• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.49-57
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• 2014

최근 건설 구조물의 다양화, 대형화, 고층화 및 장지간화 되면서 콘크리트 구조재료에 관한 고성능화가 요구되고 있으며, 특히 콘크리트의 고강도 및 고성능화가 대두되고 있다. 콘크리트의 고성능화 및 재료 특성을 개선하는 방법으로 주로 첨단소재 기술에 의해 개발된 첨단 섬유를 적용하는 방법이 사용되어 왔으며, 고성능 섬유시멘트 복합체(이하 HPFC)를 적용한 콘크리트 기둥 공법이 그 중 하나이다. 본 연구는 시뮬레이션 기법을 활용해, 일반 RC 기둥 대비 프리캐스트 기법이 적용된 HPFC 기둥 공법 공정에 대한 작업프로세스를 분석함과 동시에, 수집한 작업데이터를 통해 HPFC 기둥 공법의 공정계획상 이슈를 도출하였다. 그 결과 생산성에 가장 영향이 큰 작업(노드)로 '콘크리트 작업조', '형틀 작업조'로 도출되었으며, 특히 '콘크리트 작업조'가 공정계획상 가장 중요한 요소로 작용함을 확인할 수 있었다. 해당 작업(노드)에 투입되는 작업조 수 변화를 통한 생산성 향상을 확인하였으며 본 연구를 바탕으로 HPFC 기둥 공법의 실용화 단계에 도움이 될 것으로 예상된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.101-107
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• 2005

건축물이 고층화, 대형화 되어감에 따라 기둥이 부담해야할 내구성이 커진다. 이런 요구로 인하여 콘크리트 충전강관기둥의 형식을 개발하게 되었고, 역학적 거동을 규명하기 위해 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 실험에서 규명하기 힘든 콘크리트코어와 원형강관의 두 이질재료간의 접촉면에서의 상호작용에 대한 해석적 연구로써 비선형 해석프로그램인 ABAQUS/Standard Version 5.8을 이용하여 쉬어코넥트의 부착형태 및 위치에 따른 부착응력을 비교하고, 접촉면에 대한 역학적 특성을 나타낼 수 있는 모델링기법, 해석기법에 대하여 제시하고, 역학적 특성을 규명하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.90-90
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• 2011

최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권5호
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• pp.487-495
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• 2014

골조공사는 프로젝트의 전체 공사비 및 공사기간에서 차지하는 비율에 매우 높으며, 대형 프로젝트에서 골조공사 공기단축은 프로젝트의 성패를 결정하는 중요한 요소이다. 이에 공기단축을 위한 새로운 공법에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. H형강 대신 앵글을 사용하는 PSRC 합성기둥은 기존의 SRC 기둥에 비해 높은 휨강도 및 연성도를 가지며 현장에서의 철근작업을 생략할 수 있다는 장점이 있으나, 여전히 거푸집작업이 필요하다는 한계점이 있다. 본 연구는 기존의 PSRC 기둥 공법을 개선하여 영구거푸집까지 선조립하는 Form-LPSRC 기둥 공법을 개발하는 것을 목적으로 한다. Mock-up test를 통해 발생 가능한 문제점을 사전에 검토함과 동시에 현장 적용을 통해 해당 공법의 적용효과를 분석하였으며, 기존 SRC 기둥에 공기, 원가, 품질, 안전, 환경 측면에서 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.55-61
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• 2011

최근 최첨단 정보통신 산업의 발전과 비약적인 교통수단의 개선으로 인해 도심지의 개념이 점차적으로 확대되고 있으며, 지하공간이 대형화, 대심도화 되고 있어 구조물의 건설을 위한 지하굴착방식 또한 건설환경에 발맞춰 변화되게 되었다. 이 중 Top Down 공법은 건축계획과 연계하여 종래의 지하굴착 방식과는 다른 획기적인 방법이며, 그 중 기둥용 선기초기둥은 공사방식이나 공사기간, 공사비에서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 건물 기둥용 선기초기둥에 대하여 현장 검증용 재하시험 결과를 기준으로 설계단계에서의 지지력 산정결과와 비교, 분석을 통해 각 검토방법별 적용성을 고찰해 보고자 하였다. 그 결과 대부분의 설계식은 재하시험 결과에 못미치는 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 또한 구조물기초 설치 후 영구하중에 대해 현장타설말뚝 두부에 작용하는 압축응력을 평가해 본 결과 전반적으로 기초와의 구속효과로 인해 작용응력이 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.81-88
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• 2018

이 연구에서는 실제 단면크기를 갖는 철근 콘크리트 기둥의 내진보강을 위한 단면확대 공법에서 효율적인 띠철근 배근 방법을 평가하였다. 비내진 상세를 갖는 기존 기둥의 단면크기는 $450{\times}450mm$이며, 단면확대 보강기둥의 단면크기는 $750{\times}750mm$이다. 확대 단면에서의 폐쇄형 외부 띠철근 배근을 위해 ㄷ-형 띠철근의 겹칩이음 및 철근 선조립 공법을 제시하였으며, 보조 띠철근으로서 크로스타이 앵커링 시공 및 V-타이를 고려하였다. 실험 결과, 무보강 기둥 및 ㄷ-형 외부 띠철근을 적용한 보강기둥의 압축내력은 ACI 318-14의 공칭내력과 비슷한 수준인 반면 철근 선조립 공법을 적용한 기둥의 압축내력은 ACI 318-14의 공칭내력 대비 1.25배 높았다. 특히 철근 선조립 공법을 적용한 보강 기둥의 압축 연성비는 크기효과에 의한 연성비 저하 가능성에도 불구하고 기존 기둥에 비해 139% 증가하였다. 즉, 제시된 철근 선조립 공법은 단면확대 보강기둥에서 주철근 조기 좌굴방지 및 콘크리트 구속에 효율적인 띠철근 상세로 평가될 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.40-40
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• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.237-247
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• 2017

본 연구에서는 각형 강관 내부에 수직 다이아프램이 적용된 CFT 기둥 접합부의 구조적 특성에 대해 알아보았다. 각형 CFT 기둥의 거동을 파악하기 위해 실대형 3개 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 다이아프램의 거동을 확인하였으며 접합부 내력식을 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제3권2호
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• pp.123-132
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• 1991

건축구조물의 초고층화, 대형화 및 특수화 되어가는 현재의 실정에 고강도콘크리트의 사용은 필수적은 부분으로 대두되기 시작하였다. 그러나 이러한 필수적인 필요성에도 불구하고 ACI Building Code에서는 콘크리트의 강도가 420kg/$cm^2$이하에 관한 구조설계기준만을 제안하고 있는 설정이므로 420kg/$cm^2$을 넘는 고강도 콘크리트 사용시이에 따른 정확한 규준식이 정립되어 있지 못한 설정이다. 따라서 본 연구는 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계에 기본적인 자료를 제공하고자 하였으며, 시험체는 총 5개로서 선정된 주요변수는 콘크리트 압축강도(f'c=300kg/$cm^2$과 800kg/$cm^2$), 하중재하방법(일방향 단조하중과 반복하중) 그리고 접합부내의 구부림철근 사용 유.무등으로 하였다. 이상과 같은 변수에 따른 실험결과로서, 반복하중을 수행한 시험체가 일방향단조하중에 수행한 시험체의 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다. 최대하중수행능력에 비해서 73%정도밖에 미치지 못하였으며 접합부내에 기준배근을 한 시험체에 비해서 접합부내의 사인장 대각균열 발생억제 및 접합면의 균열들이 접합부내 기둥으로 진전하는 것을 막을 수는 있었으나 접합부내를 과도하게(횡보강근+구부림철근)보호함으로써 균열들이 분담되지 않고 보-기둥접합면에 집중되어 피해가 가중되는 현상을 보이게 되므로 고강도 콘크리트 보-기둥접합부 설계시 접합부내에 구부림철근의 사용은 적절하지 않은 것으로 보인다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.402-410
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• 2017

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통하여 현장에서 사용되는 기둥-서까래-도리, 기둥-도리-방풍벽 접합부를 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 정적 구조성능을 분석하였다. 실대형 재하실험 결과는 접합부를 강접합으로 가정한 구조해석 결과와 비교하여 구조물의 횡방향 강성과 각 부재의 하중분담률에서 많은 차이를 보였다. 동고 높이에서 측정한 수평변위는 실험과 구조해석의 차이가 40%이었고 수직변위는 89%의 차이를 보였다. S3 부재의 발생응력을 기준으로 한 각 부재별 하중분담률을 비교한 결과 실험과 구조해석에서 두 배 이상의 차이를 보이는 부재가 있었으며, 하부측벽이음(S2), 기둥 상부(S7) 등 주요 부재의 실험결과가 구조해석의 하중분담률을 재현하지 않았다. 현장에서 사용하는 접합부가 충분한 강성을 확보하지 않음으로써 구조물에 작용하는 외력을 각 부재에 적절하게 전달하지 못했으며 이로 인해 구조물의 강성이 저하되는 현상이 나타났다. 설계 단계에서 일반적으로 구조해석에 의해 결정되는 구조성능의 신뢰도는 접합부의 특성을 보다 면밀하게 고려했는지 여부에 따라 좌우 될 수 있다. 따라서 온실 구조 성능에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 온실에 사용되는 다양한 접합부를 고려할 수 있는 구조해석 기술의 개발이 필요하며 설계 기준에서 상세 설계 방법을 보다 명확히 규정해야 할 것으로 판단된다.