• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.7-12
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• 2016

본 연구에서는 선박충돌로부터 교량을 방호하는 파일형 선박충돌방호공과 충돌선박의 간이충돌모델을 개발하고 이를 검증하였다. 선박은 선수의 비선형반력을 고려하여 모델링하였다. 충돌방호공의 모델은 파일에서 상부슬래브의 하단과 지중에 2개의 소성힌지가 발생하는 것으로 구성하였다. 충돌중 발생하는 운동에너지와 위치에너지 및 변형에너지를 고려하여 운동방정식을 유도하고 이를 해석하는 시스템을 개발하였다. 선박과 구조물에 대한 정밀 충돌해석을 수행하여 개발된 간이모델이 충돌거동을 정확히 모사할 수 있음을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.67-80
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• 2009

내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이다. 기둥의 경우 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 이를 실현할 수 있다. 가장 경제적인 설계를 위해서는 횡구속 콘크리트의 응력-변형률 특성에 기초하여 횡철근량을 산정하는 것이다. 우리나라(도로교 설계기준)에서는 목표연성도를 단일화하여 동일한 횡철근을 제공하고 있으나 일본에서는 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 곡선식을 제공함으로써 경제적으로 소요 횡철근량을 산정하고 있다. 이러한 재료레벨(응력-변형도)의 특성을 사용하면 설계는 어려워지지만 보다 경제적인 설계가 가능하며 이는 성능에 기반한 내진설계의 경향과도 부합된다. 이 연구에서는 현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행하였다. 응력-변형률 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 인자를 도입하여 실험결과와 기존의 콘크리트 모델식을 비교 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.119-128
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• 2016

성능기반 설계에서 구조물의 안정성은 손상 상태와 이를 수치화한 손상 지수에 의해 평가한다. 지상 구조물에 대해서는 이들이 비교적 명확하게 정의되어 있으나 지중 구조물에 대한 연구 수행 사례는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 국내 지하철 시스템에 널리 사용되는 박스형 개착식 터널에 작용하는 지진하중에 의한 손상 상태와 손상 지수를 일련의 비탄성 프레임 해석을 통하여 규명하였다. 터널의 3 단계 손상 상태는 구조물에 발생한 소성 힌지의 수에 의해 정의하였다. 손상 지수는 터널 구조 부재의 탄성 모멘트와 항복 모멘트의 비로 정의하여 탄성 해석만으로도 비탄성 거동과 파괴 메커니즘의 모사가 가능하도록 하였다. 또한 손상 지수를 자유장 전단 변형률의 함수로도 제시하였다. 전단 변형률은 1 차원 지반응답해석으로 쉽게 계산할 수 있으므로 이를 이용하여 간편하게 박스형 터널의 초기 내진 안정성 평가가 가능할 것으로 판단된다. 보다 일반적이고 보편적인 적용성 확보를 위해서는 추후 포괄적인 해석을 수행하여 다양한 형태의 터널과 지반에서의 전단 변형률 분포와 불확실성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시된 터널 내진설계를 위한 손상 상태, 손상 지수, 그리고 전단파 속도 및 전단변형률 간의 상호관계 플래트폼은 새로운 아이디어를 담고 있으며 추후 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.170-175
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• 2018

내진 성능 학보를 위해서는 신축이음장치가 지진력에 대하여 적절한 변형이 발생하여 신축이음장치의 파괴를 방지하여야 하는데 최근에 국내에서 신축이음장치의 핑거부에 힌지를 설치하여 교축방향의 지진력에 대한 변위 저항성을 확보한 신제품이 개발되고 있다. 이에 본 논문에서는 가변형 핑거 조인트를 가지는 신축이음장치에 대하여 실물규모의 교축직각방향 하중에 대한 저항성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과, 최대 수평변위는 기존 신축이음 실험체의 경우 약 21.1mm, 내진 신축이음 실험체의 경우 51.00mm로 나타났으며, 기존제품은 추가적으로 16.5mm의 솟음이 발생되었다. 기존 신축이음 실험체는 어느 정도의 교축직각 방향의 하중에 대하여 저항한 후, 핑거의 휨 및 전단 변형이 과도하게 발생되며 파단 현상이 발생할 가능성이 있을 것으로 추정된다. 반면에 내진 신축이음 실험체의 경우, 교축 직각방향의 하중에 대하여 하중에 대한 변형을 핑거의 힌지가 흡수하여 신축이음장치 및 상부구조에 응력을 발생시키지 않고 다만 하중 작용방향으로의 수평 변형만 발생시킬 것으로 예상된다.

• 한국가스학회지
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• 제10권1호
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• pp.56-60
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• 2006

지하식 LNG 저장탱크의 Bottom Slab와 Side Wall의 연결부(코벨)는 응력집중을 완화하기 위하여 앵커바를 사용하여 부분적으로 고정되는 힌지 조건을 갖는다. 그러므로 LNG저장탱크 하중 조건인 LNG온도, 지하수압 등에 의해 방사 방향과 수직 방향으로 변형된다. 멤브레인 설계 관점에도 이러한 변형값이 직접 전달되어 중첩되므로 중요한 부분이다. 본 논문에서는 코벨부의 실제 거동을 조사하기 위하여 센서를 설치하여 온도, 하중 그리고 변위를 측정하였다. 또한 FEM 해석으로 예측한 하중조건에 대한 설계 값과 비교하여 합리적인 설계를 제시하고자 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.545-553
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• 2014

이 연구는 PC 보-기둥 접합부의 일반적인 거동의 접합 상세에 따른 통합적 평가 방안을 제안하였다. 이 연구는 접합부의 파괴 패턴과 이에 연관된 접합부 상세의 특징을 정량적으로 표현하기 위해 접합부와 각 요소들이 보유한 변형기여분을 사용할 것을 제안하였다. 이에 따라 PC 접합부는 '일체식 접합부'와 '연결식 접합부'로 크게 분류되었다. 접합부의 분류를 위한 기준 사항의 제안 및 검증을 위해 네 개의 보-기둥 실험체의 실험을 수행하였다. 실험은 일반적인 보-기둥 접합부의 실험 방법과 같은 방법으로 진행되었다. 가력은 접합부 상부 기둥의 끝단에서 수행되었으며, 보 양단은 힌지로 고정되었다. 변형기여분의 평가를 위해 총 34개의 LVDT가 주요 변형이 발생할 것으로 예상되는 곳에 설치되었다. 실험 결과 세 개의 실험체에서 나타난 각 요소들의 변형기여분은 수치적으로 다른 특성을 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 실험 결과를 기반으로 접합부의 변형 정도와 다른 요소들의 변형 정도에 의거하여, 접합부의 변형이 적고 보의 휨 변형이 크게 나타나는 강한 접합부와 접합부의 변형이 용인되는 연성 접합부로 일체식 접합부를 분류할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.155-168
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• 1998

본 연구에서는 국내기존 철근콘크리트(RC) 교각의 구조적 특성을 조사.분석하여 단면강도와 변형성능에 미치는 영향을 규명하였으며 이와같은 특성을 고려한 내진성평가절차를 제시하였다 기존 RC교각의 내진성평가를 위해서는 단면휨강도를 지배하는 구요소인 작용축력과 주철근비 및 주철근강도 주철근 항복후 부재변형성능과 전단강도를 지배하는 횡철근비 및 앵커상세 그리고 주철근 부착파괴를 결정하는 주철근의 이음부위치에 대한 상세조사가 요구된다. 국내기존 RC교각은 대부분 횡철근의 앵커가 부적절하고 주철근의 위치가 소성힌지부에 위치하고 있으므로 휨연성거동을 위한 변형성능이 충분히 확보되어있지 못하다 따라서 여기서 제시된 평가절차는 기존 연속교 고정단교각의 내진성평가를 수행하고 그에 따른 적절한 내진보강을 하여 지진에 대한 안전성확보 하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권1호통권74호
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• pp.103-113
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• 2005

본 연구에서는 선행 연구에서 개발된 강구조물에 대한 직접비탄성설계 방법을 설계실무의 활용성을 확대할 수 있도록 개선하였다. 그룹부재에 대한 설계, 불연속적인 단면 성능, 축력에 따른 휨재하능력의 변화, 접합방식에 따른 거동특성, 다중하중조건 및 성능기준 등 강구조물 설계실무의 제한조건을 고려하여 비탄성설계를 수행할 수 있는 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 제안된 방법의 해석 및 설계절차를 정립하였고, 이를 적용한 컴퓨터 해석/설계 프로그램을 개발하였다. 전통적인 탄성설계와 제안된 직접비탄성설계법을 사용한 설계결과를 비교하였으며, 기존의 비선형해석프로그램을 이용하여 설계결과를 검증하였다. 비탄성 변형을 고려할 수 있는 제안된 설계법은 전통적인 탄성해석을 사용한 한계상태설계에 비하여 강재량을 절감하고, 구조물의 변형능력을 향상하였다. 제안된 설계방법은 비탄성 거동을 구조물의 설계에 직접 반영할 수 있으므로 설계에 편리하고 각 소성힌지의 변형을 제어함으로써 구조안전성을 확보하고 동시에 변형능력을 최대로 활용하는 설계를 수행할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.39-48
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• 2010

RC교량의 내진성능은 교각에 충분한 연성도를 제공함으로써 확보할 수 있다. 이러한 연성도는 교각의 소성힌지 영역에 적절한 횡방향철근을 배근함으로써 실현할 수 있다. 횡방향철근에 의한 횡구속력은 유효구속력으로 결정되므로 단면형상과 횡방향철근량이 지배적인 요소가 된다. 동일한 횡방향철근량을 제공하더라도 설치간격, 배치형태, 갈고리 상세 등의 차이에 의해 유효구속력에 차이가 있게 된다. 후프띠철근에 의해 횡구속력을 발휘하는 원형단면과는 달리 사각 또는 중공사각단면에서는 유효구속력을 증가시키기 위해 보강띠철근이 함께 사용된다. 이러한 보강띠철근을 어떻게 고려하느냐에 따라 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계는 달라지게 된다. 본 연구에서는 실험을 통해 후프띠철근과 함께 보강띠철근을 갖는 정사각단면 콘크리트의 응력-변형률 관계를 파악하였으며 기존의 평가식과 비교를 통해 역학적 특성을 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.985-988
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• 2008

철근콘크리트 구조물의 비탄성 내진설계를 위하여 할선강성을 사용한 선형해석법을 연구하였다. 제안된 방법에서는 기존의 탄성해석과 동일한 보-기둥 요소 및 면요소를 사용하여 구조물을 모델링하며, 비탄성거동의 영향을 반영하기 위하여, 비탄성변형이 예상되는 부재에 탄성강성 대신 할선강성을 사용한다. 할선강성을 사용하는 부재의 분포와 할선강성의 크기는 설계자가 의도하는 구조물의 소성메커니즘과 설계목표연성도에 의하여 결정된다. 이 구조해석모델에 대한 선형해석을 통하여 부재의 비탄성 설계강도를 직접 결정하고, 할선강성해석으로부터 구한 절점변위를 이용하여 할선강성보의 변형을 소성힌지에 발생된회전변형으로 변환한 후 소성변형에 대한 안전성을 평가한다. 제안된 방법을 이용하여 2차원 모멘트골조및 이중골조에 대한 내진설계를 수행하였으며, 3차원 골조에도 적용하였다.