In this study a hybrid safety barrier system consisting of steel rail and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) post is considered. W hile CFRP post is selected for impact energy reflection due to its high strength, steel rail is selected for impact energy absorption due to its high ductility. A numerical model considering the elastoplastic behavior of steel is formulated to simulate the dynamic responses of the hybrid system subject to an impact load. A hybrid roadside guard rail system of steel rail and CFRP post is proposed and analyzed with a case study. The numerical model for the hybrid roadside guard rail system is used to find optimized design of the proposed hybrid system.

In this study a hybrid system consisting of steel and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is considered. While CFRP is selected for impact energy reflection due to its high strength, steel is selected for impact energy absorption due to its high ductility. A numerical model considering the elastoplastic behavior of steel is formulated to simulate the dynamic responses of the hybrid system subject to an impact load. A hybrid roadside guard rail system of steel rail and CFRP post is proposed and analyzed with a case study. The numerical model for the hybrid roadside guard rail system is used to find optimized design of the proposed hybrid system for future study.

In this study, the performance of a steel-FRP composite bridge safety barrier was evaluated through the vehicle crash test. Glass fiber and polyester resin were used for FRP. The structural strength performance, the passenger protection performance, and the vehicle behavior after crash were evaluated corresponding to the vehicle crash manual. As the result, A steel-FRP composite safety barrier was satisfied with the required performance.

본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 강재-FRP 합성 교량용 방호울타리의 성능을 분석하였다. FRP는 Surface veil, DB 그리고 Roving 섬유로 구성하였다. FRP의 적층을 고려하기 위해 LS-DYNA에서 제공하는 재료모델 MAT58을 사용하였다. 강관과 FRP의 접촉조건을 고려하기 위해 Spot weld 옵션을 사용하였다. 실차충돌 실무 업무편람에 따 라 구조적 강도성능, 탑승자 보호성능 및 충돌 후 차량의 거동에 대한 성능평가를 실시하였다. 강재-FRP 합성 방호 울타리는 성능평가를 만족하였다.

The impact simulation of composite safety barriers was carried out for three kinds of stacking section. Stacking section C with the smallest deformation was selected as the optimal section.

The performance of composite safety barriers is evaluated through computer simulation. A composite safety barrier of SB4 grade is modeled. The MAT58 material model provided by LS-DYNA software is used to model composite material. The composite safety barrier satisfies strength and deformation limit values. The barrier also satisfies THIV and PHD limit values of passenger protection performance.

본 논문에서는 복합소재 방호울타리의 6가지 적층 단면에 대한 충돌시뮬레이션을 실시하여 최적 적층 단면을 결정하 였다. 먼저 6가지 단면 형상에 대하여 설문 조사를 통하여 형상을 결정하였다. 결정된 보 단면에 대하여 6가지 적 층설계를 하였다. 적층에는 CSM, DB, DBT, Roving 섬유를 사용하였다. LS-DYNA를 사용하여 수평 및 3:1 경사에 대한 복합소재 보를 모델링하였다. 직육면체 추 및 원통형 추를 사용하여 낙하 충돌 시뮬레이션을 실시하였다. 시뮬레이 션결과를 비교 분석하여 최적 적층 단면을 도출하였다.

본 논문에서는 단면상의 화이버 요소를 사용하여 3차원 강구조물의 점진적인 소성화를 고려하는 실용적인 비선형 비탄성 해석방법을 개발하였다. 부재의 , 등의 기하비선형은 안정함수로 고려하였다. 잔류응력은 단면상에 있는 화이버 요소에 초기응력을 가하여 고려하였다. 각 하중 단계에서 탄성상태인 단면을 계산하여 축강성과 휨강성을 직접 결정함으로서 점진적인 소성화를 고려하였다. 각 화이버 요소의 응력 변화를 계산하여 변형률 반전효과를 고려하였다. 제안된 해석 방법은 3차원 강구조물의 실용적인 해석 및 설계에 유용하게 사용될 것이라 판단한다.

본 논문에서는 동적하중 재하 시 공간 강뼈대 구조물의 비선형 시간이력 해석에 대한 간편하고 효율적인 수치해석 기법을 제시하였다. 뼈대의 강성행렬에 안정함수를 적용함으로서 기하학적 비선형성 즉 및 효과를 고려하였다. 접선계수 개념 및 New Orbison 완전 소성면에 기초한 연화소성힌지를 적용하여 축방항력에 의한 부재의 점진적 항복 및 휨에 의한 부재의 부분 소성화를 고려하였다. 증분형태로 정식화된 뼈대 구조의 동적평형방정식의 해를 수치적으로 구하기 위하여 적분형태의 평균가속도법을 사용하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 검증 예제에 대하여 보요소 모델을 사용한 ABAQUS 및 개발된 프로그램에 의한 해석결과를 비교함으로서 개발된 프로그램의 정밀도와 해석시간에 대한 효율성을 입증하였다.

본 논문은 강사장교의 극한강도를 다루고 있다. 강사장교의 극한강도를 평가하기 위하여 비선형 비탄성 해석 접근법과 분기점 좌굴 고유치해석 접근법인 유효접선탄성계수법을 사용하여 예제를 수행하였다. 이를 위하여 초기형상을 고려한 실용적인 비선형 비탄성 해석기법을 제시하였다. 초기형상 해석 시각 형상해석 단계마다 보-기둥 부재의 부재력 대신 개선된 구조물형상을 고려하였다. 보-기둥 부재의 기하학적 비선형은 안정함수를 사용하여 고려하였고, 재료적 비선형은 CRC 접선계수와 포물선 함수를 사용하여 고려하였다. 또한, 케이블 부재의 기하학적 비선형은 할선탄성계수 값을 사용하여 고려하였다. 본 연구에서 제안한 해석기법으로 예측된 하중-변위 곡선들이 다른 연구에 의한 결과들과 비교 검증 되었으며, 제시된 3차원 강사장교 모델들에 대하여 제안한 해석기법과 비탄성 좌굴해석을 사용하여 극한강도를 비교하였다.

본 논문에서는 횡비틀림좌굴을 고려하는 2차 소성힌지해석법을 이용하여 3차원 강뼈대구조물의 설계기법을 개발하였다. 본 해석은 구조시스템 및 개별부재의 재료적 기하학적 비선형 거동을 고려한다. 더욱이, 종래의 2차 소성힌지해석에서 횡비틀림좌굴효과에 의한 휨강도 감소효과를 고려하지 못한 문제를 해결하였다. 강뼈대구조물의 잔류응력과 휨에 의한 비선형성 및 기하학적 불완전성에 의한 점진적인 소성화효과를 고려하는 효율적인 방법을 기술하였다. 횡비틀림좌굴효과를 고려하기 위하여 비지지장 및 단면 형상으로 구성되는 침강도 감소모델을 사용하였다. 개발된 2차 소성힌지해석법을 LRFD 설계방법과 비교함으로서 검증하였다. 예제해석을 통하여 횡비틀림좌굴효과는 2차 소성힌지해석법에 고려해야 할 중요한 요소임을 알 수 있었다. 본 해석은 실제 설계에 활용할 수 있는 효율적이고 신뢰성 있는 방법이다.

본 논문 에서는 강구조물의 설 계를 위한 가상하중 소 성활절 해석기볍이 연구되 었 다. 구조풀 의 기하학적 인 불완전성 올 가상하중 기법으로 고 려하였다. 본 해 석 기볍을 통하여 구조물 의 거동과 하증 지지 능력 을 직접적인 방법으로 예측할 수 있다. 즉 본 기법 은 강구조 설 계 에서 전통적으로 사용되고 있 는 유효길이 인 지 (K-fac tor) 의 계산 및 각 부재의 강도계산을 필요로 하지 않으므로써 다음 세대의 설 계기볍이라고 할 수 있다. 본 기볍 에 의하여 예측된 강도와 변위는 정확한 해라고 알려진 Plastic-Zone 해석 결 과와 비교 검증하였다， 본 기볍의 해석 및 설계 세 부 지침과 순서 를 제시하였으며， 본 해석기볍 및 AISC-LRFD 방법에 의하여 결 정된 부재크기 를 비교하였다. 본 해석기법은 실 제 설계에 효율 적 으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

2014년 국내에서 발생한 리조트 붕괴사고와 환풍구 붕괴 사고는 대형 인명 피해를 가져왔으며, 이로 인해 구조물 상시 안전점검의 필요성이 더욱 부각되었다. 특히, 강 구조물의 연결부는 파괴에 취약하므로 더욱 철저한 안전 관리가 필요하다. 사용 중 구조물의 안전을 보장하기 위하여 구조물 부재와 연결부의 응력상태를 파악해야 하지만, 기존의 비파괴 검사방법으로는 부재의 사용 중 응력상태를 파악하기 어렵다. 강재의 압입실험으로 강재의 응력상태를 파악할 수 있으며, 나노스케일의 압입실험은 마이크로 단위의 흔적만을 남기므로 비파괴 검사의 방법으로 사용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용접모재(Weld Metal, WM), 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ), 모재(Base Metal, BM)로 구성된 용접 연결부의 미세구조의 구성성분비를 나노압입을 사용하여 측정하는 방법을 제안하였다. 광학현미경을 이용하여 분석된 미세구조 구성성분비와 결과를 비교하였고, 제안된 방법이 유효함을 확인하였다. 향후 연구결과를 바탕으로 구조용강재 용접연결부의 응력상태에 따른 미세구조 특성 변화를 파악할 수 있을 것이고, 용접 연결부의 건전성을 판단하는 진단기술로 확장될 수 있을 것이다.