원형강교각에서 수직보강재가 내하력에 미치는 영향

장경호,장갑철,이찬호,이은택,Chang, Kyong Ho,Jang, Gab Chul,Lee, Chan Ho,Lee, Eun Taik 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.5

To increase the efficiency of the urban areas, pipe section steel piers, which have relatively small sections, must be constructed. Since smaller sections mean decreased load capacity, longitudinal stiffeners were applied to the pipe section steel piers to increase their load capacity. Increased load capacity through longitudinal stiffeners, however, could not yet be confirmed. Therefore, the effect of longitudinal stiffeners on the load capacity of pipe section steel piers still needs to be studied. In this paper, the effect of the number of longitudinal stiffeners on the load capacity of steel piers was determined by carrying out elastic plastic FE analysis on material and geometric non-linearity. In addition, comparative analyses of the parameters of the width, the thickness of longitudinal stiffeners, and the slenderness ratio of steel piers were carried out to determine the effects of longitudinal stiffeners. 도심지의 토지 이용률을 높이기 위하여 상대적으로 단면이 작은 원형 강교각의 건설이 요구되고 있다. 이때 줄어든 단면으로 인해 감소된 좌굴내하력을 높이는 방안으로 수직보강재의 적용을 고려할 수 있다. 그러나 수직보강재를 적용함으로써 얻어질 수 있는 좌굴내하력의 증가효과는 아직 명확하지 않다. 본 연구에서는 기하학적, 재료학적 비선형을 고려한 탄소성 유한요소해석을 수행하여 원형강교각의 반지름-두께비에 따른 수직보강재의 수가 좌굴내하력에 미치는 영향을 명확히 하였다. 또한, 수직보강재의 폭과 두께, 원형강교각의 세장비에 따른 좌굴해석을 수행하여 그 관계를 명확히 하였다.

직육면체 섬유보강재 노반보강공법 현장부설에 따른 자갈궤도 동적거동 비교분석

차영만(Cha,Young-Man),엄기영(Eum,Ki-Young),김자연(Kim,Ja-Yeon),조국환(Cho,KookHwan) 한국방재학회 2021 한국방재학회논문집 Vol.21 No.6

직육면체 섬유보강재를 이용한 노반보강공법은 다양한 기존 노반 보강 기술의 단점을 보완한 공법이다. 자갈의 세립화;뜬침목 및 침목균열이 발생한 기존선 oo구간에 직육면체 섬유보강재를 부설하였다. 상부노반의 기본 물성시험을 실시하였으며;보강단면과 비보강단면의 열차 운행에 따른 레일과 침목의 수직변위;수직 가속도를 비교⋅분석하였다. 직육면체 섬유보강재 부설 후 열차운행에 따른 수직 변위 및 가속도를 비교 분석한 결과;수직 변위량은 최대 84%;수직가속도는 최대 80% 감소되었다. 이는 직육면체 보강재의 보강효과로 인해 레일의 동적 움직임이 감소되어 노반 지지력 향상과 안정성이 향상된 것으로 나타났다. The roadbed reinforcement method using cuboidal fiber reinforcement is an eco-friendly method that compensates for the shortcomings of various existing roadbed reinforcement technologies. A rectangular parallelepiped fiber reinforcement was installed in section oo of the existing line where fine-grained gravel;floating sleepers;and sleeper cracks occurred. The basic physical property test of the upper subgrade was conducted;and the vertical displacement and acceleration of rails and sleepers were compared and analyzed according to the train operation of the reinforced and non-reinforced sections. A comparative analysis of the vertical displacement and acceleration according to train operation after laying the rectangular parallelepiped fiber reinforcement demonstrated that the vertical displacement and acceleration were reduced by up to 84% and 80%;respectively. The dynamic movement of the rail was reduced owing to the reinforcing effect of the rectangular parallelepiped reinforcement;thereby improving the roadbed bearing capacity and stability.

직육면체 섬유보강재 노반보강공법 현장부설에 따른 지지력 평가 비교분석

박윤식(Park, Yoon-Sik),김자연(Kim, Ja-Yeon),엄기영(Eum, Ki-Young),조국환(Cho, KookHwan) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

직육면체 섬유보강재를 이용한 노반보강공법은 친환경적이며 기존 노반 보강 기술의 단점을 보완한 공법이다. 실대형 시험을통하여 열차 속도에 따른 지지력 향상 효과, 안정성 및 시공성이 검증되었다. 검증된 자료를 바탕으로 자갈의 세립화, 뜬침목및 침목균열이 발생한 기존선 구간에 직육면체 섬유보강재를 부설하였다. 노반의 기본 물성시험을 실시하였으며, 보강단면과비보강단면의 현장부설에 따른 침하량을 비교·분석하였다. 직육면체 섬유보강재 부설 후 열차운행에 따른 침하량을 비교분석한결과, 레일 및 침목의 수직 변위량이 최대 84% 감소되었다. 이는 직육면체 보강재의 보강효과로 인해 궤도 지지력이 향상되어궤도의 안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. The roadbed reinforcement method, in which a rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack is used, is ecofriendly and overcomes the disadvantages of the conventional roadbed reinforcement method. Through large-scale tests, the effects of improving the bearing capacity, stability, and constructability according to the train speed were confirmed. Physical property investigations of the field test were conducted to analyze the conditions of the roadbed. The settlement degree of the site, where the reinforced section and unreinforced section were placed, was measured and analyzed. A rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack was laid. Based on the physical properties determined during the field tests, this section was found to be soft ground composed of silt sand with a low bearing capacity. In addition, through comparison and analysis of the degree of settlement caused by the laying of rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack, the dynamic vertical displacement of rails and sleepers decreased by at least 84%. It was shown that the track stability improved when the rectangular-parallelepiped fiber reinforcement sack was laid, which reduced the dynamic behavior along and improved the track support.

2거더교의 수직보강재 연결상세부의 피로설계에 관한 연구

권순철,경갑수,박진은,Kwon, Soon Cheol,Kyung, Kab Soo,Park, Jin Eun 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.1

2거더 플레이트교는 주부재인 바닥판과 거더, 2차부재인 가로보, 수직보강재 및 수평보강재 등으로 구성되어 있다. 2거더교는 AASHTO와 국내의 도로교설계기준에는 하나의 거더가 손상되면 그 교량의 기능과 안전성에 문제가 야기되는 단재하 경로 구조로 규정되어 있다. 이러한 이유 때문에 2거더교의 피로균열은 교량의 안전성에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 논문에서는 2거더교에서 피로균열 발생 가능성이 높은 수직보강재와 거더 복부의 연결부를 대상으로 수직보강재 스캘럽 곡률반경 및 복부두께를 변화시키면서 피로 평가를 수행하였다. 이 결과에 기초하여 피로에 유리한 구조상세 및 간이 평가식을 제안하였다. Two-girder bridge is composed of primary members such as deck slab and main girder, and secondary member such as cross beam, vertical and horizontal stiffeners etc,. Two-girder bridge is prescribed as a non-redundant load path structure in the ASSHTO and the Korean Highway Bridge Design Code. Such structure is that if one girder is damaged, problems of function and safety of the bridge are caused. From the reasons, fatigue cracks in two-girder bridge can affect safety of the bridge seriously. Therefore, in this paper, fatigue evaluation was performed at connection parts of vertical stiffener and web with radius of curvature of scallop of vertical stiffener and thickness of web as variables. Such joint is known as a detail which has high possibility of fatigue crack in the bridge. Based upon the analytical results, preferable joint detail in terms of fatigue and simple empirical formula for fatigue evaluation of the detail were suggested.

강박스거더교의 응력분배 거동에 관한 실측연구

이성행,김경남,손영상,박태균,정경섭,Lee, Seong Haeng,Kim, Kyoung Nam,Son, Young Sang,Park, Tae Gyun,Jung, Kyoung Sup 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.1

강박스거더교 다이아프램부에 있어서 경제적이고 합리적인 설계가 요망되어 진다. 본 연구에서는 시공중인 4경간 강박스거더교에서 콘크리트 상판 타설 시와 차량재하 시에 응력을 측정한다. 측정 결과는 지점부 다이아프램부와 중앙부에서 응력분배를 연구하기 위하여 분석된다. 다이아프램부 수직보강재의 높이별 응력과 이와 같은 높이의 다이아프램부 응력을 정리하고, 이들 결과를 분석하여 적정 수직보강재 길이의 효율성을 판단한다. 또한 다이아프램부 3조의 수직보강재 각각의 응력을 분석하고, 콘크리트 경화 후 차량 재하 시와 시에 따른 응력비를 산출하여 다이아프램부 설계합리화 연구의 기본 자료로 수립하고자 한다. It is important to increase the economy and efficiency of the diaphragm of the steel box girder bridge design. In this study, an experimental test is performed in a 4-span steel box girder bridge, which was under constructed according to the dead load of slab concrete and vehicle load. The test result is analyzed to verify the stress distribution of the diaphragm and the middle span. Next, stresses on the vertical stiffener are analyzed according to height. Stresses on the diaphragm with equal height are arranged respectively. Also, the stress distribution of the diaphragm and the middle span. Next, stress on the vertical stiffeners are analyzed according to height. Stresses on the diaphragm with equal height are arranged respectively. Also, the vertical stiffeners in the diaphragm was studied, and using the analyzed results, the proper length of the ratio of vehicle load with curing concrete to vehicle load with asphalt is calculated in each part of the steel box girder bridge. The results provide data that serve as basis for an economical and efficient design for the steel box girder bridge diaphragm.

철근콘크리트와 강을 합성한 복합 단면보의 구조거동평가

김인석,김학수,Kim, In Seok,Kim, Hak Soo 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.5

최근 장대 건설 구조물에 사용이 증가되고 있는 합성형 구조물에서 나타나고 있는 예기치 못한 일부 균열 현상의 구조적 원인을 분석하기 위하여, 강재복부의 수직보강재, stud 및 dowel bar의 유무, 전단철근의 간격과 콘크리트 강도 등을 실험변수로 하여 4점 재하 휨시험을 통해 강재와 철근콘크리트간의 구조적 합성거동 효과를 분석 하였다. 실험결과, 수직보강재는 강재의 국부좌굴 방지와 파괴시 강재와 콘크리트의 부착파괴를 방지하여 구조적 합성거동에 따른 단면내력(파괴하중)의 증진에 효과적인 것으로 나타났으나, 추가적으로 설치한 stud 및 dowel bar, 콘크리트의 강도와 전단철근량 등은 합성보의 휨거동에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. The composite structures of steel and reinforced concrete, which have been widely used in large-scale concrete structures, werestudied to investigate the cause of unexpected cracks and to verify the composite actions between the two materials. Vertical stiffeners between flanges, studs and dowel bars, stirrups, and concrete strength were chosen as experimental variables in afour-point loading test. The results showed that the vertical stiffener prevented not only the local web buckling, but also bond failures between steel and concrete. It increased the flexural resistance (fracture loads) due to the composite action of two materials, compared withthose of any experimental variable. However, the composite behavior of steel reinforced concrete beam was not affected seriously by additional studs, dowel bars, stirrups, and concrete strength.

강상자형 다이아프램의 수직보강재 길이에 따른 거동

김종렬,김우준,정경섭,Kim, Jong Ryeol,Kim, Woo Jun,Jung, Kyoung Sup 한국강구조학회 2003 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.15 No.5

Bridge has to be long-spanned and of simple structure, considering the social environment. As a result of this trend in bridge construction, it is important for the sake of economical efficiency to improve the structural system and increase the life cycle of a bridge. To attain these goals in constructing a steel bridge, the detail analyses based on real structure must be performed. In the steel structure bridge, the parts that are a main focus of interest are the diaphragm and the vertical bracing of the steel box girder support. This study observed the behavior of the diaphragms on the bearings of a closed section steel box girder bridge support, as dead load was increased. Stress variation of the support diaphragms in a steel box girder was considered, and both experimental test and structural analyses were performed to verify the behavior of a composite steel box girder bridge under repair or maintenance. 사회적 환경에 따른 교량의 장대화와 단순화의 추세로 인해 구조적 시스템과 생명주기에서 교량 건설의 경제적 효율성이 증대되고 있다. 강교 제작의 경제성과 효율성을 위해 시공 전 상세한 구조해석이 실시되어져야 하며 특히 강상자형교에서는 지점부 다이아프램과 수직보강재가 초점이 되는 주요 부재중의 하나이다. 본 논문에서는 강상자형교를 시공하거나 확장, 보수하는 과정에서 일어나는 추가 사하중에 대하여 지점부의 다이아프램 거동 분석을 위해 실측과 구조해석을 통시에 수행하여 다이아프램부 응력 분배 거동을 분석하고 다이아프램 수각보강 재의 적절한 길이를 제안하고자 하였다.

I-단면 플레이트거더교의 횡비틀림 좌굴강도의 해석적 평가

박용명,황순용,박재봉,황민오,최병호,Park, Yong Myung,Hwang, Soon Young,Park, Jae Bong,Hwang, Min Oh,Choi, Byung H. 한국강구조학회 2009 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.21 No.3

본 연구에서는 I-단면 플레이트거더교의 횡비틀림 좌굴강도 평가를 위한 해석적 연구를 수행하였다. 현재 국내 및 AASHTO 설계 기준에서 횡비틀림 좌굴강도는 양단의 변위가 구속된 단일 거더의 좌굴강도 식을 근거로 하고 있다. 그러나, I-단면 강교의 주거더는 한 개 이상으로 구성되고 중간가로보 또는 수직브레이싱으로 서로 연결되므로, 가로보의 휨강성과 주거더의 상호 효과를 고려한 횡좌굴강도의 평가가 필요하다. 또한, 중간가로보가 부착되는 수직보강재의 강성이 복부판의 뒤틀림과 연계하여 횡좌굴강도에 미치는 영향의 평가가 필요하다. 이에, 4-거더교에서 중간가로보 및 수직보강재의 소요 강성을 평가하기 위해 초기처짐 및 잔류응력을 고려한 3차원 쉘요소 모델을 이용하여 재료 및 기하 비선형해석을 수행하고 그 결과를 제시하였다. This paper presents numerical analysis results for the lateral-torsional buckling (LTB) strength of steel I-girder bridges. Current Korean and AASHTO design specifications for LTB consider the buckling strength of a single girder with both its ends constrained. The I-girder bridges are composed of more than one girder, and the girders are interconnected with intermediate cross-beams or cross-frames. Therefore, it should be required to evaluate the effects of cross-beam stiffness and the interactionof girders on LTB strength. It is also necessary to consider the effects of transverse web stiffeners on LTB strength. By considering these parameters, a series of four-girder systemswere numerically modeled using 3D shell elements to estimate the LTB strength while considering initial imperfections and residual stresses.

강교량의 표준적 구조상세에 대한 실험적 연구

정영화,조재병,배두병,정경섭,우상익,Chung, Yeong Wha,Jo, Jae Byung,Bae, Doo Byong,Jung, Kyoung Sup,Woo, Sang Ik 한국강구조학회 2000 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.12 No.5

이 연구에서는 국내 피로설계규정상의 응력범주 C, D, E 및 E'에 해당하는 표준적인 구조인 십자 연결형, 면외거셋 부착형, 면내거셋 부착형 및 덮개판형을 모형화한 소형 시험편에 대한 피로실험을 실시하여 실험결과에 따라 각 시험편에 해당하는 국내 피로설계규정을 검증하며, 실험결과와 외국의 공개 데이터와의 비교 검토를 통해 국내 제작 강구조상세의 평가기준을 검토하였다. 실험 결과, AASHTO 및 JSSC, Eurocode의 관련 규정 값을 대부분 만족하는 것으로 확인되었다. 그러나, 십자연결형 접착부에 있어 모재가 파단된 하중전달형의 경우는 하중비전달형 보다 피로강도가 작으며, AASHTO 설계기준을 만족시키지 못하므로 설계기준에 대한 재검토가 필요할 것으로 판단된다. 한편, 요접부 길이의 영향은 면외거셋 에서 부착부 길이 80mm 시험편보다 150mm 시험편의 피로강도가 낮게 나타나 용접구조부 길이의 영향이 있음을 확인하였다. 실험결과들을 종합해보면, AASHTO 규정에 입각한 국내 시방서상의 피로규정을 대부분 만족하고 있으나, 보다 세분된 범주로 규정하고 있는 JSSC 및 Eurocode의 설계기준이 본 연구의 실험결과와 비교할 때 보다 합리적인 것으로 생각된다. This paper presents the results of the experimental and analytical investigation for the fatigue strength of welded details frequently used in steel bridges, especially for the details with relatively lower fatigue strength. The welded details included four kinds of welded details corresponding to the categories C, D, E and E' which represent the flange attachment details, web attachment details, transverse stiffeners and cover-plate details. Tensile fatigue tests were performed. The test results were compared with other available test results and the fatigue criteria of AASHTO, JSSC and Eurocode specifications. Generally, our test results were well agreed with other test results and satisfied with above-mentioned fatigue design provisions. However, it was found that transversely loaded weld-details showed lower fatigue strength than longitudinally loaded weld-details in transverse stiffener detail, and the test results of those details were not satisfied with AASHTO fatigue provisions. Examining the effect of length of gusset plate attachment details, welded details with longer attachment showed relatively lower fatigue strength, especially for the out-of-plane gusset plate details. It is recommended to perform additional fatigue tests with various loading and detail parameters and to establish the more detailed fatigue categories such as Eurocode or JSSC

역 V형 가새골조의 내진보강

김지웅,김진구 대한건축학회 2003 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.23 No.2(구조계)

The chevron braced frames designed without considering the unbalanced force induced in floor beams tend to become unstable when they are subjected to a seismic load. To enhance the seismic performance of OCBF chevron braced frames the effect the following three retrofit schemes are investigated: buckling-restrained braces, zipper columns, V-shaped cables. According to analysis results of model structures collapse mechanism occurs in a certain story when they are subjected to design level seismic load. However in the retrofitted structures the plastic hinges are distributed in many stories, and the amount of plastic deformation is also decreased.