디스크 받침에 의한 철도 판형교의 고유진동수 및 동적 거동 변화

최은수,이희업,김성일,김이현,Choi, Eun Soo,Lee, Hee Up,Kim, Sung Il,Kim, Lee Hyeon 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.4

철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다. Open-steel-plate-girder(OSPG) bridges are one of the most prevalent bridge types among Korean railway bridges. They account for about 40% of all Korean railway bridges. However, the line-type bearings used for OSPG bridges generate several problems with respect to the bridges' dynamic behavior and maintenance. The replacement of the existing bearings with polyurethane disk bearings could be a possible solution to this problem. This type of disk bearing is an elastic bearing using a polyurethane disk. This study estimated the variations in the natural frequency of a bridge when disk bearings were installed and the bridge's dynamic behavior with a running locomotive and running trains. The first natural frequency of the bridge was 3% lower than that of the as-built bridge after the installation of the disk lower, respectively. Also, the second and third frequencies were 7 and 15% lower, respectively. The disk bearings increased the vertical displacement of the bridge, but the pure displacement, excluding the disk deformation, did not vary. The vertical acceleration did not increase when the disk bearing was installed, with trains running. The shear pin in the disk bearing reduced the lateral displacement and the acceleration of the bridge.

Comparison of Performance of Restrainers of Steel Cables and Shape Memory Alloy Bars for Multiple-Span-Simply-Supported Bridges

최은수,김이현,박주남,조효남,Choi, Eun Soo,Kim, Lee Hyeon,Park, Joo Nam,Cho, Hyo Nam Korean Society of Steel Construction 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.6

강케이블 변위제어장치는 미국 캘리포니아주에서 프레임 구조 교량의 낙교를 방지하는데 효과적인 것으로 지난 몇 차례의 지진에서 밝혀졌다. 이러한 효과를 바탕으로, 미국 중부의 다경간 단순지지 교량에 강케이블을 적용할려는 시도가 행해지고 있다. 또한, 형상기억합금의 인장거동을 이용한 변위제어장치가 동일한 적용을 위해서 연구되고 있다. 프레임 구조교량에서는 변위제어장치가 교각에 힘을 전달하지만, 다경간 단순지지 교량에서는 교대에 힘을 전달하게 된다. 따라서 이러한 교량에서는 교대의 거동을 동시에 점검해야한다. 본 연구에서는 다경간 단순지지 교량에 대한 세 가지의 변위제어장치의 성능을 비교하였다. 강케이블, 인장거동 형상기억합금 봉 및 휨거동 형상기억합금 봉을 이용한 변위제어장치의 중진 및 강진에 대한 변위제어성능 및 교대에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해서 형상기억합금 봉의 휨 실험 및 해석모델을 제시하였다. 또한, 비선형 시간이력해석을 수행하여 원래의 교량과 보강된 교량의 거동을 비교하여 변위제어장치의 성능 및 영향을 파악하였다. 인장거동의 형상기억합금 봉은 내부힌지에서 열림의 상대변위를 제어하는데 가장 우수한 성능을 보여주었으나, 교대의 능동변위를 증가시켜 손상을 발생시켰다. 따라서 강진에 대해서는 변위제어장치를 설치하는 경우 교대의 능동거동에 대한 보강이 요구된다. Steel restrainer cables for multiple frame bridges in California in the United States have been shown to be effective in preventing unseating at internal hinges during the past several earthquakes. Consequently, the steel-cable-restrainer is being tested for applications on multiple-span-simply-supported (MSSS) bridges in the mid-American region. In addition, shape memory alloy (SMA) bars in tension are being studied for the same application, multiple frame bridges, the developed seismic forces are transferred to piers through the restrainers. However, in MSSS bridges, the seismic forces are transferred to abutments by the restrainers. Therefore, the abutment' behavior should also be investigated. In this study, we assessed the seismic performance of the three types of restrainers, such as steel restrainer cables, SMA in tension, and SMA in bending for an MSSS bridge from moderate to strong ground motion, bending test of an SMA bar was conducted and its analytical model was determined for this study. Nonlinear time history analyses were conducted to assess the seismic responses of the as-built and the retrofitted bridges. All three types of restrainers reduced the hinge opening and the SMA in tension was the most effective of the three devices in preventing the unseating, all restrainers produced damage on the abutment from the pulling action of the MSSS bridge due to strong ground motions, was found that the retrofit of the abutment in the pulling action is required in the installation of restrainers in MSSS bridges.

자력 마찰과 기압축 고무 스프링을 이용한 스마트 댐퍼

최은수,최규찬,Choi, Eun Soo,Choi, Gyu Chan 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.4

이 연구에서는 고무 스프링과 자력마찰을 조합한 스마트 댐퍼의 동적 실험을 수행하여 스마트 댐퍼의 깃발모양 (flag-shaped) 거동을 확인하고자 하였다. 스마트 댐퍼 동적실험을 수행하기 위하여, 네오디뮴 (NdFeB) 자석을 사용하였으며 $50mm{\times}50mm{\times}25mm$ ($B{\times}L{\times}H$)의 크기를 사용하였다. 또한 폴리우레탄 고무를 사용하였으며 길이 80mm 외경 80mm 내경 20mm의 크기의 원주형 고무스프링을 사용하였다. 동적 실험에서 자석의 개수와 진동수를 제어하여 수행하였으며, 자석의 개수는 0, 4, 8, 12개의 순서로 증가하였으며, 이는 자력 마찰력이 증가함을 의미하였다. 진동수는 0.1부터 2.0Hz까지 증가시키면서 진행하였다. 실험의 진행은 고무 스프링이 장착되지 않은 자력마찰 댐퍼의 자력 마찰력 평가 실험, 고무 스프링의 기압축량 평가 실험 및 최종적으로 자력 마찰력과 기압축 고무스프링이 합성된 스마트 댐퍼의 동적 실험 순서로 진행하였다. 실험 결과를 통하여 스마트 댐퍼의 깃발모양 거동을 평가하고 에너지 소산능력, 감쇠비를 평가하여 스마트 댐퍼로서의 성능을 확인하였다. This study proposes a new technology for a smart damper with flag-shaped behavior using the combination of magnetic friction and rubber springs. The magnet provides friction and, thus, energy dissipation, and the rubber springs with precompression contribute to present self-centering capacity of the damper. To verify their performance, this study conducts dynamic tests of magnet frictional dampers and precompressed rubber springs. For the purpose, hexahedron Neodymium (NdFeB) magnets and polyurethane rubber cylinders are used. In the dynamic tests, loading frequency varies from 0.1 to 2.0 Hz. The magnets provide almost perfect rectangular behavior in force-deformation curve. The rubber springs are tested without or with precompression. The rubber springs show larger rigid force with increasing precompression. Lastly, this study discusses combination of rigid-elastic behavior and friction to generate 'flag-shaped' behavior for a smart damper and suggests how to combine the magnets and the rubber springs to obtain the flag-shaped behavior.

철도교용 고무패드 설치에 따른 판형교의 동적 거동 분석

최은수,김현민,오지택,김성일,Choi, Eun Soo,Kim, Hyun Min,Oh, Ji Taek,Kim, Sun Gil 한국강구조학회 2005 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.17 No.3

본 연구에서는 '철도교용 고무패드의 강성추정기법'에서 결정된 각 고무패드의 강성과 가정된 감쇠비를 이용하여 두 판형교에서의 동적 거동을 분석하였다. 또한 패드에 의한 판형교의 동적 거동 변화가 철도교량의 거동의 한계를 규정하고 있는 규준에 적합한지도 판단하였다. 고무패드를 교좌로 판형교에 설치하면 판형교의 동적 처짐은 증가하였다. 그러나 처짐이 증가하더라도 규정에 있는 한계를 넘지는 않아 차량의 안정적 주행에 영향을 주지는 않는다. 천연고무나 크로로프렌 고무패드는 변형이 크게 발생하여 교좌로서 활용이 부적합하나, 폴리우레탄 고무패드는 변형이 작게 나타나 사용성이 우수한 것으로 판단되었다. 그러나 고속 주행을 위해서는 패드의 면적을 증가 시켜서 패드변형을 제한해야 하는 것으로 나타났다. 고무패드의 강성증가 및 감쇠비 증가가 교량의 동적 거동에 미치는 영향에 대해서 분석을 실시하였다. 고무패드의 감쇠비 증가는 교량의 동적 거동에 거의 영향을 주지 않았다. 패드의 강성 증가는 상대적으로 자중이 크고 강성이 작은 교량에서는 응답 개선 효과가 적지만, 자중이 작고 강성이 큰 즉 경간이 짧은 교량에서 상대적으로 응답 개선 효과가 크게 나타났다. In this study, the dynamic characteristics of the two open-steel-plate-girder bridges was analyzed using the pads' stiffness estimated in the previous accompanying paper.Also, it was determined that the variation in the dynamic behavior of the two bridges due to the pads corresponds to the codes describing the restriction for the steel bridges' behavior.The pads installed at the bridges increase the displacement at mid-span.However, the increase does not exceed code restrictions and does not have an adverse effect on the riding quality of the running trains. The natural and Chloroprene rubber pads are not suitable for bridge bearings since they are more deformed than the code regulated ones.

FBG센서 응답을 이용한 단순보의 동적 변위 및 동특성 추정

최은수,강동훈,정원석,김학수,Choi, Eun Soo,Kang, Dong Hoon,Chung, Won Seok,Kim, Hak Soo 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.4

FBG 센서는 기존의 전기저항식 게이지에 비해 구조물의 변형율 계측이 용이하고, 내구성이 우수하여 구조물의 응답 모니터링이나 비파괴손상평가 분야의 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 구조물 단면의 상 로의 치환이 가능하며, 이 곡률을 이용하여 수직변위를 계산할 수 있다. 본 연구에서는, FBG 센서를 이용하여 I 형의 강재 단순보에서 충격에 의한 동적 변형율을 측정하고, 이를 이용하여 동적 변위를 추정하여 측정된 동적 변위와 비교 평가하였다. 또한, 추정된 변위와 측정된 변위 및 변형율 시간이력을 이용하여 단순보의 동특성( 고유진동수, 감쇠비 및 모드형상)을 추정하여 해석모델의 동특성과 비교하였다. 변형율을 이용한 변위의 추정은 측정 변위보다 최대 약 10% 정도 크게 나타났다. 그러나 추정된 변위 또는 변형율 이력을 사용하여 추정한 동특성은 측정된 변위를 사용하여 추정한 동특성과 거의 일치하였고, FBG 센서를 이용한 동특성 추정 결과는 양호한 것으로 나타났다. 특히, FBG 센서 변형율은 변위에 비해 고주파 특성이 증폭되기 때문에 고차모드의 동특성 추정에 유리하였다. FBG sensors are capable of measuring the strain of structures easily and more durably than electric resistance gauges. Thus, many researches are dedicated to the application for the response monitoring or non-destructive evaluation of structures using FBG sensors. Additionally, the measured strains at the top and bottom of a cross-section can be transformed into the curvature of the section, which can be used to calculate its vertical displacement. Hence, this study aims to measure the dynamic strain signals of a steel section simply supported beam and to estimate the dynamic displacement from the strain signals, after which the estimated displacement is com pared with the measured displacement. The dynamic characteristics (natural frequency, damping ratio and mode shape) of the beam are predicted from both the estimated and measured displacement signals, and from the strain time history of the FBG sensors. The predicted properties are compared with those of an analytical model of the beam. The estimated displacement. However, the predicted dynamic properties from both the estimated displacements and the measured strains are well-correlated with those from the measured displacement. It is therefore appreciated that the estimation of the dynamic properties of FBG sensor signals is reasonable. Especially, the strain signal of the FBG sensor was amplified at a higher-frequency region in comparison with the displacement estimation with higher-mode properties.

그라우팅이 필요 없는 RC기둥 강판보강 기법

최은수,조성철,정영수,조백순,Choi, Eun Soo,Cho, Sung Chul,Chung, Young Soo,Cho, Baik Soon 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.1

본 연구에서는 주철근의 겹침이음으로 인해 효과적인 내진성능을 충분히 확보하지 못한 RC기둥 보강 기법의 개발을 위해 횡방향외부압력을 도입한 강판으로 RC기둥을 보강하는 기법을 제시하였다. 제시된 기법의 성능 검증을 위해 설계강도를 변수로 하여 콘크리트 공시체 45개를 제작하여 외부압력을 도입하여 강자켓으로 보강하였다. 본 연구에서 소개하는 강자켓팅 기법은 기존의 방법과 달리 강판과 콘크리트 사이에 그라우팅이 필요 없는 기법이다. 보강된 시편과 무보강 시편의 압축실험을 수행하여 각각의 결과를 비교, 분석하였 다. 본 연구를 통해 횡방향 외부압력을 도입한 강판보강은 콘크리트 시편의 강도 및 연성도 증가에 매우효과적인 것으로 나타났고 설계강도가 낮은 시편에서 강도증가현상이 두드러지게 나타났다. 두꺼운 강판은 더 큰 강도 증진효과가 있었다. 본 연구에서는 제시한 보강기법은 RC기둥에 적용하여 강도 및 연성도을 증진시키는 효과가 있을 것으로 기대된다. This study introduced a new method to retrofit RC columns with lap splice that do not have enough ductility during an earthquake. The new method used mechanical external pressure and split steel plates around the RC columns. The introduced method does not require grouting the gap between jacket and concrete surface. In this study, 45 concrete cylinders were manufactured with varyingstrengths and part of them was retrofitted with split steel jackets under a lateral confining stress. The effect of the new method was verified by comparing the results from the compressive tests of retrofitted and unretrofitted cylinders. The steel jacket that was built following the new method showed good results of increasing the compressive strength and ductility of concrete cylinders. The thicker steel jackets showed larger compressive strength, however, the ductility at failure depends on their welding quality.

Seismic base isolation for highway steel bridges using shape memory alloys

최은수,전준창,Choi, Eun Soo,Jeon, Jun Chang Korean Society of Steel Construction 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.1

Conventional lead-rubber bearings may be unstable in case of strong ground motions. To address this problem, this paper proposed a new concept of isolation device wherein shape memory alloy wires were incorporated in an elastomeric bearing. A three-span continuous steel bridge was used for seismic analyses to compare the performance of lead-rubber and proposed bearings. The proposed bearings showed almost the same performance as the lead-rubber bearings. In particular, the proposed bearings limited relative displacement effectively with strong ground motions and recovered its original undeformed shape. 기존교량의 내진성능개선 및 신설교량의 지진보호에 납-고무 베어링은 좋은 효과를 보여주고 있다. 그러나 납-고무 베어링은 사용상에 있어 문제점이 있으며, 이를 개선하기 위하여 형상기억합금(shape memory alloy)을 이용한 면진장치를 본 연구에서 제시하였다. 3경간 연속 고속도로 강교량의 지진해석을 통하여 납-고무베어링과 고무베어링 및 형상기억합금 와이어와의 조합 면진장치의 지진거동을 비교하였다. 해석결과 형상기억합금 와이어+고무베어링 시스템이 납-고무베어링과 거의 유사한 거동을 보여주었으며, 특히 제시된 면진장치는 상대변위의 제어 및 잔류변형에 있어 기존의 납-고무 베어링에 비해 성능이 우수했다.

Gas atomization으로 제조된 Ti50Ni30Cu20 합금 분말의 상변태 거동

최은수 ( Eun Soo Choi ),남태현 ( Tae Hyun Nam ),정영수 ( Young Soo Chung ),김연욱 ( Yoen Wook Kim ),임연민 ( Yeon Min Im ) 한국주조공학회 2011 한국주조공학회지 Vol.31 No.1

For the fabrication of bulk near-net-shape Ti-Ni-Cu shape memory alloys, consolidation of Ti-Ni-Cu alloy powders are useful because of their brittle property. In the present study, Ti50Ni30Cu20 shape memory alloy powders were prepared by gas atomization and martensitic transformation temperatures and microstructures of those powders were investigated as a function of powder size. The size distribution of the powders was measured by conventional sieving, and sieved powders with the specific size range of 25 to 150 μm were chosen for this examination. XRD analysis showed that the B2-B19 martensitic transformation occurred in the powders. In DSC curves of the as-atomized Ti50Ni30Cu20 powders as a function of powder size, only one clear peak was found on each cooling and heating curve. The martensitic transformation start temperature(Ms) of the 25-50 μm powders was 31.5oC. The Ms increased with increasing powder size and the difference of Ms between 25-50 μm powders and 100-150 μm powders is only 1oC. The typical microstructure of the rapidly solidified powders showed cellular morphology and very small pores were observed in intercellular regions.

냉간 인발에 의해 예압된 NiTi SMA 와이어의 기계적 특성에 관한 연구

최은수(Choi, Eun Soo),Alireza Ostadrahimi,김태영(Kim, Tae Yeong),박성준(Park, Seong Jun),송용진(Song, Yong Jin) 한국강구조학회 2020 한국강구조학회 학술대회 발표집 Vol.31 No.1

The Degree Completion Program of the United States in Comparison with the Credit Bank System in Korea

Eun-Soo Choi(최은수),Amie Meeae Park(박미애) 한국비교교육학회 2007 比較敎育硏究 Vol.17 No.4

  이 연구의 목적은 미국의 학위 완성 프로그램과 한국의 학점은행제를 비교 분석하는 데에 있었다. 이 두 제도는 학점을 축적하는 방식과 운영 절차에 있어서 차이점을 갖고 있지만, 그럼에도 불구하고 공히 이 두 가지 제도의 목적은 빠르게 변화해 가는 정보화 사회에서 요구되어지는 지식과 실천을 바탕으로 학위수여를 제공하는 데에 목적으로 하는 것과 성인들이 대상이라는 공통점을 갖고 운영되고 있다. 이 연구에서 사용된 문헌연구와 이 제도들에 대한 참여자의 수가 급격하게 증가하고 있다. 학위를 받으려는 성인들이 늘어감에 따라 교육기관에서의 역할도 증가되고 있다. 성인학습자들을 위한 프로그램 계획과 원격교육 개발 등은 현재 고등교육 기관에 의해 추진되고 주요 분야들 중 좋은 예들이다. 교수자와 직원들의 훈련, 조직적인 구조, 그리고 재정적 지원 등이 고려되고 있다. 교육계의 리더로서 대학들은 세계화되는 사회의 요구에 민감해야 할 것이다.   This study attempted to analyze the degree completion program of the United States in comparison with the Credit Bank System in Korea. These two programs have similarities and differences in method to accumulate credits and procedures of operating. However regardless what the differences are, the purpose of both programs are to grant degrees with appropriate knowledge and practice that are needed by fast-paced information age. Literature review used for this study and research studies of lifelong education institutes that are operating the program completely agree that the number of participants of the programs is rapidly growing. As the number grew, many new challenges in higher and adult education came up. Planning program for adult learners and developing distance learning are the examples of major areas considered by higher education institutions at the present. Training faculty and staff, changes in organizational structure, and financial support were to be concerned about. As leaders of education areas, colleges and universities should be sensitive to the needs of globalized society.