강합성 교량에 설치된 압전소자의 전력발생효과 분석

김상효,정치영,정하민,안진희,Kim, Sang-Hyo,Jung, Chi-Young,Chung, Ha-Min,Ahn, Jin-Hee 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.5

교량은 주행차량에 의하여 지속적이며 반복적인 변형에너지가 발생하며, 이러한 교량의 변형에너지를 압전소자를 이용하여 전기에너지로 변환 할 수 있다. 하지만 압전소자를 구조물에 부착하여 구조물의 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하기 위해서는 구조물에 작용하는 하중 및 하중에 따라 압전소자에서 발생하는 변형률 관계 등이 제시되어야 압전소자를 합리적으로 적용할 수 있는 가능성을 평가할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 압전소자를 교량 구조물에 적용하였을 때 발생하는 전압을 평가하기 위하여 강교량을 모사한 강합성 거더 교량 실험체를 제작하고 교량의 하중효과 등을 고려한 하중을 재하하고 이에 따라 압전소자에서 발생되는 전압을 평가하고 압전전압의 제안식과 실험결과를 비교하였다. In general, moving vehicles generate continuous and repetitive strain of energy on bridges. The strain energy can convert to electric energy due to its piezoelectric element. However, some factors should be considered in order to reasonably assess the feasibility such as load distribution applied on bridges and the relationship of strains generated according to loads. This study was carried out to estimate the generated voltage when piezoelectric elements were installed to a bridge. A steel-concrete composite specimen was fabricated and loads were applied, considering vehicle load-effects. As a result, the voltage generated in the element was evaluated and compared with the analysis equation of the piezoelectric effect.

다단계 온도프리스트레싱을 이용한 강거더교의 보강에 관한 연구

김상효,김준환,김준환,Kim, Sang Hyo,Kim, Jun Hwan,Ahn, Jin Hee 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.6

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다. Traditional external post-tensioning method using either steel bars or tendons is commonly used as a retrofitting method for steel composite bridges. However, the method has some disadvantages such as stress concentration at anchorages and inefficient load-carrying capability of live loads. Multi-stepwise prestressing method using thermal expanded coverplate is a newly proposed prestressing method, which was originally developed for prestressing steel structures. A new retrofitting method for steel girder bridges founded on a simple concept of thermal expansion and contraction of cover plate, the method is a hybrid of and combines the advantages of external post-tensioning and thermal prestressing. In this paper, basic concepts of the method are presented and an illustrative experiment is introduced. From actual experimental data, the thermal prestressing effect was substantiated and the FEM approach for its analysis was verified. The retrofitting effects ofa single-span bridge were analyzed and the feasibility of the developed method was examined.

도로교 차량하중 및 통행특성에 관한 연구

김상효,박흥석,Kim, Sang Hyo,Park, Hung Seok 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.4

도로교의 안전수준에 영향을 미치는 것은 주로 과적중차량이다. 계속 증가하는 과적중차량의 문제는 오래전 부터 매우 심각한 상태인 것으로 지적되어오고 있다. 따라서 여러나라에서 차량하중의 특성에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 일부에서는 이러한 변화를 반영하기 위하여 도로교 설계활하중을 개선하였다. 본 연구에서는 차량하중 및 통행특성의 자료를 수집하여 차량형식, 차량총중량, 축중분배, 차종혼입율, 연행특성 등을 분석하고 합리적인 모형을 제시하였다. 또한 차량하중이 도로교에 미치는 하중효과를 교량형식에 따라 분석하여 현행 도로교 설계관련 규정들이 내포하고 있는 안전수준에 대한 분석을 실시하였다. The structural integrity of bridges is mainly damaged by overloaded heavy vehicles. The increasing volumes of overloaded heavy vehicles has been indicated as serious state. As results several countries have revised their bridge load codes. However, because of variety of truck types and their weights it is difficult to develop rational standard truck loads. In addition the common practice that only one design configuration of standard truck is adopted to design variety of bridges causes further difficulties. The objective of the study is to investigate the statistical characteristics of vehicle loadings based on survey data collected, in which some major factors, such as vehicle configurations, vehicle weights, traffic modes, etc., are incorporated. The vehicle load effects due to single presence of heavy truck are also tested with several short-span bridges and probabilistic characteristics of current design practices are evaluated.

운동중추 주변에 위치한 전이성 뇌종양의 수술 후 운동 기능에 대한 평가

김상효,정신,강삼석,이정길,김태선,김재휴,김수한,이제혁,Kim, Sang Hyo,Jung, Shin,Kang, Sam Suk,Lee, Jung Kil,Kim, Tae Sun,Kim, Jae Hyoo,Kim, Soo Han,Lee, Je Hyuk 대한신경외과학회 2001 Journal of Korean neurosurgical society Vol.30 No.1

Objective : Intracranial metastasis is responsible for nearly 50% of mortalities of systemic cancers. Although its frequency is increasing and there is little doubt that improving the quality and expectancy of life is the final goal, the mode of treatment is still disputed. The authors report the postoperative motor function after surgery in patients with metastatic tumors around the motor cortex. Materials and Methods : We studied 24 patients with metastatic tumors around the central sulcus during the last 22 months. Motor function was assessed pre- and post-operatively as well as its response to corticosteroids. MRI, neuronavigation system and intraoperative ultrasonography were used for tumor localization and functional MRI and cortical stimulator were used to define the motor cortex. Results : Single metastasis was found in 13 cases(54%) and 11 cases(44%) had multiple foci. Thirteen cases were located in precentral, 7 in postcentral, and 4 in superior or middle-frontal lobe. The most common primary focus was the lung(16 cases). There was no difference in postoperative motor function improvement between the steroid responsive group and non-responsive group(92% versus 90%). Ninty-two percent of the patients showed significant improvement of motor function and lived independently but there was worsening in the upper extremity in one and in another no improvement. Whole brain radiation of 3000cGy was given in all cases and 4 patients died of recurrence in primary or intracranial focus during mean follow-up periods of 14 monthes. Conclusion : Surgery may provide substantial improvement of the motor function and quality of life of the patients with metastatic tumors around the motor cortex.

갑상선 외과 분야의 20세기 회고 및 21세기 전망

김상효,Sang-Hyo Kim 대한갑상선-내분비외과학회 2001 The Koreran journal of Endocrine Surgery Vol.1 No.1

학문분야별 평가기구의 평가기능과 과제

김상효,Kim, Sang-Hyo 한국대학교육협의회 2006 大學敎育 Vol.141 No.-

Perfobond Rib을 적용한 강-PSC 혼합구조 연결부의 거동 평가

김상효,이찬구,윤지현,원정훈,Kim, Sang Hyo,Lee, Chan Goo,Yoon, Ji Hyun,Won, Jeong Hun 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.6

본 연구는 강-프리스트레스 콘크리트(PSC) 혼합구조 보를 분절형 교량에 적용하기 위해 필수적으로 요구되는 이종 부재간의 연결에 대한 기초연구로써, 연결부 거동과 시공성을 향상시키기 위해 연결부 상?하부 플레이트에 perfobond rib 전단연결재를 설치한 강-PSC 연결부를 제안하였다. 제안된 연결부가 설치된 보 실험체들을 제작하여 하중재하실험을 통해 연결부의 성능을 확인한 결과, 모든 실험체에서 연결부의 파괴 없이 연결부 인접 PSC부에서 실험체의 파괴와 극한강도가 나타났다. 합성 작용에 의하여 실험체의 초기 강성은 우수한 것으로 나타났으며, 균열의 진전 형상도 전형적인 휨 균열 형상을 나타내었다. 또한, 기존 스터드를 적용한 실험체 이상의 강도를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 제안된 연결부는 혼합구조 연결부에 효과적으로 적용 가능하다고 판단된다. This paper studies the behavior of joints in steel-PSC (prestressed concrete) hybrid beams, which is necessary for the application of hybrid beams to spliced girder bridges, and proposes a new type of joint with improved construction convenience and structural behavior. In the proposed joint, perfobond rib shear connectors are attached to the upper and lower plates, which are expanded from the steel girders and located between the steel girder and the PSC girder. The experimental tests were performed on hybrid beams with the suggested joint. The results showed that all the beams had similar ultimate strengths and failure modes, due to the failure of their PSC parts. The composite action of the perfobond ribs was verified by examining the initial stiffness and cracks of the test beams. In addition, the test beams showed a higher degree of ultimate strength than the beams with stud shear connectors in the joints that had been previously studied. Thus, the proposed joint is effective for the steel-PSC hybrid beam.

단부 수평가동-수직구속 부재를 적용한 라멘형 가설교량의 거동평가

김상효,정중연,허원호,정치영,Kim, Sang Hyo,Joung, Jung Yeun,Heo, Won Ho,Jung, Chi Young 한국강구조학회 2013 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.25 No.1

기존 라멘형 가설교량은 주거더의 온도신축에 따라 벤트부에 과도한 수평력이 유발되는 것을 방지하기 위하여, 연장을 짧게 분할하여 가설되고 있다. 이 때 분할되는 구간에서 중복 설치되는 벤트부가 생기게 되어, 교량의 통수단면 감소와 형하공간 감소에 따른 문제와 중복 설치된 벤트부에 의한 경제성 감소 문제가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 라멘형 가설교량 벤트부의 수평력 문제를 해결하고, 중복 설치되는 벤트부를 절감시키기 위한 단부 수평가동-수직구속 부재를 이용한 라멘화 공법을 제안하고, 이에 대한 거동특성분석을 수행하였다. Most rahmen-type temporary bridges are constructed with limited bridge length to prevent excessive horizontal forces due to the thermal expansion of main girder. To achieve a long length temporary bridge several independent bridges are required and they can not share the bents, at the rahmen-type ends, with the adjacent ones. The additional bents require more cost and reduce the section space under bridges. In order to remove extra bents with keeping the rahmen effect at the bridge ends, this study proposes a new rahmen-type movable joint system for temporary bridges.

편심 브라켓 설치 온도프리스트레싱 강재보의 하중저항 성능

김상효,정치영,최규태,안진희,Kim, Sang-Hyo,Jung, Chi-Young,Choi, Kyu-Tae,Ahn, Jin-Hee 한국강구조학회 2010 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.22 No.6

본 연구는 편심 브라켓이 설치된 온도프리스트레싱 강재보의 하중저항 성능에 관한 실험적 연구이다. 본 연구에서 제안한 강재보는 편심 브라켓을 이용하여 온도프리스트레싱 강판을 편심 설치하여, 기존 온도프리스트레싱 강재보 보다 도입되는 프리스트레스 및 단면강성을 증대 할 수 있다. 제안하고자 하는 공법의 검증을 위하여 편심 브라켓이 설치된 강재보, 온도프리스트레싱 강재보 등에 대한 정적하중 재하시험을 실시하여 강재보의 하중저항 성능을 비교 평가하였다. 또한 재료비선형성을 고려한 강재보의 구조해석을 실시하고 소성이론에 근거한 극한하중평가를 통하여 실험결과의 타당성 및 실설계에 대한 적용성을 검토하였다. 본 연구결과를 통하여 편심 브라켓이 설치된 온도프리스트레싱 강재보가 기존 온도프리스트레싱 강재보 보다 증가된 보강강판의 편심효과로 강성, 항복하중 및 극한하중이 모두 증가됨을 확인하였다. This study evaluates the load-carrying capacity of a thermal prestressed steel beam with an eccentric bracket. The steel beam that is proposed in this study has an eccentrically installed cover plate through application of the eccentric bracket. The eccentric bracket helps the steel beam achieve greater sectional stiffness and more efficiently induces prestress. A material non-linear characteristic applied finite element analysis was also conducted to check the validity of the experiments. The results of this study showed that the structural stiffness, yield load, and ultimate strength of the TPSM-applied steel beam with the eccentric bracket increased due to the eccentricity of the cover plate.

강도로교의 피로설계하중에 관한 연구

김상효,이창용,Kim, Sang Hyo,Lee, Chang Yong 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.2

최근 중화물 차량의 적재율 증가와 교통량의 증가 등으로 인해 강도로교에서는 반복하중에 의한 피로손상이 많이 발생하고 있으며 이러한 손상은 교량의 안전성에 심각한 영향을 미치고 있다. 따라서 사용기간 동안에 발생하는 피로손상을 합리적으로 반영할 수 있는 피로설계하중을 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 먼저 미국 AASHTO의 LRFD 피로설계방법을 고찰하였으며 그 결과 교폭에 관계없이 1대의 피로설계트럭을 재하하여 설계하는 것은 일정한 안전수준을 확보하지 못하는 것으로 분석되었다. 따라서, 교폭에 따라 설계하중 재하방법을 다르게 하는 것이 보다 일관성 있는 안전수준을 가지는 것으로 나타났으며 본 연구에서는 다양한 교량구조형식과 통행특성에 따라 발생하는 피로손상을 합리적으로 반영할 수 있는 피로설계하중의 재하방법과 수준 및 형식을 제시하였다. Recently, due to the increasing overloaded heavy vehicles and traffic volumes fatigue failures of steel highway bridges frequently occur. Therefore, it is important to decide rational fatigue design procedure which can reflect lifetime cumulative fatigue damage reasonably. In this study, cumulative fatigue damages are simulated for various bridge systems and traffic conditions. The AASHTO LRFD fatigue design procedure is reviewed and the current fatigue design loading format, in which a single representative truck is loaded regardless of bridge width, is found to yield inconsistent safety level. Improved loading format with rational design load level for fatigue design is suggested.