• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.136-145
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• 2013

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진 설계가 반영되지 않은 기둥은 취성적인 파괴로 구조물 전체붕괴를 유발하기 때문에 내진보강이 적용 되어야한다. 과거에는 단면증설법, 강판보강법등이 주로 적용되었고 최근에는 복합재료의 장점을 이용한 섬유보강법이 선호되고 있다. 그러나 이러한 보강법들은 구조물의 물리적 손상을 유발하며, 작업공간과 시간소비가 크다는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존 보강법의 단점을 보강하여 복합재료 (Fiber reinforced polymer)와 Aluminum 체결부 이용한 FRP 내진보강재를 개발하였다. 비선형 유한요소 해석프로그램을 통해 개발된 FRP 내진보강재의 최적 보강량을 결정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.24-33
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• 2017

국내 도시철도 지하역사는 주로 개착식 공법으로 건설되었으며, 1970~80년대에 건설된 지하역사는 내진설계가 반영되지 않았다. 한반도 뿐 만 아니라, 전 세계적으로 지진 발생빈도는 증가하고 있는 추세이며, 내진설계가 적용되지 않은 기존 지하역사에 지진이 발생될 경우 막대한 인명 및 재산피해가 우려된다. 본 연구에서는 내진보강이 된 지하역사의 지반-구조물 상호작용과 보강효과를 검토하기 위해, Kobe 지진파 및 Northridge 지진파를 1/60축소모형에 적용하여 원심모형실험을 수행하였다. 내진보강은 주 부재인 기둥, 측벽, 슬래브의 강성을 증가시켜 내진보강 전후를 비교 검토하였다. 현장 조건에 따른 모형 지반을 모사하기 위해 공진주시험을 통해 실제 깊이 및 밀도에 따른 전단파 속도의 변화를 모사하였다. 지반과 구조물은 비교적으로 유사한 거동을 하였으며, 지표면으로 가까워질수록 상대변위가 증가하였다. 또한, 내진 보강전후의 지하역사 구조물의 슬래브에 비해 기둥과 측벽에서 상대변위와 모멘트 구조 거동을 통해 내진 보강 효과를 확인할 수 있었으며, 단주기인 Northridge지진파에 비해 Kobe지진파에서 구조물의 변형이 크게 발생하는 것을 통해 지진파는 주요 설계인자임을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제21권1호
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• pp.20-26
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• 2017

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.87-98
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• 2009

지진작용에 의한 교각의 파괴유형을 관찰한 결과와 교각의 내진성능실험 결과로서, 소성힌지구역의 철근상세가 교각의 내진성능에 가장 큰 영향을 미친다는 것이 잘 알려져 있다. 소성힌지구역의 철근상세 중에서는 축방향철근의 겹침이음 여부가 횡방향철근의 상세보다 더 큰 영향을 준다. 소성힌지구역에 축방향철근이 겹침이음 되어 있는 경우에는 지진이 발생할 때 축방향철근에 미끌어짐(슬립)현상이 발생하여 연성능력을 발휘할 수 없으므로 충분한 내진성능을 발휘하기 어렵다. 그러나 내진설계기준이 도입되기 이전에 설계되어 시공된 교각의 상당수는 시공 상의 편의성으로 교각 하단에 축방향철근이 겹침이음된 상태로 시공되었다. 따라서 축방향철근이 겹침이음된 비내진 교각에 대한 내진성능 평가와 보강에 대한 연구가 많이 수행된 바 있다. 그러나 비내진 교각에 대한 연구는 원형 단면 기둥과 사각형 단면 기둥에 대한 것이 대부분으로, 벽식 교각의 내진성능과 보강방법에 대한 연구는 거의 수행된 바 없다. 본 논문에서는 축방향철근이 겹침이음된 벽식 교각의 거동특성을 실험적으로 파악하고 겹침이음부의 보강개념을 제안하였다. 축방향철근의 겹침이음과 띠철근의 간격을 변수로 한 벽식 교각의 약축 방향 준정적 실험 결과, 변위연성도의 평가에 사용되는 기존의 항복변위의 정의가 벽식 교각에는 부적절하다는 사실을 발견하였다. 따라서 벽식 교각에 대한 항복변위의 새로운 결정방법을 제안하였다. 또한 비내진 벽식 교각의 내진보강에 효과적인 방법으로 강판과 볼트를 이용한 보강방법을 제시하였고, 실험을 통하여 축방향철근의 슬립현상이 지체되고 연성능력이 향상됨을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-32
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• 2006

본 연구에서는 1994년 미국 노스리지 지진 이전에 건설된 기존 철골 건물의 용접형 철골 박스기둥과 보 접합부의 내진성능을 반복재하 실험에 의해 평가하였다. 실험결과에 의하면 노스리지 지진 이전 접합상세를 갖는 박스기둥과 보 접합부에서도 H-형강 기둥과 보 접합부 실험결과와 유사하게 취성파단이 발생하였다. 하지만, 박스기둥과 보 접합부에서의 플랜지 응력전달 경로가 H-형강 기둥과 보 접합부에서의 것과 상당한 차이가 있고 또한 박스기둥의 형상에 따라 균열 전파의 형태가 다를 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 용접형 철골 박스기둥과 보 접합부의 내진성능을 향상시키기 위해서는 H-형강 기둥과 보 접합부에 대한 기존 연구결과를 그대로 적용하기보다는 박스기둥에 적합한 접합부의 보강상세 개발이 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.13-22
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• 2018

본 연구에서는 역V형 강재 가새로 보강된 기존 철근콘크리트 구조물의 내진보강 설계방법 개발을 위한 실험연구를 수행하였다. 보강되지 않은 철근콘크리트 골조 기준 실험체와 강재 가새를 사용하여 강도 및 강성을 향상시킨 보강 실험체를 제작하고 내진성능을 평가하였다. 가새 보강 실험체의 경우 강성이 약 2~3배 증가를 목표로 설계하였다. 내진성능평가 결과, 무보강 실험체는 기둥에서 많은 양의 콘크리트가 박리가 되었고, 가새 보강 실험체는 초기 설계 단계에서 목표로 한 성능수준을 보여주었다. 가새를 보강한 실험체의 경우, 무보강 실험체에 비하여 강성, 강도, 연성능력 그리고 에너지 소산 능력이 크게 향상되었다. 따라서 본 연구로부터의 실험결과를 토대로 기존 철근콘크리트 건축물의 가새 보강공법에 관한 설계법 및 설계절차 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.247-255
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• 2004

본 실험프로그램은 슬래브가 있는 합성보의 내진성능향상을 위해 기존 모멘트접합부의 내진보강 방법을 개발을 목적으로 수행하였다. 반복하중을 통해 5개의 실대형 합성실험체에 대한 실험을 수행하였다. 각형강관기둥과 H형강보로 이루어진 기존의 다이아프램접합부가 RBS 또는 개량수평스티프너를 통해서 하부플랜지에만 내진 보강되었다. 제안한 보강접합부의 효율성을 조사하였다. 실험결과 하부플랜지에만 RBS를 적용한 접합부는 부족한 변형성능을 나타냈지만, 개량스티프너를 적용한 합성보 접합부는 내진성능을 향상시켰다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.29-29
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• 2011

국내에서 기존건축물의 내진성능평가 기법이 연구되기 시작한지 20여 년간 다양한 평가방법이 제안되었다. 그러나, 제안된 평가방법은 미국이나 일본의 평가 방법을 도입 및 수정하는 내용이 주가 되어 국내실정에 맞지 않는 부분도 많이 발견되었다. 따라서 국내에서 제안된 기존 건축물의 내진성능 평가기법, 지진피해예측에 근거한 보강건축물의 합리적인 선정방법 및 이들 건축물에 적합한 내진보강방법 등의 연구는 아직까지 초보적인 단계라고 할 수 있다. 이에 본 연구의 목적은 이러한 평가 기법을 적용한 국내 저층구조물의 내진성능을 평가하는 것이다. 저층구조물의 내진성능을 평가하기 위하여 1988년 내진설계가 도입되기 이전에 건립된 4층 규모의 학교구조물을 해석대상 구조물로 선정하였다. 대상 해석구조물의 내진성능평가는 일본의 내진성능 평가법을 참고하여 평가절차가 다소 복잡한 부분을 국내 실정에 맞게 개선시킨 내진화 우선도 평가방법과 정밀한 내진성능을 평하는 방법으로 세계적으로 널리 사용되고 있는 ATC-40 성능평가방법에서 등가단자유 모델로 변환 과정에서 등가유효감쇠 및 등가유효주기 산정 관계식의 문제점을 개선한 FEMA-440의 선형화 성능평가방법(Linearization Method)을 사용하여 구조물의 성능을 평가하였다. 내진 성능 평가를 위해 현재 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 구조물 비선형 전용 해석 프로그램인 Perform-3D를 이용하여 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 기존 저층구조물로 선정한 학교구조물에 대한 내진성능을 평가한 결과, 내진화 우선도 평가법 및 FEMA-440의 내진성능 평가는 유사한 경향의 결과를 나타내었고, 두 평가결과를 요약하면 Y방향은 보와 기둥에 끼인 조적벽체의 영향으로 별도의 내진성능이 향상 보강이 필요없으나, X방향은 창문하부 허리 조적벽 등의 영향으로 다소 취성적인 내진성능을 보유하고 있어 충분한 내진성능 확보를 위한 추가적인 보강이 필요한 것으로 판단된다.

• 복합신소재구조학회지
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• 제6권2호
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• pp.25-30
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• 2015

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.287-297
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• 2022

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.