• 한국건설관리학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.186-193
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• 2008

흙막이를 지지하는 버팀대를 가설재가 아닌 주(主)구조체로 이용하는 SPS(Strut as a Permanent System) 공법이 개발되어 최근 국내 공사현장에서 활발하게 활용되고 있다. 이 공법은 건축공사 현장에서 원가절감, 공기단축, 구조적 안정성 향상, 건설환경 개선 등 다양한 이점을 주는 반면 지하층고의 증가와 철골부위 내화피복을 추가로 수행하여야 하는 문제점이 있다. 지하층고의 증가는 흙막이 깊이 및 지하 최저부위 굴착량 증가의 문제점을 유발하고, 내화피복 공사는 공사환경을 열악하게 함은 물론 공사비 증대의 요인이 된다. 따라서 본 연구는 SPS 공법의 문제점을 개선한 모듈화된 철골철근 복합 구조시스템(modularized hybrid structure system)을 제안하는 것을 목적으로 한다. 제안된 공법은 구성원리와 함께 실험을 통하여 구조적 성능을 검증되고 다양한 공사조건을 만족시키는 시공성능이 분석된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.191-199
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• 1999

본 연구는 중층철골 구조물 공업화방안에 관한 연구의 기초단계로서 앵글과 고력볼트를 사용한 콘크리트충전 각형강관기둥 H형강보 접합부의 구조적 거동을 파악하는데, 그 목적이 있다. 실험은 앵글의 두께를 주요변수로 하여 정적하중 하에 5종류의 시험체에 대해 실행되었다. 내력추정식은 접합부의 강도를 상계정리에 의한 하한값으로 구하는 항복선 이론을 적용하여 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.54-59
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• 2016

구조재료 중에서 강재는 불연성 재료이지만 열전도가 높고, 온도상승에 의하여 강성의 저하가 높은 편이다. 일반적으로 강재의 항복강도 및 탄성계수는 $350^{\circ}C$에서 70%, $600^{\circ}C$에서 50% 이하로 감소하기 때문에 고온에서의 철골구조의 재하능력은 급격히 감소하게 된다. 통상 내화구조로 인정받기 위해서는 공인기관으로부터의 품질시험을 거쳐야 한다. 하지만, 실물내화실험은 공간과 시간의 제약, 고비용의 문제점을 안고 있으므로, 본 연구에서는 ABAQUS 프로그램의 유한요소법을 이용한 열해석을 수행하여 압축을 받는 H-형강기둥의 내화실험과의 비교로 해석모델의 신뢰성을 입증하고, 실물실험의 보완책으로의 가능성을 제시한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.73-80
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• 2012

합성보는 철골보와 콘크리트슬래브를 스터드볼트로 일체화한 구조이며, 일반적으로 용접을 이용한 스터드볼트(Stud Bolts)가 연결재로 많이 사용된다. 그러나, 스터드볼트는 감전사고와 같은 전기재해나 용접불량 등 문제점을 가지고 있다. 따라서, 드라이빙핀을 이용한 기계적 접합이 대안으로 대두되고 있다. 본 연구는 드라이빙핀 전용 제안형 전단연결재를 이용한 합성보의 횡하중(지진하중이나 풍하중)시 구조적 성능을 평가하고자 한다. 기존형 합성보과 제안형 합성보는 안정된 탄소성 거동을 나타내었으며 기둥주변에서 콘크리트 압괴로 내력이 저하되었다. 따라서, 제안형 합성보는 기존형 합성보를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.37-46
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• 2009

본 연구에서는 1층 1경간 실제크기의 가력 프레임에서 내진보강에 적합한 비좌굴 knee brace을 설치하여 주기하중을 통해 가새의 지진저항능력을 실험하였다. 볼트 고정 채널이 이용된 비좌굴 knee brace는 지진력에 저항하는 코어와 두 개의 철골 플레이트로 만들어졌고 단면의 형태는 코어의 국부좌굴과 횡좌굴에 저항하도록 하였다. 비좌굴 kneebrace는 현장에서 조립이 용이하고, 시공방법 또한 간단하여 공간에 제약이 있는1층에 필로터를 가진 중저층 RC건물의 내진 보수/보강에 효과적으로 사용할 수 있다. 각 실험체에 대한 변수로 중심코어의 크기와 외부 보강재의 크기, 가이드 플레이트의 유무 등으로 정하였으며, 실험을 통해 얻어진 힘-변위 이력곡선을 통해 중심코어의 크기가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가이드 플레이트의 유무에 따라 압축강도 수정계수와 파괴형태가 달라지는 것을 알 수 있었다. 각 실험체에 대한 결과는 AISC 2005 Seismic Provisions 규정에서 제시한 누적 연성도와 누적 소산에너지 측면에서도 충분한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.89-99
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• 2010

군 내무생활관, 독신자 숙소 등은 동일한 평면이 반복되면서 대량으로 건설되는 대표적인 공공건축물이다. 이들 건축물들은 향후 군 구조개편시 부대의 이동, 재편에 따라 건축물의 해체 및 재사용 등이 요구되는 경우도 있다. 이러한 이유로 2005년 이래 군 건축물에 대해 철골조 기반의 공업화 건축공법인 모듈러 공법의 도입이 이루어져 왔다. 군 건축물에 모듈러 공법을 적용함에 있어 가장 중요한 요소는 표준화를 통한 공사비 절감, 건축물의 해체 및 재사용의 용이성 등이나 기존의 모듈러 군시설들은 이러한 요구를 만족시키지 못하였다. 본 연구는 향후 많은 수요가 예측되며 표준화된 모델을 적용하기 용이한 군독신자 숙소를 대상으로 식스-시그마 방법론을 이용한 모듈러 건축 시스템을 제안한다. 식스-시그마방법론을 적용하면 개발 단계에서 고객 요구사항을 주요 설계요소인 CTQ에 반영할 수 있고 이를 기반으로 설계 컨셉의 도출이 가능하다. 분석 결과 공사비 절감은 면적당 골조 중량, 재사용 용이성은 공장제작 비율의 지표로 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 BOQ시스템은 기존의 모듈러 시스템에 비해 공장제작비율은 약 80% 향상되고, 면적당 골조의 중량은 기존 모듈러 시스템에 비해 62% 절감되어 충분한 경쟁력을 가지고 있는 것으로 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.311-321
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• 2015

본 연구는 중 저층 건축물에 적용된 강재의 보-기둥 접합부에 따른 내진성능을 규명하기 위한 실험적 연구이다. 실험체는 보-기둥 접합부의 보 플랜지와 웨브의 접합형태에 따라 분류하여 총 5가지를 제작하였다. 실험체는 웨브와 플랜지 모두 용접한 접합부(SHN-W-W)와 웨브는 용접하고 플랜지는 고력볼트 접합한 접합부(SHN-W-B)와 웨브는 고력볼트 접합하고 플랜지는 용접접합한 접합부(SHN-B-W)와 웨브와 플랜지 모두 고력볼트 접합한 접합부(SHN-B-B)와 보 단부에 엔드플레이트를 이용하여 접합한 접합부(SHN-EP)이다. 실험은 KBC2009에서 제시하는 반복재하인증실험으로 층간변위각(${\theta}$)을 제어하기 위한 변위 제어방식으로 실시하였다. 실험으로부터 각 시험체의 하중-회전각 곡선을 나타내었으며, 접합부의 최종 파괴형상을 요약하였다. 접합부는 강성과 강도의 관점에서 강접합과 반강접합으로 분류하였으며 내진성능평가를 위한 에너지소산능력을 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.61-69
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• 2011

강 구조물의 보강공법으로는 강판 보강공법이 대표적인 방법으로 통용되고 있으나, 일부 구조물에서는 고정 설비 및 기타 간섭물로 인하여 보강 시공이 번거롭고, 보강부재 접합시 원부재의 단면 손실이 수반되는 단점이 있다. 최근, 강재의 원가 상승으로 강판 보강공사의 시공비가 증가되고 있는 실정이다. 반면, 복합소재를 이용한 보강공사의 경우는 재료의 자중이 가벼워서 보강재 취급이 수월하고 내화학성능이 우수하기 때문에 유지비용이 절감되기 때문에 콘크리트 구조물에서는 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합소재를 이용한 강 구조물의 보강의 기술적 가능성을 검증하기 위해 강재와 복합소재와의 부착성능 및 보 부재를 통해 휨 보강 성능을 평가하였다. 그 결과, 항복 이전까지는 강재와 아라미드섬유 쉬트가 일체 거동에 따른 보강효과를 예상할 수가 있었다. 또한, 보강 겹수가 증가함에 따라 무보강 실험체 대비 내력이 증가했지만, 예상 보강효과(1 겹에서 12.5 %, 2겹에서 25 %)에 비해 절반 정도의 수준의 개선효과를 보였다. 그 이유는 모든 보강 실험체가 계면파괴로 파단되었고, 이후 아라미드섬유 쉬트가 실험체 내력 개선에 영향을 미치지 못했기 때문이다. 따라서, 최근 복합소재의 재료적 개선 및 접착제의 부착성능 향상으로 인하여 강 구조물의 보강공사에 적용할 수 있는 가능성을 찾을 수 있었으나, 보강성능을 향상시키기 위한 부착성능 향상을 위한 방법에 대한 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.633-644
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• 2008

철골구조물의 기둥이음 형식은 볼트연결이나 용접을 이용한다. 이러한 연결방법에서 부재의 축응력은 덧판의 볼트체결이나, 용접부위 를 통하여 그 응력이 전달되는 것으로 간주하여 설계, 시공되고 있다. 우리나라의 강구조 한계상태 설계기준에 따르면, 기둥 이음부의 고력볼트 및 용접이음은 이음부의 응력을 충분히 전달하여야 하고 이들 항복내력은 피접합재 항복내력의 1/2이상이 되도록 하여야 한다. 다만, 이음부에서 단면 에 인장응력이 없는 경우, 이음면이 절삭 마감으로 밀착되면 소요압축력 및 소요휨모멘트 각각의 1/4은 접촉면에 의해 직접 전달시킬 수 있다고 되 어있다. 반면에, 미국 철강협회설계기준(AISC Specifications and Codes)에서는 기둥이음에서 지압력에 따라 응력이 전달되도록 접촉면이 마무리 되어 있는 경우, 그 위치를 확보하는데 충분하도록 이음되어야 한다고만 되어있어, 설계자의 판단에 따라 압축력은 이음면의 직접접촉(Metal Touch)으로 상부에서 하부로 모두 전달할 수 있도록 되어있고, 또한 압축력과 휨모멘트를 받는 기둥에서는 직접접촉을 통해 최소 25%에서 최대 50%까지의 하중전달이 가능하다. 따라서 기둥이음에서 압축력에 대한 직접접촉의 활용도의 차이가 크고 또한 압축력과 모멘트가 작용할 때의 직접 접촉에 대한 활용도도 그 차이가 최대 25%이므로, 직접 접촉된 이음부의 응력전달 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 축력과 휨모멘트가 작 용하는 기둥에 대해서 이루어지며 실험체의 수는 총 22개이다. 국내의 메탈터치의 평활도인 관리 허용치 1.5D/1000와 한계허용치 2.5D/1000및 AISC에서 제시하는 압축력을 받는 기둥에서의 보강 없는 틈의 한계인 1.6mm에 대해, 본 실험결과와 기존의 허용치를 비교하였다. 그 결과, 상하 부재 간의 직접 접촉을 통하여, 즉 메탈터치를 이용하여 응력을 전달시키면 부재 이음에서 경제성과 효율성이 개선될 수 있다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.671-682
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• 2012

박스형 거더나 박공형 철골조 프레임에서 주름웨브보의 사용은 최근 많이 늘어가고 있다. 그 이유는 얇은 주름웨브보를 사용함으로서 압연형강이나 용접을 이용한 조립보에 비해 중량을 크게 줄일 수 있으며, 박판의 좌굴은 주름이 막아줄 수 있기 때문이다. 자동생산기술의 향상으로 인해 주름웨브를 가진 단위 부재를 양산할 수 있게 되어 적용분야가 확장되고 있으며, 주름웨브보의 부재 제원을 고려한 최적설계의 구현이 필요하게 된다. 이를 위해 본 논문에서는 주름웨브보의 생산부재 데이터를 고려한 이산화 최적구조설계 프로그램을 개발하여 집중하중과 등분포하중을 받는 주름웨브 단순보에 대해 적용하였다. 최소중량을 목적함수로, 세장비, 응력 및 처짐을 제약조건으로 채택하고, 전역최소값을 탐색하기 위해서 유전자 알고리즘을 채택하였으며, 생산부재의 번호를 불연속설계변수로 이용하였다. 최종적으로 해석설계의 검증을 위해서 이산화 최적설계 결과를 연속일 때의 결과와 비교하였으며, 최적단면 특성에 대해 분석하였다.