• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.283-294
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• 2013

콘크리트 및 철근의 강도는 철근콘크리트 부재의 휨거동 및 연성에 많은 영향을 주며, 설계기준에서는 항복강도가 600 MPa인 고강도 철근의 사용이 허용되고 있다. 고강도 콘크리트가 RC부재의 휨거동에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 진행되었으나, 고강도 철근에 대해서는 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 고강도 콘크리트 및 철근을 사용한 직사각형 단면 RC 보 단면의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 구하여 다양한 철근 배치 조건하에서 콘크리트 및 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였다. 부재의 철근 배치조건에 따라 콘크리트와 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 연성지수에 미치는 영향은 다르게 나타났다. 공칭모멘트가 동일한 단면에서는 철근의 항복강도가 400 MPa에서 600 MPa로 증가하면 연성지수는 30% 이상 감소하고, 콘크리트 압축강도가 30 MPa에서 70 MPa로 증가하면 연성지수는 약 3배 증가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6542-6549
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• 2013

콘크리트 구조물이 대형화됨에 따라 고교각, 장지간의 보 등 부재가 장대화되고 있으며, 장지간의 철근콘크리트 부재에서는 자중을 줄이고 강성을 증가시키기 위해 속빈 단면을 사용하는 것이 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 철근콘크리트 속빈 단면 보의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 구하여 속빈 부분의 크기, 상부플랜지와 복부의 철근 배치조건이 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였다. 속빈 부분의 크기($b_i/b_o$ 또는 $h_i/h_o$)가 0.5이하일 때에는 곡률연성지수가 일정하게 유지되며, 0.7이상이 되면 곡률연성지수가 급격히 감소하였다. 또한, 복부에 철근을 배치하면 곡률연성지수가 감소하며 단철근 보에서와 같은 수준의 연성지수를 얻기 위해서는 복부에 배치한 철근과 같은 양을 상부플랜지에 배치해야 하는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제5권4호
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• pp.133-142
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• 1992

외측 보-기둥 접합부에 정착된 곧은 보 주철근의 인발거동을 예견하기 위한 해석모델이 개발되었다. 이 모델은 외측조인트에 수직방향으로 콘크리트를 구속하기 위하여 횡방향 철근을 배치한 상태의 구속조건(confined condition)하에서 이형철근의 부착특성에 관한 정착철근의 직경, 콘크리트 압축강도, 항복강도, 철근간격 및 주압력(column pressure)에 대한 영향을 고려할 수 있는 국부부착에 관한 시뮬레이션을 구체화하였다. 이 연구에서 채택된 해석 기법은 횡방향 철근이 배근된 공시체에 매입한 곧은 이형철근에 대한 인발실험의 결과를 만족하게 예견하였다. ACI-ASCE 352 위원회가 제안하고 있는 외측조인트 상태에서의 정착 철근길이에 관한 규정이 개발된 해석접근법을 사용해 평가 되었다. 이 해석 평가의 결과는 현재의 외측조인트의 구속조건에서의 정착길이에 대한 규정이 너무 안정적인 측면에 있다는 것을 암시하고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.377-384
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• 2011

화재에 취약한 고강도 콘크리트 구조물의 화재 피해를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 구조물의 설계 조건과 가열 조건 하에서 열적 특성을 고려하는 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 단면 크기, 피복 두께, 철근 배근을 다르게 한 고강도 콘크리트 기둥을 제작하여 다른 가열 조건하에서 가열하였을 때 발생하는 내부 온도 분포와 폭렬을 관찰하였다. 내부 온도 분포는 콘크리트 타설 전 설치한 열전대를 통해서 측정하였으며 가열 전후에 측정한 콘크리트 기둥 실험체의 무게 손실률과 단면 손실률을 통해서 폭렬을 수치화 하였다. 가열 실험은 비재하 상태에서 ISO 834 화재 곡선을 따라 가열하는 실험과 화재 시뮬레이션을 통해 측정한 온도-시간 곡선을 따라 가열하는 실험의 두 가지로 나누어 수행하였다. 고강도 콘크리트 기둥은 일반적으로 고온에서 폭렬이 발생하여 내부 온도의 급격한 증가와 단면 손실을 나타내었으며, 설계 변수에 따라서는 단면이 클수록, 피복 두께가 작을수록 내부 온도 분포와 단면 손실률이 높게 나타났다. 또한 철근비가 동일한 상태에서 철근 배근을 다르게 하였을 때, 단면이 작은 철근을 여러 개 배치하는 것이 단면이 큰 철근을 적게 배치하는 것 보다 높은 온도 분포와 단면 손실을 보였다. 이 연구를 통하여 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 열적 변화를 정확하게 파악함으로써, 내화 안전성을 평가하고 현재 적용되고 있는 내화 성능 관리 기준을 보다 효율적이고 안전하게 정립할 수 있도록 하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.155-163
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• 2013

이 연구는 도넛형 이방향 중공슬래브에 매입된 이형철근의 부착특성 및 부착강도 산정을 위한 기초적인 연구이다. 도넛형 이방향 중공슬래브의 철근 부착특성 및 부착강도 산정을 위해 pull-out test를 수행하였다. 도넛형 중공형성체는 슬래브 내부에 배치되어 철근과 중공형성체 사이에 내부의 피복이 형성된다. 이러한 내부피복두께는 외부피복두께보다 상대적으로 작은 피복두께를 가지며 중공형상에 따라 $2.5d_b$보다 작은 내부피복두께가 형성되기 때문에 철근의 부착에 영향을 미치게 된다. 또한 중공형성체가 일정 간격으로 떨어져 배치되어 있으므로 인장철근을 감싸고 있는 피복두께의 조건이 철근의 길이방향으로 변하게 된다. 따라서 도넛형 이방향 중공슬래브의 부착특성을 알아보기 위해서 중공형성체 형상에 따라 부착구간을 구분하였다. 구간별로 내부피복두께에 따른 부착응력-슬립 관계를 확인하였으며, 중공형성체 전 구간에 걸친 부착응력분포를 확인하여 철근의 길이방향에 따른 부착응력의 발현정도를 확인하였다. 또한 구간별 부착응력-슬립 관계를 기반으로 하여 도넛형 중공슬래브의 부착강도를 산정할 수 있는 부착강도 산정 방법을 제안하였다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.179-183
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• 2008

콘크리트에서의 손상 검증법은 비파괴 시험법을 주로 이용한다. 이러한 비파괴시험법은 다양한 센서를 이용하지만, 대부분의 손상을 검사하는 방법은 육안으로 확인한다. 비파괴 시험법에서 가속도계를 이용하여 철근 콘크리트 부재 내부의 불규칙한 균열 손상을 측정하기에는 철근의 방향성과 경계조건으로 어려움이 많다. 본 연구에서는 3축 가속도센서를 이용하고 탄성파를 가진하여, 콘크리트 부재 내부에 철근의 배치방향에 따른 영향 검토와 강도가 저하된 부재의 손상을 검토하기 위한 기초적 연구이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.483-493
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• 2013

콘크리트 구조물의 대형화에 따라 고강도를 갖는 재료가 최근에 많이 사용되고 있는 추세이다. 고강도 재료의 사용은 역학적 성질 또는 내구성에 있어서는 장점이 있으나 구조물의 연성 거동에는 불리한 것으로 알려져 있다. 철근콘크리트 부재는 강도뿐만 아니라 적절한 연성이 확보되도록 설계가 되어야 하기 때문에 철근콘크리트 보의 연성을 적절하게 평가할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 고강도 재료를 사용한 철근콘크리트 보부재의 곡률연성지수의 예측식을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 고강도 콘크리트 및 철근을 사용한 직사각형 단면 RC 보의 모멘트-곡률 관계를 해석적 방법으로 계산하여 다양한 철근 배치 조건하에서 콘크리트 및 철근의 강도가 부재의 휨거동 및 곡률연성지수에 미치는 영향을 분석하였고, 단철근 및 복철근 보에 모두 적용할 수 있는 극한상태에서의 압축철근의 응력을 고려한 새로운 곡률연성지수 예측식을 도출하였다. 제안한 곡률연성지수 예측식은 기존의 식과 비교분석하였으며, 단철근 및 복철근 보에서 예측식에 의해 계산된 곡률연성지수는 수치해석에 의해 얻은 곡률연성지수 값을 오차 범위 9% 내에서 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.163-174
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• 2004

플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 실험결과에 의하면, 뚫림전단강도는 접합부의 기둥크기, 철근비, 경계조건 등 다양한 설계변수에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다. 하지만 현행 설계기준들은 설계변수의 영향을 정확히 반영하고 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 뚫림전단의 파괴메카니즘을 정의하기 위하여, Rankine의 파괴기준을 이용하는 구조역학적 접근법이 사용되었다. 파괴메카니즘은 접합부에 배치된 하부철근량에 따라 압축지배 전단파괴와 인장지배 전단파괴로 분류되며, 또한 뚫림전단강도는 슬래브의 휨손상에 밀접한 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 이 연구결과에 근거하여 콘크리트의 뚫림전단강도식을 개발하였으며, 제안된 방법은 기존 실험연구결과와 비선형 수치해석결과와의 비교를 통해 타당성이 검증되었다. 비교결과, 다양한 설계변수의 영향을 반영하고 있는 제안된 강도모델은, 현행 설계기준보다 접합부의 뚫림전단강도를 정확히 추정할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

• 교육시설
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• 제3권3호
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• pp.59-70
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• 1996

장안초등학교는 한국전쟁 이후인 1955년에 개교된 초등학교이다. 처음에는 8학급의 가교사시설에 18학급으로 편성되어 초기부터 시설이 양적으로 부족하였다. 또한 이 지역의 학생수 증가로 거의 매년에 걸쳐 학급수의 증가와 교실증축이 함께 이루어 졌다. 현재 건물의 건립년도를 살펴보면 1965년 6월에 처음 신관 1층 부분이 건설되어 70년대와 80년대에 걸쳐 꾸준히 증축되어 왔으며, 대지 동측의 별관은 1993년 12월에 건설된 새건물로, 학교교사 건물이 30년된 건물과 최근의 건물이 함께 공존하고 있다. 철근콘크리트 건물이 구조적으로는 100년도 견딘다 하지만 실제로는 약 30년이면 콘크리트의 산성화가 가속화되면서 구조적으로 안전하지 못하다는 학설이 인정되어, 최근 30년이 경과된 학교 건축의 재건축이 사회적 문제로 대두되고 있다. 실제로는 25년이상 경과된 건물에서도 구조적인 하자가 발생하는 예 가 많아 교육부에서는 대체로 25년이상 경과된 건물에 대하여 재건축을 실시하고 있다. 장안초등학교는 20년에서 30년 경과된 건물이 많은 부분을 차지하는 관계로 재건축이 실시되는 예이다. 아직까지 사용이 가능하다고 판단되는 건물은 본관의 남측부분의 교사(1983년 증축)과 신관의 우측부분(1985년 9월 23일 증축)과 별관(1993년 12월 14일 신축)교사동을 들수 있다. 때문에 이 부분에 대하여 철거할 것인가 혹은 그대로 사용할 것인가에 대한 의견이 있어, 최종적으로 별관은 그대로 사용하는 것을 원칙으로 하고 본관 남측부분은 가장 마지막 건설시기에 철거하고 신관 우측부분은 규모가 작아 철거하기로 하였다. 학교건축은 다른 일반건물과는 달리 교육이라는 기능을 충분히 발휘할수 있는 공간구성이 필수적이라 할수 있다. 여기서 말하는 교육이란 예전의 주입식 교육이 아니라 21세기를 바라보는 정보화 세계화를 지향하는 교육으로 학생 개개인의 창의성과 자주성을 발휘시킬수 있는 교육이라는 점에 대하여 의견은 없을 것이다. 이러한 교육이란 다양한 교육방법을 전제로 하며 하나의 학년을 하나의 학습그룹으로 생각하는 것은 중요한 출발점이 될 것이다. 한 학년의 그룹을 교대상의 기본으로하여 이러한 그룹에 대하여 일제학습, 그룹학습, 팀티칭, 개별학습이 이루어 질수 있는 공간을 제공하는 점을 본 장안초등학교 기본계획에서 출발점으로 하였다. 물론 학교전체 학생을 콘트롤할 수 있는 교육방법도 존재한다. 선진 외국의 예를 살펴보면 아동의 능력별 교육을 위하여 무학년제(Non-Grade)를 도입하는 경우도 있지만 아직 우리나라에서는 학급단위가 중요시되고 있다. 이 학급단위는 교육단위이면서 생활지도 단위이기도 하다. 이러한 점을 인식하여 학교건축의 간장 기본 단위가 되는 보통교실 계획을 보통교실과 오픈스페이스를 연속시킨 유니트로 계획하여 일제학습, 그룹학습, 팀티칭, 개별학습 등이 이루어 질수 있도록 하였다. 실제로는 36학급을 계획할 경우, 한학년의 6개 학급이 하나의 공통된 공간내에 그룹핑 되는 것이 바람직하지만(제3안의 배치에서 제안하여 보았지만 북측교실, 오픈스페이스의 통로화등의 문제점이 있었다), 그 규모가 너무 커서 3개학급을 하나의 유니트로 하였다. 물론 한학년이 동일한 층에 배치시켜 서로의 관련성을 높게 하였다. 특별교실 계획은 보통교실과의 관련성과 장래 지역개방의 역할을 고려하여 계획하여야 할 것이다. 장안 초등학교의 경우는 별관을 그대로 사용 한다는 조건이 있기 때문에 기존의 편복도 형식의 교실에서는 보통교실 계획의 어려움이 있어 특별 교실동으로 고려하였다. 때문에 지역개방에 대해서는 문제점을 안고 있다. 체육관은 기준령에는 권장시설로 되어 있지만 학교시설에 필수적인 시설이라 생각한다. 체육은 국민건강에 직결되기 때문이다. 또한 체육관 건설은 실외체육 실내체육에 대응할 뿐 아니라 학교 행사등에 유용히 사용되기 때문에 더욱 필요시설이라 할수 있겠다. 또한 지역개방을 위하여 정문 혹은 후문 가까이에 배치시키는 것은 필수적이다. 별관, 체육관, 운동장, 후문측에 12학급용의 단독건물 등의 기본적인 제약조건을 고려하여 배치하자면 자연히 교실동들이 분산되는 결과를 낳게된다. 이러한 각각의 교사동을 A동을 중심으로 구름다리로 연결하여 동선의 불편함을 해소시켰다. 주차장은 후문 가까이에 약 10정도의 주차공간이 확보가능하다. 이외에는 운동장을 사용하는 방법과 체육관의 1층부분을 필로티로 하여 그곳에 20대 정도 주차시키는 방안이 있다. 주차는 많을수록 편리는 하겠지만 제한된 대지에 모두 만족 시켜주기는 불가능하다. 공공용의 주차와 소방에 필요한 동선이 요구된다. 특히 도심주차난을 생각할 때는 차라리 적극적으로 지하주차장을 계획하는 방안이 있을 것이다. 마지막으로 현재 67학급은 초대형 규모로 초등학교 규모로는 적합하지 못하다. 장래를 고려하여 48학급에서 최종적으로 36학급으로 계획하였으나 한동안은 67학급이 그대로 유지될 것으로 보인다. 신설 초등학교가 가까운 시기에 개교될 것을 기대한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.1049-1058
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• 2009

한국의 철도공장은 철도도입과 함께 설립되었고 근대기 산업건축의 중심이 되었다. 한국 철도공장의 대표적 사례인 용산공장에는 근대기 건물이 다수 현존하는데, 특히 규모를 잘 보존하고 있어 이를 중심으로 근대기 건물의 건축적 특성을 살펴보고자 한다. 한국의 철도공장은 입지조건이 적합한 곳에 건립되었고, 작업공정에 따른 시설 배치, 각각의 용도와 기능에 따른 독특한 구조 및 단면 입면의 형태를 갖고 있고 철골구조와 철근콘크리트 구조를 적극 도입하여 구조적 변환기로서의 특성을 보여주고 있다. 따라서 철도공장이 한국 근대 공장건축의 초기적 특성을 갖고 있고 한국 근대기의 산업건축유산으로써, 중요한 가치를 지닌 과제임을 밝히려 한다.