본 연구에서는 H-Beam 부재에 TRM(Total Reinforced Member)공법의 적용을 통한 부재의 구조성능개선에 대하여 분석하였다. TRM공법은 가교의 성능개선을 위해 적용되는 여러 공법 중 프리스트레스 도입을 통해서 H-Beam 부재의 구조성능을 개선하는 공법이다. 우선 본 연구에서는 해석적인 시뮬레이션을 통해서 TRM공법의 적용 가능성을 확인하였다. 1차적으로 수치 해석을 통해서 프리스트레스 도입을 위한 선행하중을 결정하고, 순수 H-Beam 부재와 L형 강재가 용접된 부재 그리고 TRM공법이 적용된 3가지의 부재에 대한 구조성능 변화를 해석을 통해서 확인하였다. 그리고 해석적인 결과의 검증 및 공법의 현장적용 가능성을 평가하기 위하여 순수 H-Beam 부재와 TRM공법이 적용된 2가지의 부재에 대한 3점 굽힘 시험을 수행하였다. 실험을 통하여 TRM공법이 적용된 부재에서 순수 H-Beam 부재대비 하부 플랜지의 발생응력 및 최대처짐이 각각 20.60%, 16.87% 감소 하는 결과를 확인하였다.

This study suggests the tangent modulus Et associated with partially yielded section of steel member under axially compressed. The provisions for column strength does not provide a information about failure mode of structural system. So, designers can not evaluate that a failure comes from member buckling or material yielding. The material of the axially compressed column under inelastic behavior reaches yielding point before the axial force renders the column bent. If axial members yields not by buckling effect but gradually yielding effect of material, the design code should accept related tangent modulus Et which is based on gradual yielding effect of material. This study provides the new effective tangent modulus Et derived in the case that residual stress is 30 percent and 50 percent of yielding stress respectively. The study considers idealized I section of steel which ignores web and general I section of steel with web respectively and makes conclude that tangent modulus Et with idealized I section of steel is rational.

Seismic design of braced frames that simultaneously considers economic issues and structural performance represents a rather complicated engineering problem, and therefore, a systematic and well-established methodology is needed. This study proposes a multi-objective seismic design method for an inverted V-braced frame with suspended zipper struts that uses the non-dominated sorting genetic algorithm-II(NSGA-II). The structural weight and the maximum inter-story drift ratio as the objective functions are simultaneously minimized to optimize the cost and seismic performance of the structure. To investigate which of strength- and performance-based design criteria for braced frames is the critical design condition, the constraint conditions on the two design methods are simultaneously considered (i.e. the constraint conditions based on the strength and plastic deformation of members). The linear static analysis method and the nonlinear static analysis method are adopted to check the strength- and plastic deformation-based design constraints, respectively. The proposed optimal method are applied to three- and six-story steel frame examples, and the solutions improved for the considered objective functions were found.

현재 국내에서 생산되는 구조용 강재의 강도는 크게 5가지로 구분할 수 있다. 경제적인 구조설계를 하기 위하여 적절한 강도의 선정이 우선적으로 요구되는데 현재는 이와 관련된 기존 자료가 충분치 않은 상태이다. 최근, 국내에서 항복강도가 650MPa인 고강도 강재가 개발되어 구조용 강재의 강도 범위가 더 커졌기 때문에 부재 종류별 강재의 선택에 따른 경제성의 차이도 더 커졌을 것으로 예상된다. 본 논문에서는 경제적인 구조설계에 도움이 되도록, 항복강도 235MPa, 325MPa 및 650MPa 강재를 다양한 구조부재에 적용함으로서, 고강도 강재 적용에 따른 부재 종류별 경제성을 분석하였다.

Strength bar has merits in workability improvement, construction time shortening and connection details to be easy. But, lap splice length tends to be longer. In this study, high strength threaded bar will be reviewed whether it is appropriate in domestic standards by KCI concrete structural criteria and propose the mechanical splice.

The flat type automotive cross members with high strength steel have advantages in light weight and fewer parts compared to the hump type cross members. But the complex part shape of the flat type cross member and the poor formability of high strength steel make it difficult to form the parts without forming defects, such as splits and wrinkles. The purpose of this study is to develop the flat type automotive cross member with high strength steel. For that purpose, drawing processes are evaluated using PAM-STAMPTM and proper draw die and blank designs are proposed. Using the proposed die and blank design, the flat type upper and lower cross member could be formed successfully without forming defects.

내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물은 브레이스가 지진입력에너지를 충분히 흡수함으로써 주요한 구성부재의 치명적인 피해를 현저하게 저감시키는 것이 가능하므로, 이 시스템 도입에 따른 거동특성 파악 및 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물의 설계에 있어서는 구조물에 대한 브레이스의 강성비를 결정하여야 하며, 내진성능이 우수한 구조물을 설계하기 위해서는 강성비에 따른 구조물의 지진응답 특성을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 소성설계에 기초하여 내진 댐퍼 브레이스의 수평 강성비에 따른 강구조물의 초기 부재단면를 설계하고, 지진응답해석을 수행하여 초기 부재단면 설계의 타당성 검토 및 동적거동 특성을 파악한다.

본 논문은 기하학적 비선형과 재료적 비선형을 고려하여 강구조 부재 및 골조의 비선형 해석을 위한 프로그램을 개발하고 강재의 응력도 변형도 관계를 정식화하였다. 본 프로그램의 효율성을 검증하기 위하여 단조 하중을 받는 H형강 보와 각형강관 기둥, 그리고 반복 수평력을 받는 브레이스 강재 라멘에 대한 수치해석을 행하였다. 본 그로그램에 의해 얻어진 결과는 대체적으로 기존의 실험 및 해석결과와 일치하였다.

The purpose of the analysis is the numerical simulation of structures strained to the limit loads. The finite element calculations and experiments with cracked structures have been carried out yielding over limit strains between 10% and 15% by single peak load. Load versus displacement-diagrams and J-diagrams up to the limit load are calculated. By this way the influence of geometric parameters may be assessed in the post yield region. It is proposed to use such calculations to correlate experiments carried out with small specimens to experiments simulating the true dimensions of the design structure.

강재 수문은 일반적으로 상대습도가 높고 부식에 대하여 열악한 환경에 설치되므로 다른 강구조물에 비하여 부식열화가 빠르게 진행될 수 있다. 강재 수문의 경우 수문부재의 설치환경에 따라 발생되는 부식환경의 차이가 나타날 수 있으며 이에 따라 발생되는 부식속도가 변화할 수 있다. 따라서 동일 구조물이라도 국부적 부식환경이 구조물 특성에 따라 변화할 수 있으므로 수문구조의 경우 수문의 구조형태와 이에 따른 수문부재의 설치 높이에 따라 변화할 수 있다. 본 연구에서는 강재 수문의 구조형태에 따른 상대적 부식환경차이를 수문부재의 높이에 따라 평가하기 위하여 실제 강재수문을 대상으로 모니터링 시험체를 부착하여 부식손상 모니터링을 실시하여 그 영향을 분석하였다.

강구조물에서는 노후화, 과대하중, 반복하중 등 다양한 요인으로 인해 손상이 발생하게 될 수 있는데, 이러한 손상의 초기대응이 늦을 경우 대형사고로 이어질 가능성이 있다. 이러한 이유로 손상을 조기에 탐지하기 위하여 여러 비파괴검사가 진행되고 있는데, 현 검사 기법으로는 대형 강구조물에 적용하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 연속체 형태의 구조물 진단에 주로 사용되는 누설자속 기반 비파괴검사 기법을 적용하였다. 누설자속 기반 비파괴검사 기법의 가능성을 확인하기 위해, 강판 시편에 각각 다른 깊이의 인위적인 손상을 가하였다. 이후 제작한 센서헤드를 시편에 접근시켜 누설자속의 크기를 측정하였다. 이로부터 추출된 신호에 신호처리를 하여 강판의 손상을 검출하였다.

본 논문에서는 압분광법을 기반으로 강재에 작용하는 응력을 비파괴/비접촉식으로 측정할 수 있는 새로운 방법은 제안하고, 이에 대한 가능성을 실험적으로 검증하였다. 분광법은 일반적으로 대상물의 화학적 성분을 분석하는데 주로 사용되며, 토목분야에서는 강재의 부식을 판단하는데 일부 사용되고 있다. 압분광법은 대상물이 하중을 받을 때 측정된 스펙트럼이 하중이 없는 상태에서 측정된 스펙트럼으로부터 이동(Shift)되는 현상인, 압분광현상을 기반으로 응력을 측정하는 방법이다. 여기서, 응력-스펙트럼 이동 관계를 선형으로 가정하였을 때, 압분광 계수를 도출할 수 있으며, 이를 통하여 현재상태의 응력을 측정할 수 있다. 해당 기술은 레이저를 기반으로한 비접촉식 응력측정 기술로써, 최근에 철도 구조물에 대한 응력 측정을 시작으로 다양한 토목구조물의 응력측정에 대한 적용이 시도되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 압분광법 기술을 이용하여 강구조물의 응력을 측정할 수 있도록, 용사코팅을 이용하여 알루미나를 구조용 강재표면에 도포하고, 일축압축 하중시험을 수행하여 각 하중단계에서의 스펙트럼 이동(Shift)값을 확인하였다. 이를 통하여, 각 하중값과 스펙트럼 이동값이 선형관계임을 확인하였다. 따라서, 이와 같은 선형적인 관계로 부터, 1차 선형식의 상수값인 압분광 계수를 도출하고, 이를 통하여 강재에 작용하는 응력을 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

The durability of a steel floodgate can have disadvantage to corrosion damage, because it is often come in contact with high humidity condition. In this study, to evaluate the corrosion rate depending on installation environment of a steel floodgate, atmospheric exposure test was performed using corrosion environment measurement sensors and monitoring specimens. From the correlation between the mean corrosion depth and corrosion current, the corrosion rate was estimated depending on the installed environment for the member of a steel floodgate.

본 논문에서는 레이저기반 응력측정을 위한 비접촉식 로드셀을 개발을 위하여, 실내실험을 통하여 기술을 검증하고, 실규모 실험을 통하여 문제점을 파악하였으며, 최종적으로 현장적용에 적합한 응력측정용 비접촉식 로드셀 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여, 중심공 압축 타입의 로드셀 제작에 사용되는 로드셀 몸체 표면에 용사코팅기술을 이용하여 알루미나를 도포하고, 레이저를 기반으로한 압분광법을 이용하여, 비접촉식으로 응력을 계측하였다. 이때, 인가되는 응력과 스펙트럼 이동간의 관계가 선형임을 확인하였다. 해당 기술의 현장 적용성 확인을 위하여, 실규모 프리스트레스 콘크리트 시편을 제작하고, 레이저를 조사하여 인가된 응력을 확인하는 과정에서, 반복적인 상황 하에서 레이저 조사 위치가 동일해야 함을 확인하였다. 이를 보완하기 위하여 프로브를 고정할 수 있는 케이싱이 포함된 로드셀 프로토타입을 제작하였고, 실내일축압축시험을 통하여 압축력과 스펙트럼 이동간의 선형성을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통하여 개발된 비접촉식 로드셀을 이용하여, 압축력을 효과적으로 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

The purpose of this study is to compare the ultrasonic pulse velocity before and after core compression test of steel fiber reinforced concrete using the ultrasonic pulse velocity method. The correlation between the column member ultrasonic pulse velocity before core test, the column member ultrasonic pulse velocity after core test, and the compressive strength of the core specimen were analyzed by fabricating a steel fiber reinforced concrete hollow column member.

In this study the existing degradation model for the coated steel member is reviewed, and a new model is recalculated with the deterioration index, ‘rusting’ and ‘flaking’ only. In the case of durability evaluation with the two indexes only some considerations are suggested by the comparison of the existing and recalculated degradation model.

Corrosion durability of steel member can be related to its installed environmental conditions such as relative humidity, rainfall, atmospheric temperature, and air pollution(SO2, chloride). Also its installed environmental condition may differ depending on the shape of structural member. Therefore, In this study, to evaluate the difference in the corrosion damage according to the installation environment of steel structural members, outdoor exposure test was carried out from attaching unpainted monitoring plate and atmospheric corrosion monitoring sensor for actual steel bridge with various structural detail.

이 연구는 CRC기둥강도곡선의 비탄성영역에 대한 해석적 고찰이다. CRC기둥강도곡선의 비탄성영역은 최대 잔류응력 크기 0.5σy 와 Bleich이론을 기초로 하고 있다. 이는 실제로 알려진 최대 압축 잔류응력의 크기가 0.3σy 인 경우 보다 다소 보수적이다. 본 연구는 열압연강재의 최대 압축 잔류응력의 크기를 0.3σy 으로 고려하여 그에 따른 기둥강도곡선과 접선탄성계수 Et를 제안하고 이를 CRC에서 제안하고 있는 값들과 각각 비교 고찰한다. 축 압축력을 받는 비탄성 기둥의 응력은 기둥에 작용하는 하중이 좌굴을 일으키기 전에 재료의 비례한도를 넘어 항복점에 도달할 것이다. 따라서 점차적인 단면의 항복 상태에 따른 기둥강도곡선을 검토할 필요가 있다. 본 연구는 최대 압축 잔류응력 σr = 0.5σy 을 사용하여 재료의 항복에 따른 임계하중 곡선식을 유도하고 이를 CRC기둥강도곡선과 비교 고찰한다.

Airborne chlorides, sulfur dioxide and humidity are the most important causes and acceleration factors of corrosion of the steel member. In this study, such acceleration factors are quantified by analysis of reference data about velocity on corrosion for the determination of durability grade of steel member.

The review of the existing facilities inspection guideline reveals that the dam and river facilities are evaluated mainly by visual and safety inspection. For the efficient maintenance it is necessary to inspect the steel member of the dam and river facilities using the performance-based evaluation method throughout quantitative measurement. In this study durability evaluation index of steel member and evaluation method for the facilities is presented.