속 중공 철근콘크리트 기둥의 내화 성능

원덕희,한택희,이규세,강영종,Won, Deok-Hee,Han, Taek-Hee,Lee, Gyu-Sei,Kang, Young-Jong 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.2

기둥은 하중 상태에 따라서 축하중과 횡하중 등에 영향을 받는 주부재로서 많이 사용되어지고 있다. 일반적으로 철근 콘크리트(Reinforced Concrete Column, R.C. Column)이 가장 많이 설계 및 시공되고 있으며, 그 밖에도 콘크리트 충전 강관(.Concrete Filled Tube, CFT) 기둥과 같은 복합재료의 기둥이 최근 현장에 많이 적용되어 건설이 진행되고 있는 실정이다. 철근 콘크리트 기둥의 자중의 감소와 사용 재료의 절감을 위하여, 기존의 기둥에 중공부를 두는 중공 R.C 기둥이 사용되고 있다. 중공 RC의 경우 동일 단면적을 갖는 일반 R.C기둥에 비하여 큰 단면이차모멘트를 갖게 되므로 더 효율적인 단면 활용이 가능하다. 그러나 위와 같은 장점이 있는 것과는 반대로, 중공 R.C 기둥은 내측면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 높다. 이러한 내측면의 취성 파괴는 기둥 외측면의 경우 횡철근에 의해 구속되어 있으나, 내측면의 콘크리트에는 구속력이 작용하지 않는다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 중공면에 구속력을 작용시켜, 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어 주어야 한다. 이를 해결하기 위해서 중공 R.C. 기둥 중공부에 강관을 삽입함으로서 중공 기둥 내의 콘크리트를 3축 구속 상태로 만들어주는 내부 구속 중공 R.C 기둥(Internally Concfined Hollow Reinforced Concrete, ICH R.C)이 기존연구자에 의해서 제시되어졌다.(Kang & Han, 2005) 본 연구에서는 ICH RC 기둥의 열전달 해석 및 비선형 재료모델 프로그램을 이용하여 내화 성능을 분석하였으며, 중공비, 피복콘크리트의 두께, 내부강관의 두께를 변수로 선정하여 매개변수를 수행함으로서 내부 구속 중공 RC 기둥의 내화 성능을 증가 시켜주는 인자를 찾아내고 분석하였다. Reinforced-concrete (RC) columns are frequently designed and constructed. other types of columns includes composite types such as concrete-filled tube columns (CFT). Hollow RC columns may be effective in reducing both the self weight of columns and total amount of materials used. This is due to the fact that a hollow RC column possesses larger moment of inertia than that of solid RC columns of same cross sectional area. Despite the effectiveness the hollow RC column has not been popular because of its poor ductility performance. While the transverse reinforcements are effective in controlling the brittle failure of the outside concrete, they are not capable of resisting the failure of concrete of inner face which is in unconfined state of stress. To overcome these drawbacks, the internally confined hollow reinforced concrete (ICH RC), a new column type, was proposed in the previous researches. In this study, the fire resistance performance of the ICH RC columns was analyzed through a series of extensive heat transfer analyses using the nonlinear-material model program. Also, effect of factors such as the hollowness ratio, thickness of the concrete, and thickness of the internal tube on the fire resistance performance were extensively studied. Then the factors that enhance the fire-resistant performance of ICH RC were presented and analyzed.

조립식 내부 구속 중공 CFT 교각을 위한 교각세그먼트 접합부 연구

원덕희,한택희,이동준,강영종,Won, Deok-Hee,Han, Taek-Hee,Lee, Dong-Jun,Kang, Young-Jong 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.2

교량은 재료의 발달과 신형식의 개발로 많은 발전을 이루어 왔으나, 현장에서 거의 모든 작업 공정이 이루어진다는 기본 틀을 탈피하지 못하고 있다. 급속 시공 건설 기술은 현재 세계적으로 그 효용성이 증가하게 되어 현재 국내 외적으로 조립식 교량에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 상부구조와 비교하여 하부구조의 경우에는 연구 및 시공 실적이 매우 미미한 실정이다. 본 연구에서는 조립식 내부 구속 중공 CFT 교각에 대해서 대략적으로 설명하고, 교각 세그먼트 접합부의 설계식을 제안하였으며 교각 세그먼트 접합부의 구성요소에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. Bridges have undergone distinctive development in accordance of the introduction of new materials and structural types. The importance on rapid construction technology is currently attracting more and more attention worldwidely as well as domestically because its effectiveness in reducing the overall construction cost. While a wide ranges of previous researches on rapid construction of super structures are available, the studies on substructures are quite limited. The development of the precast segmental internally confined hollow CFT piers are briefly introduced herein and design formulas are presented for pier segment joints, Also, a extensive parametric studies are carried out for the effect of the constitutive elements of the joints. Finally, the design formulas are verified throughout a series of extensive finite element analyses.

우리나라 주요 항만의 지진관측 기록 분석

원덕희,장인성,한택희,서지혜,박우선 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

우리나라 항만에서의 지진관측은 한국해양과학기술원이 중심이 되어 실시하고 있다. 2010년 인천항에 처음으로 관측이 시작된 이래 2013년까지 군산항, 목포항, 광양항, 부산신항, 부산항, 울산항, 포항항, 울산항 등 9개 항만의 주요구조물과 자유장 각 2곳에 총 19개소의 지진감시시스템을 설치하였다. 지진 관측 이후 우리나라 항만에 피해는 없었지만 규모 4.9를 비롯하여 3.0이상의 지진이 26회 이상 발생한 기록이 있다. 항만의 지진 관측의 목적은 첫째로 항만에 피해를 초래하는 큰 지진이 발생한 경우 피해 메카니즘의 규명과 적절한 복구방법의 선정에 이용하는 것이고, 둘째로는 지진발생 직후 항만의 가동 여부 또는 구조물의 정밀안전진단 수행 여부를 판단하는데 사용하기 위한 것이며, 세 번째로는 DB 구축을 통하여 항만의 설계 지진 결정에 활용하기 위한 것이다. 본 논문에서는 지진 관측이후 계측된 규모 3.0이상의 지진 항만에 유의미할 것으로 판단되는 지진에 대하여 가속도 파형, Fourier 스펙트럼, 응답스펙트럼에 대한 분석을 실시하였다.

합성단면을 적용한 호안설치형 가동식 방벽

원덕희,서지혜,이병욱,박우선,김승준 한국복합신소재구조학회 2018 복합신소재학회논문집 Vol.9 No.1

조립식 콘크리트 충전 이중 강관 교각의 거동 특성

원덕희,김승준,김종민,한택희,강영종 한국복합신소재구조학회 2011 복합신소재구조학회 학술발표회 Vol.2011 No.04

While a wide ranges of previous researches on rapid construction of super structures are available, the studies on substructures are quite limited. The development of the precast segmental CFDST piers are briefly introduced herein and design formulas are presented for pier segment and Coping, Foundation joints. And present connect method for unit of Precast Bent Cap. The self-assembly Fabricated CFDST column is developed after the pros and cons are supplemented by the Experimental Study with the suggested connecting method.

불규칙파하에서 부유식 수중파이프라인 거동 특성 분석

원덕희,서지혜,김승준 한국복합신소재구조학회 2021 복합신소재학회논문집 Vol.12 No.4

Recommendations for Increased Durability and Service Life of New Marine Concrete Infrastructure (2016)

원덕희 한국강구조학회 2019 韓國鋼構造學會誌 Vol.31 No.1

내부 구속 중공 RC 기둥의 내진성능에 관한 매개 변수 연구

원덕희,한택희,김정훈,최준호,강영종,Won, Deok-Hee,Han, Taek-Hee,Kim, Jung-Hun,Choi, Jun-Ho,Kang, Young-Jong 한국복합신소재구조학회 2012 복합신소재구조학회논문집 Vol.3 No.2

Recently, there is to increase interest in seismic performance of piers. Hollow section is applied to increasing the seismic performance of piers. However, hollow RC pier becomes the biaixial confining state because hollow part is not confined. The pier is developed brittle failure from inner face in hollow part. A tube is inserted in hollow part to become the weakness. This is ICH RC(Internally Confined Hollow RC) pier. This pier is enhanced stiffness, strength, and ductility by core concrete has triaxial confining stress. In this paper is researched about parameters effect the seismic performance. Parameters are hollow ratio, transverse reinforcement, longitudinal reinforcement, and concrete strength.

Feasibility Study of Submerged Floating Tunnels Moored by an Inclined Tendon System

원덕희,김승준 한국강구조학회 2018 International Journal of Steel Structures Vol.18 No.4

Concepts of submerged fl oating tunnels (SFTs) for land connection have been continuously suggested and developed by several researchers and institutes. To maintain their predefi ned positions under various dynamic environmental loading conditions, the submerged fl oating tunnels should be eff ectively moored by reasonable mooring systems. With rational mooring systems, the design of SFTs should be confi rmed to satisfy the structural safety, fatigue, and operability design criteria related to tunnel motion, internal forces, structural stresses, and the fatigue life of the main structural members. This paper presents a feasibility study of a submerged fl oating tunnel moored by an inclined tendon system. The basic structural concept was developed based on the concept of conventional cable-stayed bridges to minimize the seabed excavation, penetration, and anchoring work by applying tower-inclined tendon systems instead of conventional tendons with individual seabed anchors. To evaluate the structural performance of the new type of SFT, a hydrodynamic analysis was performed in the time domain using the commercial nonlinear fi nite element code ABAQUS–AQUA. For the main dynamic environmental loading condition, an irregular wave load was examined. A JONSWAP wave spectrum was used to generate a time-series wave-induced hydrodynamic load considering the specifi c signifi cant wave height and peak period for predetermined wave conditions. By performing a time-domain hydrodynamic analysis on the submerged fl oating structure under irregular waves, the motional characteristics, structural stresses, and fatigue damage of the fl oating tunnel and mooring members were analyzed to evaluate the structural safety and fatigue performance. According to the analytical study, the suggested conceptual model for SFTs shows very good hydrodynamic structural performance. It can be concluded that the concept can be considered as a reasonable structural type of SFT.