교량의 내하력을 확인하기 위해서는 외관상태 점검 및 차량재하시험, 유한요소해석 수행이 필요하 다. 규모가 작은 교량은 시간 혹은 비용적인 문제로 인해, 상기 과업을 수행하여 내하력을 확인하기가 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 플랫폼을 통해 교량의 정보를 등록하여 데이터의 분석에 의해 추정 내하성능을 제공하기 위한 연구를 수행하였다. 추정 내하성능 결과는 점검진단 보고서 상의 안전성 평 가 데이터를 수집하여 통계 분석에 의한 결과를 제공한다.

The design shear strength equations of RC shear walls have been developed based on their performance under in-plane (IP) loads, thereby failing to account for the potential performance degradation of shear strength when subjected to simultaneous out-of-plane (OOP) loading. Most of the previous experimental studies on RC walls have been conducted in one direction under quasi-static conditions, and due to the difficulty in experimental planning, there is a lack of research on cyclic loading and results under multi-axial loading conditions. During an earthquake, shear walls may yield earlier than their design strength or fail unexpectedly when subjected to multi-directional forces, deviating from their intended failure mode. In this paper, nonlinear analysis in finite element models was performed based on the results of cyclic loading experiments on reinforced concrete shear walls of auxiliary buildings. To investigate the reduction trend in IP shear capacity concerning the OOP load ratio, parametric analysis was conducted using the shear wall FEM. The analysis results showed that as the magnitude of the OOP load increased, the IP strength decreased, with a more significant effect observed as the size of the opening increased. Thus, the necessity to incorporate this strength reduction as a factor for the OOP load effect in the wall design strength equation should be discussed by performing various parametric studies.

본 논문에서는 시간 의존적 거동을 고려하기 위한 크리프 거동 해석과 비탄성 해석법을 통해 기존의 설계기준 보다 정확하고 전 시 간 단계에서의 CFT 기둥의 해석을 가능하게 하는 수치 해석 모델을 제안하고, 기존의 CFT 기둥에 수행된 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 본 논문에서 제안된 수치 해석 모델의 결과가 기존의 설계 기준의 결과보다 정확한 추세를 나타낸다는 것을 파악 할 수 있었다. 검증 이후 세장비에 따른 수치 해석을 수행하여 전반적인 CFT 기둥 부재의 단기 및 장기 지속 하중 거동에 대한 극한 하중의 정도를 확인하였다.

Load carrying capacity(LCC) can be reduced from its design value as a result of film thickness change when a journal is misaligned and some part of bearing is unintentionally translated. In this study, the numerical solution of the incompressible Reynolds equation was obtained by using the finite difference method and mass conservation algorithm (JFO boundary condition) with periodic pressure distribution in circumferential direction to analyze the change of LCC due to journal misalignment and step change of film thickness in axial direction for a journal bearing of vertical pumps. Smallest LCC in each eccentricity ratio is obtained as two angular positions are changed – an angular position where misalignment occurs, and another angular position where the axial step takes place while the degree of misalignment is fixed at 90%. Compared with the reaction force of plain journal bearing, the LCC reduced as much as 26.7% due to geometric effects of journal bearing at the eccentricity ratio of 0.9, while the step height is no higher than 0.1 times of bearing clearance.

본 논문은 CFRP 쉬트로 휨 보강된 철근콘크리트 보에서 보강재의 탈락이 구조물에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험적 그리고 해석적 연구결과를 보고한다. 실험적 연구로 CFRP 시트의 비부착 수준 및 위치를 실험변수로 고려한 실험체들에 대한 휨파괴 실험이 수행되었다. 중앙부에 비부착구간을 갖는 실험체의 경우 비부착구간의 증가에도 불구하고 최대하중 및 강성의 변화는 크게 감소하지 않았다. 단부에 비부착 구간을 갖는 실험체의 경우 비부착 구간이 증가할수록 최대하중 및 강성이 크게 감소하였다. 이것은 보강재의 작은 보강길이로 인한 정착력의 부족으로 인해 철근의 항복 이후 보강재가 조기 박리되었기 때문으로 판단된다. 본 연구의 결과와 기존 제안된 부착강도 모델을 이용한 예측 결과의 비교를 통해 기존 부착강도 모델들은 단부 비부착 실험체들보다 중앙 비부착 실험체들의 내하력을 더 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

잭업 드릴링 리그 (Jack-up drilling rigs)는 해양자원개발 분야 중 석유 및 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 대표적인 해양구조 물이다. 이러한 잭업 구조물은 대체로 얕은 수심에서 사용하도록 설계되었지만 에너지 산업의 추세로 대수심 및 가혹한 환경 조건에서도 사용이 가능한 설계가 요구되고 있다. 이러한 잭업구조물의 운영환경 확장에 따라서 과도한 설계를 최소화하고 신뢰성 반영된 설계법이 요구되었다. 기존의 해양구조물 산업에서 잭업 구조물의 설계법은 사용(혹은 허용)응력 설계 (WSD: Working (or Allowable) Stress Design) 방법을 사용하여 설계가 되고 있었다. 이러한 설치환경변화에 따라서 충분한 신뢰성을 확보가 가능한 하중 및 저항계수 (LRFD: Load and Resistance Factored Design) 방법을 최근 개발되었고 규정화가 되었다. LRFD 방법은 통계적 기반으로 한 한계상태설계 개념으로 잭업구조 물의 구성구조부재의 하중과 전산수치해석을 이용한 강도의 불확성을 하중 및 저항 계수로 표현하는 설계법이다. 개발된 LRFD 방법은 실제 잭업구조물 설계의 적합성 판단을 위하여 기존의 WSD 방법과의 정량적인 비교 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 WSD와 LRFD 방법으로 이용하여 실 잭업 구조물의 레그 구조를 대상으로 상용유한요소해석코드를 이용하여 정량적인 UC (Unity Check) 값을 기반으로 비교 분석하였다. 분석된 결과로 다양한 환경하중조건 하에서 LRFD 방법을 사용하여 잭업구조물의 레그(Leg) 설계에서 상 당히 합리적인 UC 값을 가지고 기존 대표적인 WSD기법 중에 하나인 API-RP 코드 대비 약 31 % 차이가 분석되었다. 따라서 LRFD 설계 방법이 WSD 방법에 비해 구조 최적화 및 합리적인 설계에 더 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

Corrosion is one of the most typical aging phenomena associated with long-term use of steel structures. Corrosion of high-tension bolted connections causes problems such as reduction of thickness of member and relaxation of axial force of high-tension bolt, thereby reducing load-carrying capacity of high-tension bolted connections. In this study, three specimens were subjected to natural corrosion in order to evaluate the residual load-carrying capacity of high-tension bolted connections where corrosion occurred. Two specimens were newly fabricated for comparison with the corroded specimens. In addition, the static bending test was performed to compare and investigate the behavior characteristics of the high-tension bolted connections and the final failure modes. The residual load-carrying capacity of the corroded high-tension bolted connections was evaluated.

최근 콘크리트 궤도 슬래브 하면과 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 형성하는 궤도 시스템인 슬라이딩 궤도와 관 련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 슬라이딩 궤도에서 열차 주행에 따른 횡방향 하중을 저항하기 위해 설치 되는 횡방향 지지 콘크리트 블록의 전단 내하력에 대한 연구를 수행하였다. 횡방향 지지 콘크리트 블록의 전단 내하력 산정 을 위해 타설경계면에서의 콘크리트 마찰 및 철근의 다월 거동을 고려한 산정 기법을 개발하다. 제안된 산정 기법은 기존의 실험에서 측정된 전단 내하력을 13∼23% 정도 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이는 균열면 골재 맞물림 효과를 무 시한 것에 따른 것으로, 현장에서의 타설경계면 상태가 불확실한 것을 고려할 때 횡방향 지지 콘크리트 블록에 대한 안전측 설계를 위해 제안된 산정 기법이 합리적인 것으로 판단된다. 제안된 전단 내하력 산정 기법을 토대로 횡방향 지지 콘크리트 블록에 대한 설계 방안을 마련하였다

최근 국내에서는 원자력발전소의 모듈화 공법에 적용하기 위하여 SC(steel plate concrete) 구조를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 이 연구에서는 전단보강이 없는 비보강 SC 전단벽의 횡방향 내진성능 및 강성특성에 대하여 분석하기 위하여 전단벽 모형시편을 제작하고, 이를 대상으로 정적가력실험을 수행하였다. 실험 결과를 이용하여, 이 논문에서는 비보강 SC 구조의 횡력에 대한 파괴모드의 유형을 분석하고, 단면강도와 부재의 강성 특성을 검토하였다. 그리고 SC 구조용 설계기준에서 제시하는 단면의 강도 계산식과실험결과를 비교하였다. 연구결과, 비보강 SC 전단벽의 파괴 형태의 하나는 콘크리트와 강판의 부착 상실로 인한 휨전단파괴라는 사실을발견하였다. SC 구조 전단벽의 벽체 길이방향 거동은 파괴 시까지 벽체 외측의 강판이 내부 콘크리트를 구속하는 효과를 기대할 수 있으므로 연성능력이 향상되는 것이 확인되었다

본 논문에서는 1편에서 얻어진 온도분포와 박리시간이력을 이용하여 지하박스구조물의 열응력을 산정하고 이에 기반한 열모멘트를 산청하였다. 또한 이때의 온도분포를 바탕으로 구조물의 열적비선형성을 고려한 극한모멘트를 산정하여 구조물의 내하력을 산정하였다. 그 결과 상부슬래브의 부모멘트 구간은 단면의 온도경사에 의해서 발생하는 열모멘트에 의해 지배받는 것으로 나타났다. 반면 정모멘트 구간은 박리에 의해 화염에 노출된 철근의 항복응력에 의해 지배받는 것으로 나타났다.

Almost the steel bridges are manufactured and constructed by using weld process. The welding is necessary for connecting the flange, web and stiffener of steel bridges. However, residual stress and welding deformation producted by welding is a causes of decreasing the load carrying capacity of steel bridges. therefore, it is need to consider the initial stresses by welding when design the steel bridge. However, the influence of initial stress producted by welding on load carrying capacity of steel bridges is not elucidated. In this paper, the initial stress state on the flange, web and stiffener of steel bridges are clarified by carrying out 3-dimensional non-steady heat conduction analysis and 3-dimensional thermal elastic-plastic analysis. The influence of initial stress by welding on load carrying capacity of steel bridges is clarified by carrying out 3-dimensional elastic-plastic finite element analysis using finite deformation theory.

이 연구는 지진 시 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성능력을 해석적으로 파악하는데 그 목적이 있다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열 콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근 모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열 모델로서의 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면 요소를 도입하였다. 또한, 축방향철근의 유무 및 그 양 등에 따른 구속효과를 적절히 표현할 수 있는 해석 모델을 개발하였다. 본 연구에서는 철근콘크리트 교각의 비탄성 거동 및 연성 능력의 파악을 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

선형탄성이론을 기초로 한 구조해석의 경우 사용하중상태에서의 변형과 응력은 만족할 만한 결과를 나타내지만, 항복후의 처짐과 파괴시의 극한하중 산정의 정확한 해석이 불가능하다. 평판의 극한해석시, 상한계 이론을 바탕으로 한 항복선 이론이 널리 사용되고 있으나 이론적으로 평판의 강도를 과대평가하게 된다. 그러므로, 임의의 하중조건과 경계조건에 대한 비선형 거동과 극한내하력을 산정할 수 있는 해석기법이 필요하다. 평판의 정확한 극한하중을 위해 p-Version 유한요소법을 제안하며, p-Version의 해석치를 범용 구조해석 프로그램인 ADINA의 결과와 문헌의 이론치와 비교하였다.

본 논문은 교통하중에 대한 강사장교의 체계신뢰성에 기초한 체계적이며 실용적인 내하력평가 및 여용성평가 모형을 제안하였다. 고량 주형과 주탑의 조합상관 한계상태에 기초한 내하력평가를 위하여 개선된 조합상관식에 기초한 LRFR(Load and Resistance Factor Rating) 방법과 신뢰성에 기초한 시스템수준의 평가를 위해서 목표체계신뢰성지수의 항으로 표현되는 등가시스템저항강도에 의한 접근방법을 제안하였다. 또한 시스템의 여용성을 정의하기 위해서 체계신뢰성해석의 결과와 내하력평가 결과를 이용한 실제적인 시스템여용성 평가방법을 적용하였다. 제안한 체계신뢰성에 기초한 평가방법은 기존의 요소신뢰성 방법에 비해 구조물의 여용성을 충분히 반영하는 상당히 합리적이며 실제적인 결과를 보여주는 실용적인 방법으로 판단된다.

국내 보도육교의 경우, 단순한 구조형식과 공장제작에 의한 현장조립의 신속한 시공 및 유지관리상의 장점들로 인하여 표준화된 강상형 보고육교가 교통혼잡이 심한 도심지와 각종 국도상에 다수 건설되어 왔지만, 이중 상당수의 육교가 공용년수 증가와 더불어 열화손상되어 안전도 및 사용성이 매우 불량한 상태에 있다. 본 논문에서는 열화손상된 기존의 강상형 보도육교의 실제적인 안전도 및 잔존내하력을 평가하기 위하여 선진각국에서는 이미 일반화되고 있는 von Mises'조합응력항복기준에 기반을 둔 한계상태설계법에 기초하여 각 구조부위의 항복 및 좌굴에 대한 각각의 비선형 한계상태모형을 제안하고 이를 실구조물에 적용해서 안전도평가 및 신뢰성평가를 수행하여 제안된 모형의 타당성을 고찰하였다. 뿐만아니라 노후된 기존 강상형 보도육교에 대한 현장재하시험 방법과 이들 시험결과를 이용한 실용적이고 합리적인 잔존내하력 평가방법을 제안하고 각국 시방서별/설계방법별로 비교, 고찰하였다.

진동수 기반 내하력 평가모델을 실교량에 접목시켜 실시간으로 그 결과를 추정하기 위해 모니터링 및 평가 시스템 프레임 웍을 제시하고자한다. 실시간 내하력 평가 시스템은 무선 IOT가속도계를 부착하여 유효 상시진동데이터를 원격으로 획득하고 이를 통해 진동수 및 점성비를 분석하여 모델에서 요구하는 성능계수를 결정하고 이 결과들을 종합하여 이전 내하력 결과 대비 현재의 내하력을 추정하는 방법이다.

이 연구에서는 정적 변위를 사용하는 유전자 알고리즘을 이용한 교량의 유한요소해석모델 개선 기법을 제안하며, PSC 거더교를 대상으로 한 실증시험 데이터를 이용하여 제안된 방법을 검증하였다. 실증 재하시험으로 정적재하시험과 의사정적재하시험을 수행하였으며, 각 재하시험의 계측 데이터를 이용하여 대상교량의 유한요소해석모델 개선을 진행하였다. 최종적으로 의사정적재하시험의 계측 데이터를 통해 개선된 모델을 이용하여 공용 내하력평가를 수행하였다. 내하력평가에는 현 도로교설계기준과 구 도로교설계기준, AASHTO LRFD의 설계 활하중을 이용하였으며, 각 설계기준 별 내하력평가 결과를 비교하였다.

This experimental study analyzed the reduction of the load capacity of the system support according to the uninstall bracing members by loading the ultimate load to the 3 - story system support assembly with the presence of bracing members as the key parameter. The load capacity of the 3-story specimen without bracing members is 38.4% of that of the 3-story specimen with bracing members. It is necessary to accurately reflect the installation plan of the bracing members and examine the structural safety of the system support assembly, not a single member, because there is a significant decrease in the load capacity of the system support assembly according to the uninstall of the bracing members.

국제해사기구(IMO)에서는 해양 환경보호를 위해 황산화물(SOX), 질소산화물(NOX), 이산화탄소(CO2) 등의 선박 배기가스 배출 규제를 강화하고 있으며, 특히 미국, 유럽을 중심으로 배출가스통제구역(Emission Control Area, ECA)을 설정하여 운용하고 있다. 이러한 환경 규제의 대응방법으로서 친환경·고효율 선박에 대한 요구가 커지면서 배출가스를 줄일 수 있는 전기추진시스템 관련 연구 및 기술에 대한 관심이 늘어나고 있다. 컨테이너선과 같은 상선은 경제속도 운항의 이유로 전기추진시스템의 적용대상에서 벗어나 있었으나, 앞으로 배기가스 배출 규제가 강화되고 4차 산업혁명 기술로 대표되는 빅데이터, IoT 기술을 적용한 자동화 시스템이 선박에 적용되기 위해서는 모니터링 및 제어가 쉬운 전기추진시스템이 필요할 것으로 전망된다. 따라서 본 논문에서는 6,800TEU 컨테이너 선박을 대상으로 전기추진시스템을 적용하기 위해서 기존 컨테이너 선박의 부하분석을 통해 부하분석 기반의 발전기 및 배터리 용량 설계를 목표로 연구를 진행하였다. 부하분석기반으로 설계된 시스템은 배터리를 이용한 부하분배제어를 통해 발전기가 높은 효율구간에서 운용할 수 있다는 장점이 있다.

교량 시설물은 사회적으로 중요한 기반 시설물로서 공용기간 동안 안전한 관리가 중요하다. 도로교량의 많은 비율을 차지하고 있는 강박스거더교량의 경우 허용응력설계법으로 설계되고 내하력이 평가되어 왔으나, 최근 한계상태설계법으로 설계기준이 변경되었음에도 불구하고 내하력 평가에서는 아직까지 허용응력법을 대부분 사용하고 있는 실정이다. 이에 이 연구에서는 2 가지 설계 방법을 이용하여 다수의 교량에 대한 내하율 평가 결과를 비교하고, 기존의 허용응력법에 의한 내하력을 한계상태법에 의한 내하력으로 환산하는 방법을 모색하고자 하였다. 이 결과는 추후 교량을 관리함에 있어 보강 필요성 판단 및 한계상태법에 의한 내하력 평가에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.