동하중을 받는 낮은 원호아치의 좌굴거동을 지지조건을 달리하여 해석하여 거동상의 차이를 비교, 분석하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며, 동적운동방정식의 해를 구하기 위해 유한요소법을 사용하였다. 동적운동방정식의 시간적분은 Newmark해법을 채택하였고, 각 시간단계에서의 비선형거동에 따른 반복계산은 Newton-Raphson방식을 이용하였다. 아치의 좌굴거동해석에는 Humphreys 등이 사용한 좌굴기준 및 무차원 매개변수를 이용하였다. 단, Humphreys 등과는 달리 비대칭구조물의 좌굴판단시에도 적용할 수 있도록 수평변위를 반영한 처짐비식을 제안하였고, 이를 프로그램화하여 모형해석에 적용하였다. 모형해석을 통하여 낮은 아치의 지지조건에 따른 좌굴해석을 수행하여 양단힌지아치가 양단고정아치보다 좌굴전.후 큰 처짐비를 보여 좌굴강성면에서 상대적으로 불리한 구조라고 판단된다. 그 밖에 같은 형상매개변수를 갖는 아치는 지지조건에 관계없이 같은 하중매개변수를 재하할 경우, 같은 시간매개변수에서 처짐비를 기준으로 같은 거동을 함을 알았다. 따라서 좌굴현상도 같은 하중매개변수에서 나타남을 확인하였다.

본 연구는 지진격리장치의 일종인 마찰 단진자 시스템(FPS)의 교량에의 적용에 관한 연구이다. FPS에 의하여 지진 격리된 교량과 지진 격리되지 않은 교량의 지진하중 작용시의 응답을 비교하기 위하여 축소모델 교량을 이용한 진동대 실험을 수행하였다. 연구결과, 본 장치를 설치한 경우 지진하중에 대한 지지능력이 향상하는 것으로 나타났다. 또한, 활동면 곡류반경에 의해 조절이 가능한 F.P.S 베어링의 강성은 입력된 kwlsfur의 강도와는 무관하며, 활동면의 마찰계수에 따라 속도가 변화하여 약진시에는 활동면에서의 속도가 작으므로 강진시와 비교하여 지진하중에 의하여 발생하는 마찰력도 감소하게 되었다. 한편 F.P.S 베어링의 마찰특성은 반복된 실험에서도 변화하지 않았고, 영구변형은 약적으로도 작았을 뿐만 아니라 누적되지도 않았다.

본 논문은 형상의 비선형성을 고려한 큰 동하중을 받는 낮은 원호아치의 동적해석에 관한 연구이다. 따라서 낮은 원호아치를 대상으로 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하는데 주안점을 둔다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 비선형 동적 운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 만재 방사형 등분포하중을 받는 원호아치를 해석하고, 그 결과를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 또한 여러가지의 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 모형해석을 통해서 큰 동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알 수 있다.

본 논문은 에너지 분산장치의 일종인 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 거동에 관한 연구이다. 평상온도에서 뿐만아니라 높은 주변온도 하에서도 점탄성 감쇠기를 설치한 건물은 이를 설치하지 않은 건물에 비해서 구조응답이 현저히 감소함을 나타낸다. 감쇠기에 대한 실험에서 얻은 결과를 회귀분석하여 감쇠기의 동적특성을 산정할 수 있는 실험식을 유도한다. 감쇠기를 설치한 건물의 구조감쇠는 모드 변형에너지법과 유도된 실험식을 이용하여 성공적으로 예측할 수 있다. 또한, 점탄성 감쇠된 건물의 지진하중에 의한 동적 구조응답을 예측하기 위하여 수치모형해석을 수행한다. 수치모형해석의 결과는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타나 일반적인 모드해석방법에 의해 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 동적거동을 정확하게 예측할 수 있음을 보여준다. 이러한 결과를 토대로, 점탄성 감쇠기를 설치한 건물에 대한 설계방법을 제시한다. 이 설계방법은 일반적인 건물의 설계에 감쇠비라는 설계요소를 추가함으로서 가능해진다.

경부 고속철 40 m 단경간 PSC 교량을 대상으로 38 자유도 KTX 동력차를 주행속도 500 km/h까지 12 단계 불규칙 궤도형상과 상호 작용력을 고려하여 해석하였다. 차량의 윤축하중과 중심회전각을 평가하기 위하여 170 m 일반도상을 교량과 조합하여 횡압과 탈선계수 그리 고 윤중감소율을 허용기준과 비교하였다. 단순교와 연속교의 교량받침 최대 변위와 누적이동거리를 주행속도별로 해석하였다. PTFE 마찰판 과 DP-mate의 EN-1337-2 기준의 장기마찰시험을 수행하였다. 수행된 장기마찰시험은 차세대 고속철의 증가되는 주행속도를 고려하여 개선 방안을 제안하였다.

고속철 PSC 교량받침의 장기 마찰시험은 EN1337-2와 CUAP03.01/78기준을 기반으로 동일한 수직압력에 대한 온도변수별 누적 마찰거리 25,000 m 장기마찰시험을 수행하였다. 기존의 PTFE판은 우수한 마찰계수 결과에도 불구하고 10,000 m에서 손상되어 한계 내구성능을 나타 내었고, 반면에 DP-Mate판은 일부 온도구간에서 한계 마찰계수를 상회하였으나 성공적으로 장 기마찰시험을 만족시켰다. 개발된 마찰시험장치를 이용하여 온도변화(-35℃~70℃)내 저속(0.4 mm/s)시험 12 Cycle과 상온 고속(15 mm/s)시험 11 Cycle 을 32 일간 수행하였다.

유지관리를 고려하여 도시철도 자갈도상을 콘크리트 도상으로 교체함에 따라 증가되는 소음진동을 저감하는 방안으로 흡음판을 기존 운행 중인 터널 내부에 부착하는 방안이 다양하게 시도되고 잇다. 기존의 설계에 반영되어 있지 않은 새로운 유지관리, 안전, 화재 등 여러가지 간섭현상이 주요 문제점으로 부각되었다. 국내외 설계기준과 시도된 방안들의 문제점과 시공 및 유지관리를 고려한 요구조건을 비교 검토하여 현실성있는 설치방안을 제한하고자 한다.

고속철 PSC 교량 마찰받침의 내구성 평가를 위하여 해당국내 기준의 미비로 DIN EN 1337-2 과 CUAP 기준을 적용하여 마찰판의 5000 m 이동거리에 대한 마찰 시험을 수행하였다. 적용온도와 이동속도에 따라 마찰계수를 계측하고 기준에서 요구된 상한 한계와 비교하여 고속 주행으로 발생하는 증가된 이동거리에 대한 적합한 내구성 평가기준과 실험방법을 개발하고자한다.

Dynamic analysis of PSC box bridge bearings for high-speed KTX train vehicles has been carried out to evaluate a running safety of train. Improved numerical models of bridge/vehicle and interaction between bridge and train are adopted, where bending and torsional modes are considered. Dynamic/static sliding distances of the bearings according to the KTX running speed are proved as a major parameter rather than the AASHTO and EN1337-2 focused on the distance by temperature variations.

경부고속철 PSC 박스 교량의 주행안정성 평가방법을 개발하기 위하여 동적 수치해석을 수행하였다. 교량과 차량의 상호작용력을 고려한 수치 모형을 적용하였다. 3차원 유한요소 뼈대요소를 적용한 교량과 38자유도로 상세하게 모형화된 차량은 공용 중인 KTX의 물성 사양을 적용하였다. 주행속도 500 km/h까지 10 km/h 일정 증가분으로 수치해석하여 차량의 각 방향의 회전각을 교량/일반 도상에서 해석하고 비교하였다. 비교된 회전각비는 기존의 주행안정성 설계기준에 보완될 수 있는 평가방법으로 판단된다.

To evaluate the traffic safety of PSC box bridge for high running speed up to 500km/h of KTX, a dynamic analysis of displacement spectrum on the bearings of bridge is needed concurrently with existing design specifications. Longitude/transverse directions of displacement spectrum are considered to analyze the dynamic structural behaviors of PSC bridges as well as harmonic running movements of KTX due to three mass; a cargo body, front/rear bogies and four wheel axises connected with two suspensions. KTX power train is modeled by 38 degree-of -freedom ; 6 degree-of-freedom for body and bogies, and 5 degree-of-freedom for wheel axises. The rotation spectrum of KTX resulted in the analysis will be focused on the design specification of KTX running on the bridge, for increasing its speed as a new evaluation standards of traffic safety.

To evaluate the traffic safety of PSC box bridge for high running speed up to 450km/h of KTX, a dynamic analysis of rotation spectrum on the centre of vehicle is needed concurrently with existing design specifications. All directions of rotation spectrum are considered to analyze the dynamic structural behaviors of PSC bridges as well as harmonic running movements of KTX due to three mass; a cargo body, front/rear bogies and four wheel axises connected with two suspensions. KTX power train is modeled by 38 degree-of -freedom ; 6 degree-of-freedom for body and bogies, and 5 degree-of-freedom for wheel axises. The rotation spectrum of KTX resulted in the analysis will be focused on the design specification of KTX running on the bridge, for increasing its speed as a new evaluation standards of traffic safety

To evaluate the traffic safety of PSC box bridge for increasing speed 450km/h of KTX, a dynamic analysis of KTX wheel force spectrum is needed concurrently with existing design requirements. The wheel force spectrum are considered the dynamic PSC box bridge behaviors as well as KTX running movements with advanced numerical model. KTX power train is modeled one body, two bogies and four wheel axis as 38 degree of freedoms. The difference of each wheel forces are evaluated for running speed on the bridge upto the increasing target speed to propose new evaluation standards of traffic safety.

본 연구에서는 미국 뉴욕주 로체스터시 소재 강합성 데크 트러스 보도교를 대상으로 사용성을 평가하기 위한 상시진동 실험(ambient vibration test)을 수행하였고 이를 해석적 방법에 의한 결과와 비교하였다. 교량전체에 대한 상시진동실험은 수치모델 작성 시 도입되는 여러 가정들에 대한 타당성을 평가하는데 있어서 유용한 방법이며, 교량의 고유진동수나 모드형상과 같이 구조 동력학에서 중요한 구조적인 변수를 결정하는데 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 교량의 수직방향 및 수평방향 진동 특성과 변위를 측정하기 위하여 실제 교량에서 보행자에 의해 발생하는 진동을 입력하중으로 사용하였다. 교량 구조물에 대한 모델링을 위하여 3차원 유한 요소법을 사용하여 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 현장실험 결과와의 유효성을 입증하였다.

고속철 교량의 동적응답을 보다 정밀하게 해석하기 위한 동적해석방법을 개발하였다. 차후 증가될 초고속(450km/h)을 포함하여 고속 주행하는 KTX 동력차에 의한 교량의 동적거동을 면밀한 속도변수분석과 정밀한 해석을 위한 고속철, 교량 그리고 궤도구조물의 상호작용을 포함한 수치모델을 구성하였다. 네 가지 40~25미터 단순지간의 PSC 박스교를 3차원 유한 프레임요소 모델로 개발하였다. 스펙트럼밀도함수로 산출된 궤도불규칙값과 궤도간 상이한 거리차이를 수치모델화 하였다. 고속철차량은(KTX) 38자유도로 구성하였다. 38자유도 모델은 3방향 변위와 상응하는 회전각을 고려하였다. 동적증폭계수는 다양한 불규칙 궤도, 켐버, 주행속도, 자갈도상과 같은 주행조건에 의해 결정된다. 이와 같은 동적증폭계수를 해석하기위한 Newmark-β 기법과 Runge-Kutta기법을 적용하여 고속철 속도별과 경간별로 면밀하게 비교 분석하였다.

개구부의 여러가지 형상을 고려한 축하중에 대한 철근 콘크리트 벽체의 극한 강도를 연구하기 위하여 12개의 1/3축소벽체 실험을 수행하고 분석하였다. 벽체실험은 기존의 설계식을 수정하기위하여 구성되었다. 유효좌굴길이가 고려된 실험결과를 이용하여 새로운 실험식이 산출되었다. 이 새로운 설계식은 기존의 실험설계식과 비교하여 제안한다.

전단벽식 구조물의 내진설계 시 강막가정을 적용한 모델의 횡변위 응답은 실제 거동과 무시할 수 없는 차이를 발생함으로 휨강성을 포함한 바닥판의 모형화 여부가 구조물의 거동에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 연구가 요구된다. 전형적인 15층 판상형 전단벽식 아파트를 예제구조물로 선정하여 MIDAS-ADS2008 프로그램을 이용하여 강막가정을 적용한 RD모델, 바닥판을 모형화하여 면외 강성을 고려한 DB모델 그리고 면내외 강성을 고려한 SRC모델을 대상으로 해석하였다. KBC2005 기준을 이용하여 등가정적해석과 응답스팩트럼 해석에 의한 지진하중에 대한 3개의 모델의 응답을 비교분석하였다. 바닥판의 강성비를 10%, 30% 및 50% 삼단계로 적용하여 각 단계별 비교 값으로 각 모델의 횡적거동의 차이를 분석하였다.