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        • KCI등재
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          2층도로용 강구조 덱 시스템의 최적설계

          조효남,민대홍,김현우,Cho, Hyo Nam,Min, Dae Hong,Kim, Hyun Woo 한국강구조학회 1998 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.10 No.3

          Recently, more and more steel-deck structural system for two story roads has been adopted as a solution against traffic congestion in urban area, mainly because of fast construction, reduced self-weight, higher stiffness and efficient erection compared to that of concrete decks. The main objective is to study on the unit-elective optimal type and proportioning of a rational steel-deck system for two story roads using an optimum design program specifically developed for steel-deck systems. The objective function for the optimization is formulated as a minimum cost design problem. The behavior and design constraints are formulated based on the ASD(Allowable Stress Design) criteria of the Korean Bridge Design Code. The optimum design program developed in this study consists of two steps - the first step for the optimization of the steel box or plate girder viaducts, and the second step for the optimum design of the steel-decks with closed or open ribs. A grid model is used as a structural analysis model for the optimization of the main girder system, while the analysis of the deck system is based on the Pelican-Esslinger method. The SQP(Sequential Quadratic Programming) is used as the optimization technique for the constrained optimization problem. By using a set of application examples, the rational type related to the optimized steel-deck system designs is investigated by comparing the cost effectiveness of each type. Based on the results of the investigation it may be concluded that the optimal linear box girder and deck system with closed ribs may be utilized as one of the most rational and economical viaducts in the construction of two-story roads. 최근도심지의 극심한 교통체증의 해소를 위한 방안으로 2층도로 강구조 덱 시스템의 채택이 증가하고 있다. 그 주된 이유는 신속한 시공과 콘크리트덱에 비하여 자중의 감소효과가 크고 보다 큰 강도와 효율적인 가설이 가능하기 때문이다. 본 연구의 목적은 강구조 덱 시스템의 최적설계프로그램을 이용한 2층도로용 강구조 덱 시스템의 가장 합리적인 형식 결정에 관한 연구이다. 최적화의 목적함수는 최소 초기비용으로 정식화하였다. 설계 제약조건은 도로교시방서의 ASD설계기준에 맞추어 정식화하였으며 최적설계과정은 두 단계로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 박스 또는 플레이트주형에 대한 강구조 덱 시스템의 최적설계가 수행된다. 그리고 두 번째 단계에서 개단면 또는 폐단면리브를 갖는 강상판에 대하여 최적설계를 한다. 최적설계 프로그램의 구조해석은 주형에 대하여 격자해석 모델링을 이용하였고 강상판에 대해서는 Pelican-Esslinger법을 사용하였다. 최적화 기법은 SQP를 이용하였다. 적용 예의 각 형식별 강구조 덱 시스템의 최적설계 결과의 비교를 통하여 비용의 효율성을 검토하였고 폐단면리브를 가지는 직선 형상의 박스거더 형식이 가장 효율적이고 경제적으로 판단된다.

        • KCI등재

          유한요소해석을 이용한 공업화박판강구조 단부판 접합부의 회전강성감소계수

          이준섭,신경재,이수헌,이희두,김철환,Lee, Jun-Seop,Shin, Kyung-Jae,Lee, Swoo-Heon,Lee, Hee-Du,Kim, Cheol-Hwan 한국강구조학회 2017 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.29 No.4

          공업화박판강구조물은 재료 및 인건비의 절약, 공기 단축 및 대공간 구조의 공간 활용과 시공의 편리성 등의 장점으로 사용이 증가하고 있다. 그러나 최근 갑작스런 과도한 하중으로 인해 붕괴 사고가 일어나고 있다. 구조 설계에 정확하고 전문적인 기술이 필요하지만, 공업화박판강구조의 접합부 볼트 접합부를 완벽하게 고려해주지 않고 단순화하여 해석하는 경우가 많다. 위 논문에서는 선행 실험된 볼트 접합부를 ABAUQS를 이용한 유한요소해석을 실시하고, 실험 결과 비교를 통해 신뢰성을 검증하였다. 그리고 접합부의 변수해석을 통하여 실제 설계에 이용할 수 있는 볼트 접합부의 강성감소계수를 제시하였다. The pre-engineered building(PEB) construction has been gradually applied to single story buildings as a practical and efficient alternative to conventional buildings. However, there has been a few structure collapse due to suddenly excessive load. Although a structure design requires accurate and professional skills, the PEB system tends to be designed simply because of complexation of structural analysis for connections. This paper shows the finite element analysis(FEA) using ABAQUS software on bolted connection which was previously tested. The FEA condignly simulated the behavior of bolted connection in PEB system and was in close agreement with experimental results. Then the stiffness reduction factor of the bolted joints that can be used in the actual design is presented through the analysis of the joint parameters.

        • KCI등재

          용접조립 각형 CFT 기둥-보 외다이아프램 접합부의 구조특성

          이성희,정헌모,김대중,김진호,최성모 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.6

          Existing tube for concrete filled tubular structure is made through welding of four plates irrespective of tube thickness, so production performance is poor and special welding technique is needed to weld the internal diaphragm and through the diaphragm. Therefore, through manufacturing by cold forming development of beam to column connections that is no welding in position of stress concentration is needed. In this study the proposal of beam to column connections details and to making tube specimens by method of bending steel plates, we want to know the compositeeffect between internal anchor and concrete by processing on stress distribution and internal force evaluation of concrete filled tube beam to column connections with a variable of flange welding existence between column and beam, welding quantity between column and diaphragm, existence of concrete in tube, column with diaphragm and general column. 기존 콘크리트충전 각형강관(CFT) 구조에 사용하는 각형강관은 4개의 판을 용접하여 제작하는 박스칼럼이 일반적이다. 그러나 이 러한 강관은 제작효율이 저하되며, 또한 기둥-보 접합부에는 내측 다이아프램과 관통 다이아프램을 용접하는데 특수한 용접기술이 필요하다. 따라 서, 얇은 강판을 절곡하는 방식으로 응력집중 위치의 용접을 피하고, 단면효율이 극대화된 내부앵커 돌출형의 각형강관을 개발하게 되었다. 본 연 구에서는 이 개발된 강관의 기둥-보 접합부로 외다이아프램형식을 채택하고. 보 플랜지의 응력 전달을 명확히 하기 위한 기둥-보 접합부 상세를 확 정하고자 이 접합부에 대한 단순인장 실험체를 제작하여 성능평가 실험을 수행하였다. 이 실험을 통해 콘크리트충전 기둥-보 접합부의 기둥-보 플 랜지 용접 유무, 기둥-다이아프램 용접량, 콘크리트 충전유무, 다이아프램 설치 기둥과 일반기둥의 비교 등에 따른 인장영역 응력분포 및 내력평가 를 진행하고 내부 앵커와 콘크리트 사이의 합성효과를 파악하였다.

        • KCI등재

          둥근 모서리를 갖는 절곡 자유돌출판의 유효폭 분석

          최병호,조광일,김태봉 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.5

          This study numerically investigates buckling behavior of press braked steel plates with a free edge that consists of the upper flange of U-shaped box girder. Since the press-braked plates include a rounded edge, the effective width to thickness ratio of the press-braked upper flange is obscure to determine the nominal compressive strength. This study performed 3D finite element analyses to evaluate an equivalent effective width of cold-formed plate with a free edge. Through the parametric numerical analyses, the elastic buckling stresses of the rounded corner plates were compared with those of general flat plates and then, the equivalent effective width has been estimated. A comparative study with Euler buckling formula speculated in the domestic design specifications has been conducted. 본 논문은 절곡 제작된 U형 단면 거더의 상부플랜지를 구성하는 자유돌출판의 좌굴거동 특성에 논하고자 한다. 절곡된 판 부재는둥근 모서리를 가지므로 단면의 유효폭-두께비가 불명확하고 이에 따라 공칭 압축강도를 산정하는 데 모호한 면이 있다. 냉간성형에 의해둥근 모서리를 갖는 자유돌출판의 등가유효폭을 평가하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 절곡에 따른 재료특성과 기하하적 특성을반영하였다. 본 변수 해석적 연구로부터 각진 모서리를 갖는 일반적인 자유돌출판의 좌굴강도와 비교 분석하여 등가유효폭-두께비를 추정하였다. 국내 설계기준의 공칭 좌굴강도식이 근거하고 있는 이론식과의 비교를 통해 기준공식의 적용 방안에 대해 검토하였다.

        • KCI등재

          강사장교의 지진응답특성 및 내진 안전성 평가

          한성호,신재철,최진우 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.5

          this study, we demonstrated the characteristics of the near- fault ground motion thatwas not considered in thedomestic seismic design code and how the efect of the near-fau lt ground motion afects the response of cable-stayed bridges. Afterselecting the actual measurement records of the t ypical near- and far-fault ground motion, the characteristics of ground motion is analyzed using the elastic and inelastic re sponse spectrum. Analyzing the response regarding the earthquake's characteristics on cable-stayed bridges by the typ ical thre-type cable-stayed bridges and the actual n members are compared and analyzed. Moreover,reliability analysis is accomplished using the results of the seismic respo nse analysis, and the seismic safety of the cable-stayed bridges is evaluated quantitatively as a reliability index and probability of failure. Acording to the results of the respons e spectrum, the earthquake response analysis and the reliability analysis, because the effect of the near fault ground motion against the response of cable-stayed bridges is diferent from the efect of the existing far-fault ground motion, it should b e considered as an important factor when designing cable-stayed b ridges. 본 연구에서는 국내 내진 설계규정에서 고려하고 있지 않은 근거리지진의 특성을 규명하고, 사장교 구조물에 미치는 영 향을 검토하고자 한다. 대표적인 근거리 및 원거리지진의 실측자료를 선정한 후, 탄성 및 비탄성응답스펙트럼을 작성하여 지진기록 의 특성을 분석하였다. 세 가지 형식의 사장교 및 실제 사장교 구조물을 대상으로 지진특성에 따른 응답해석을 수행하여 주요부재에 대한 응답특성 을 비교ㆍ분석하였다. 또한 지진응답해석 결과를 이용하여 신뢰성해석을 수행하였으며, 신뢰성지수 및 파괴확률을 검토함으로써 대상 사장교 구조 물의 내진 안전성을 정량적으로 평가하였다. 응답스펙트럼, 지진응답해석 및 신뢰성해석 결과에 의하면 근거리지진이 사장교 응답에 대한 영향 은 기존의 원거리지진과는 상이한 양상을 보이고 있으므로, 사장교 구조물 설계 시 중요한 인자로 고려해야 할 것을 제시하고자 한다.

        • KCI등재

          복합모멘트접합을 갖는 콘크리트 충전 보-기둥 합성접합부의 반복하중 실험

          임종진,김동관,이상현,이창남,엄태성 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.5

          In the present study, hybrid moment connections of welding and bar reinforcement for composite beam-column connections were proposed. Concrete-filled octagonal tube and U-section were used for the column and beam, respectively. In the beam-column connection, the top flange and web of the beam U-section were connected to the column plate by welding. However, to reduce stress concentration at the weld joints, the bottom flange of the beam was not welded to the column plate. Instead, to transfer the tension force of the beam flange, reinforcing bars passing through the column plate were used. Four exterior connections with conventional welded and hybrid moment connections were tested under cyclic loading and their cyclic behaviors were investigated. The test results showed that the hybrid moment connections successfully transferred the beam moment to the column. The strength and ductility of the hybrid moment connections were comparable to the conventional welded moment connection with exterior diaphragm; however, the connection performance was significantly affected by the details of the hybrid moment connection. 최근 합성 보-기둥 접합부를 위한 복합모멘트접합(hybrid moment connection)상세가 개발되었다. 기둥으로 팔각형태의 콘크리트 충전강관이 사용되었고, 보에는 U단면 콘크리트 충전강관이 사용되었다. 보-기둥 모멘트접합을 위해 보 강관은 기둥 강판에 직접 용접되었다. 하지만보 하부 플랜지는 응력집중을 피하기 위하여 기둥 강판에 용접되지 않았고, 대신 보 플랜지의 인장력을 전달하기 위해 기둥 관통철근이 사용되었다. 기존 외다이어프램 보강상세 및 복합모멘트접합 상세를 갖는 총 4개의 실험체를 제작하고, 반복하중실험을 수행하였다. 실험결과 복합모멘트접합상세는 보 플랜지의 인장력이 기둥 내부로 효과적으로 전달되었다. 또한, 하중재하능력 및 변형능력이 기존 외다이어프램 상세와 거의 동일한 수준으로 나타났다. 하지만, 최종 접합부 파괴모드는 복합모멘트접합 상세에 따라 영향을 받았다.

        • KCI등재

          강 뼈대구조물의 총 경비와 부재연결과의 상반관계에 관한 연구

          최병한,임정환 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.1

          지난 10년간 건설 환경에서 노무비는 재료비에 대해 상대적으로 계속해서 증가하고 있다. 따라서 강구조물의 최적 설 계를 위해 널리 쓰이고 있는 최소중량설계는 더 이상 최소경비설계를 의미하지 못한다. 최근의 강 구조물의 제작 시 재료비 외에 부재연결에 소요되는 경비가 조물의 고등해석에만 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 횡 방향 하중에 효과적으로 저항하도록 보와 기둥이 모멘트 연결된 강 뼈대 구조물을 대상으로 안정성에 문제가 없이 경비절감에 효과적인 설계를 위해 재료비뿐만 아니라 제작비 및 현장에서 가설 시 부재연결에 소요되는 경비를 포함 하는 최소 경비 설계를 수행하고자 한다. 하중저항계수설계법에 따른 전단과 처짐 및 보-기둥 상관계식을 포함하는 비선형 해석과정과 유전알고 리즘을 바탕으로 한 최적화 알고리즘을 결합하여 모멘트 부재연결의 수를 줄이고 또한 효과적인 배치를 수행함으로 최적 설계 해 및 모멘트 연 결의 수와 총 경비와의 상반관계를 나타내고 이로부터 최적의 모멘트 연결의 수 및 그 배치를 구하였다. 현실적인 하중조건을 고려한 수치 예를 통해 본 연구의 적용성과 효율성을 나타내었다. the past decade, labor costs have increased relative to th e cost of material hardware according to analystsin the construction industry. Therefore, the minimum weight des ign, which has ben widely adopted in the literature for the optimal design of steel structures, is no longer the most econo related costs is crucial in determining the most cost-effective stel structures, most studies on this subject focused on minimum-weight design or engaged in higher analysis. Therefore, in this study, we proposed a fabrication scheme for the most cost-efective moment-resisting steel frame structures tha t resist lateral loads without compromising overal stability. The proposed approach considers the cost of steel products, fab rication, and connections within the design process. The optimal design considered construction realities, with the opti mal trade-of between the number of moment conections and total cost was achieved by reducing the number of moment conec tions and rearanging them using the combination of e based on the LRFD code and optimization scheme based on genetic algorithms. In this study, we have shown the aplicability and eficiency i n the examples that considered actual loading conditions.

        • KCI등재

          개구부를 갖는 SC 벽체의 거동에 관한 해석적 연구

          이승준,최병정,강신균 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.3

          The objective of this study was to investigate the effect of openings on the structural behavior of SC walls. The FEM program ABAQUS was used in this analytical study. The main parameters were the locations and sizes of the openings: a total of 20 locations and a total of four opening sizes were adopted. The analysis results were compared with the results of the currently applied evaluation methods. The strength reduction factor method may be used to safely design SC walls with openings. The strength reduction factor of the effective strut method is more similar to that of the analysis results. 본 연구는 SC벽체의 구조적 성능에 개구부가 주는 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다. 유한요소법을 이용하여 개구부의 위치 및 크기에 따른 SC벽체의 강도를 평가하고 거동을 조사하며 현재 적용되고 있는 평가식과 비교 분석하고자 하였다. 20가지 유형의 개구부 위치 와 4가지 개구부 크기를 변수로 유한요소해석을 수행하였다. 기존의 평가식에 의한 강도저감계수는 모두 안전적으로 개구부를 갖는 SC벽체의 설 계에 적용할 수 있으며 유효스트럿법에 의한 저감계수가 해석결과와 더 유사하게 나타났다.

        • KCI등재

          금속용사와 도장의 복합피복방식법에 대한 실험적 내후성능평가

          김인태,전제형,차기혁,정영수,안진희 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.5

          Painting or thermally sprayed metal coating is often used in corrosion protection of steel structures. In recently, duplex coating system which combines thermally sprayed metals with paint is selected as a new generic type of coatings on steel structures under the highly corrosive environments. In this study, the structural steel specimens were surface treated, thermally sprayed with zinc, zinc-15%aluminum alloy, aluminum and aluminum-5%magnesium alloy, and finally sealing or painted with acrylic urethane. And as a reference specimens, steel specimens were painted with acrylic urethane after surface treatment. Circular defects with 1.0, 3.0 and 5.0 mm in diameters and line defect with 2.0 mm width, which reach the steel substrate were created on all specimens. The specimens were exposed into an environmental testing chamber controlled by the ISO 20340, which is a laboratory cyclic accelerated exposure test condition of spraying/UV/low temperature, for up to 175 days. Based on the corrosion tests, corrosion deterioration from the initial defects were evaluated and weathering performance of the specimens are compared. 도장 또는 금속용사는 강구조물의 방식에 널리 사용되고 있으며, 금속용사와 도장의 복합방식법은 혹독한 부식환경하에 놓인강구조물에 고내후성 피복방식법으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 아연(Zn), 아연-알루미늄(ZnAl)합금, 알루미늄(Al), 알루미늄-마그네슘(AlMg)합금의 4종류 금속용사 후 실링 처리한 시편, 4종류 금속용사 후 중방식 도장한 시편과 도장만 실시한 시편을 대상으로 175일간의ISO 20340 부식촉진실험을 실시하여, 각 방식법의 상대적인 내후성능을 비교, 검토하였다. 강재표면까지 도달하는 원형 및 선형 초기결함으로부터의 표면상태 변화 및 도막의 노화면적에 근거한 내후성능의 평가 결과, 금속용사 후 실링 처리한 시편의 경우에는 알루미늄(Al) 및알루미늄-마그네슘(AlMg)금속용사 후 실링 처리한 시편이 가장 우수한 내후성능을 보였으며, 금속용사 후 도장을 실시한 금속용사와 도장의 복합방식법의 경우에는 아연(Zn)용사에 도장을 실시한 복합방식 시편이 가장 우수한 내후성능을 나타내었다

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