• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.163-173
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• 2012

원형강관의 접합부는 다양한 상세를 가지고 있으며 접합부가 항복에 이를 경우 복잡한 국부변형을 유발한다. 이러한 접합부의 국부변형을 고려한 단순화된 설계식의 제안은 매우 어려운 문제이다. 원형강관접합부 설계를 위한 현행 한국구조기준(KBC 2009)에서는 AISC의 설계식과 매우 유사한 단순화된 설계식을 제시하고 있다. 현행 설계식은 원형강관 부재의 재질에 대하여 항복강도는 최대 360MPa 항복비는 0.8로 각각 제한하고 있어서 구조기준에서 제한하는 최대항복강도 이상의 강재를 사용할 경우에는 유사 상세접합부를 대상으로 구조실험이나 합리적인 해석 등을 통하여 안전성을 검증한 후 사용하도록 하고 있다. 본 논문에서는 고강도강재(HSB600)와 일반구조용강재 (SS400)를 이용한 원형강관-직각방향 거셋플레이트 접합부에 횡력(수평력)이 작용하는 실험과 정밀모델 유한요소해석을 실시하였다. 유한요소해석 및 실험결과를 현행 설계식과 비교분석하여 향후 접합부 설계식의 개정에 기초적 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.65-76
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• 2022

국내 건설기술의 발전을 도모하고 국가경쟁력을 제고하기 위한 목적으로 1989년 도입된 건설 신기술 지정제도는 심사과정에서 신기술의 원가계산서를 검토하고, 설계·시공 공사비, 유지관리비 등 비용절감효과와 공사기간 단축 효과를 경제성 항목으로 평가하고 있다. 그러나 이 과정에서 고유기술에 대하여 공사비산정기준관리기관과 신기술 개발자간의 의견차이가 빈번히 발생하고 있으며, 또한 현행 신기술에 대한 원가산정기준이 단위수량당 소요량만을 제시하는 방식으로 생산성에 대한 정보가 부재하여 기존 유사 기술과의 공사기간에 대한 객관적인 비교가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 건설 신기술 심사 시 원가산정기준 검토절차와 심사기준, 신기술 품셈 작성방법 등 현황을 분석하고 해외 원가산정기준과 비교하여 현행 건설 신기술의 원가산정기준 개선방안을 제시하였다. 제시한 개선방안은 작업조 기반의 생산성 정보를 제공하고, 적용단가를 제시하여 원가기준의 투명성을 확보할 수 있도록 구성하였으며, 신기술의 특성을 고려하여 재료비와 기계경비에 대한 원가정보 역시 제공할 수 있도록 하였다. 본 연구의 개선된 원가산정 기준을 통해 발주자에게 신기술에 대한 원가정보를 현행보다 세부적으로 제공하고, 공사비 산정 과정을 보다 간소화함으로써 건설 신기술의 활용과 현장적용성을 향상시킬 수 있으리라 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.801-814
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• 2015

이 논문에서는 스트럿-타이 모델을 이용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 해석 및 설계 시 프리스트레스트 콘크리트 보의 비선형 파괴거동 특성 및 복잡한 하중전달 메커니즘을 합리적인 방법으로 반영할 수 있는 단순한 형태의 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준서의 스트럿-타이 모델 규정을 이 연구에서 제안한 부정정 스트럿-타이 모델에 접목시켜 프리스트레스트 콘크리트 보의 해석 및 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 이 연구에서 제안한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율의 적합성을 검증하기 위해 파괴실험이 수행된 47개의 프리스트레스트 콘크리트 보의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과를 현행 설계기준서의 스트럿-타이 모델 방법에 의한 평가결과와 비교분석 하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권4호
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• pp.451-456
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• 2012

최근에 건설되는 고층 건물들은 지하 3층 이상의 깊은 지하층을 갖는 경우가 일반적이며, 이 경우에 국내 지반의 특성상 기반암 깊이가 얕아 지하층하부가 암반에 장착되거나 지중에 위치하는 경우가 많다. 현행 우리나라 내진설계기준의 지진하중은 자유장인 지표면에서의 응답을 바탕으로 하고 있어 말뚝이 매설된 기초 하부 지반에서의 지진하중과 상이하므로 비교 및 검증이 요구된다. 이를 위하여 본 연구에서는 2차원 동적(2D Dynamic) 수치해석 기법을 이용하여 말뚝기초가 기반암에 근입될 때 말뚝 강성효과에 의한 기초저면에서의 지진하중 감소를 확인하였으며 경제적인 내진설계를 수행할 수 있는 가능성을 확인해 보았다. 현행 내진 설계기준에 따른 자유장 지표면 가속도를 설계 지진 하중산정 과정에서 말뚝 강성을 고려한 지진 하중 저감효과를 평가하기 위해 PLAXIS 2D 프로그램을 사용하여 말뚝 개수 4개, 8개, 12개인 세가지 말뚝 배치 경우에 대하여 지중 및 기초상부의 최대 지진 가속도와 동일 깊이의 자유장 최대 지진 가속도를 수치해석을 통하여 비교한 결과, 지반내 매설된 말뚝 기초에 의해 20~25%가량의 지진하중 저감효과가 있는 것을 확인하였다. 그러나 말뚝의 개수 및 콘크리트 기초의 크기는 지진응답 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 평가되었다.

• 대한교통학회지
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• 제26권2호
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• pp.167-176
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• 2008

최근의 교통사고 발생현황에 비추어 볼 때 전체 사망자는 감소하고 있는 반면, 중앙선 침범에 의한 사망자는 여전히 전체 사고의 높은 구성비를 나타내어 교통사고 피해 현황(사망, 부상)에 있어서 중앙선 침범이 안전운전 불이행에 이어 두 번째로 주요한 교통사고 원인으로 부각되고 있다. 이러한 사고를 줄이기 위한 대책의 일환으로 중앙분리대에 방호울타리를 사용하고 있으나, 해당 시설물에 대한 명확한 설계기준이 부족한 것이 현실이다. 특히, 중앙분리대 설계기준에 있어서 현행의 충격량 산정의 방법은 일률적인 속도와 침범각도를 이용하여 운전자의 주행행태를 고려하지 못한 채로 제시되고 있으며, 충격량 산정에 관한 구체적인 연구보다는 개발된 방호울타리의 성능시험 평가를 통해 현장에 적용하고 있다. 이에 본 연구에서는 운전자의 주행특성을 고려하여 주행속도를 적용하고 도로의 기하구조에 따른 침범각을 산정하여 보다 현실적이며 합리적인 충격량을 산정한다. 합리적인 충격량의 산정은 중앙분리대의 과대설계로 인한 국고의 낭비와 과소설치로 인한 안전문제를 해결하는데 일조할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.115-130
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• 2013

본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa를 지니는 고강도 강재로 조립된 H형강보의 횡지지거리에 따른 횡비틀림 좌굴강도를 현행 강구조설계기준(KBC 2009, AISC-LRFD 2010)을 바탕으로 평가하였다. 현행 기준은 고강도 강재와 응력도-변형도 특성이 확연히 다른 항복강도 350MPa 이하의 일반강을 전제로 정립된 것으로서, 고강도 강재에 대한 현행 기준의 적합성 여부가 우선 검토되어야 한다. 본 연구의 실험체는 모두 컴팩트 단면으로서 춤-폭비(H/B) 1.7을 갖는 실험군 A(상대적 뒤틀림 강성을 통한 모멘트전달이 작은 경우)와 2.7을 갖는 실험군 B(상대적으로 모멘트전달에 뒤틀림 강성 크게 기여하는 경우)로 구성하였다. 항복 이후의 응력도-변형도 특성의 영향을 받는 비탄성 횡좌굴 거동이 유발되도록 횡지지거리를 제어하면서 횡지지 구간 내에 균등모멘트가 작용하도록 가력하였다. 두 실험군 모두 현행 기준에 요구하는 강도를 충분히 상회하였고, 특히 뒤틀림 거동을 통한 모멘트전달이 크지 않은 실험군 A의 일부실험체는 소성설계에서 요구하는 수준의 회전능력까지 발휘하였다. 이들 실험결과는 현행 기준을 고강도 강재에 보수적으로 확대하여 적용할 수 있음을 보여준다. 실험결과를 좀더 심층적으로 분석하기 위해 일반강 및 고강도강의 응력도-변형도 특성을 고려한 H형강보의 횡지지거리에 따른 비탄성 횡좌굴강도 산정식을 유효접선계수를 반영하여 해석적으로 유도하였다. 이를 통해 소재의 항복강도와 탄성계수만을 고려하여 산정되는 현행 기준의 소성횡지지거리($L_p$) 제한식은, 항복참(yield plateau)없이 즉시 변형경화하는 고강도 강재에 적용하는 경우 보수적인 결과로 귀결됨을 입증하였다. 비탄성 횡좌굴 제어를 위한 횡지지거리는 소재의 항복강도 뿐만 아니라 항복 이후의 변형경화특성까지 반영하여 정의되는 타당하므로 이에 대한 개선의 필요성이 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.53-62
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• 2004

본 논문에서는 현행 내진설계방법에 따라 설계된 역V형 보통 가새골조 (OCBF)의 비선형 정적 해석을 수행하고, 그 결과를 바탕으로 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수 및 변위 증폭계수 등을 산정하였다. 해석결과에 따르면 대부분의 해석모델에서 현행 내진설계 기준에서 제시한 값보다 작은 초과강도계수 및 반응수정계수 값을 가지는 것으로 나타났다. 그러나 수직 보강 기둥 (zipper column)으로 가새를 보강한 경우 초과강도계수 및 반등수정계수는 보통 가새 구조물에 비하여 상당히 증가하는 것으로 나타났다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.180-186
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• 2017

거의 모든 철근콘크리트 구조물의 보강 강재는 분할된 두개 이상의 철근으로 제작되며, 이러한 철근의 분할 부위를 평행한 두개의 철근으로 겹쳐 설치하는 것을 겹이음(Lap splice)이라고 부른다. 일반적으로 겹이음 설계는 무리없이 설계 강도를 만족시킬 뿐만 아니라 충분히 긴 수명을 가진다. 그러나 550MPa 이상의 항복 강도를 갖는 철근이나 인장 부재의 설계, 초고성능 섬유보강 콘크리트의 보강재 설계와 같은 경우, 현행 철근 겹이음 설계만으로는 그 한계가 발생한다. 따라서 현 겹이음 설계는 관련 기준의 추가와 구조적인 측면에서의 개선이 필요할 것으로 보여지며, 이를 위해 적절한 실험과 데이터 분석, 그리고 컴퓨터를 이용한 새로운 설계 모델의 개발 등의 과정이 필요할 것으로 여겨진다. 본 연구는 균질하지 않은 물성의 파괴를 다루는 RBSN(Rigid-Body-Spring Networks)을 통한 컴퓨터 시뮬레이션으로 더 효과적이고 정확한 겹이음 설계가 가능할 것으로 판단하고, 실제 모델링으로 그 가능성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.371-380
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• 2017

미국의 내진설계기준인 ASCE/SEI 7-10은 구조물 붕괴성능에 대한 불확실성을 고려하지 않는 등재해도 기반 내진설계의 문제점을 해결하기 위해 위험도 기반 내진설계 개념을 도입하였다. 하지만 현행 국내 내진설계기준의 경우 한반도 내에서 발생한 큰 규모의 지진기록과 구조물의 붕괴성능과 관련된 연구의 부족으로 위험도 기반 내진설계 개념을 반영하지 않고 있다. 본 연구에서는 철골 보통중심가새골조를 표본건물로 선정하여 위험도 기반 내진성능평가를 수행하였다. 건물이 위치한 지역, 높이, 지반조건을 변수로 바탕으로 표본건물에 대한 붕괴성능 평가를 수행하였으며, 국내 지진기록의 특성을 반영할 수 있는 경험적 스펙트럴 형상 예측 모델을 활용하여 지진재해도 곡선을 작성하였다. 이를 활용하여 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 위험도 적분 개념에 따라 평가하였다. 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 평가한 결과, 현행 건축구조기준에 따라 설계된 표본건물은 본 연구에서 고려한 해석 변수에 따라 붕괴확률에 상당한 차이를 보였다. 특히 국내 건축구조기준의 경우 철골 보통중심가새골조에 대한 높이제한이 없어 일부 고층표본건물에서 목표 위험도인 50년간 1%의 붕괴확률을 초과하는 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.33-42
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• 1981

현행(現行) 철근(鐵筋)콘크리트 표준시방서(標準示方書)는 WSD와 USD의 재래적(在來的)인 두 가지 설계편(設計編)으로 구성(構成)되어 있는데 이들 설계기준(設計基準)은 ACI 318-63 및 318-71 Code에 기초를 두고 있다. 이와 같이 주로 ACI 318-63 시방서(示方書)에 기초를 둔 우리의 WSD와 USD의 안전율(安全率)은 우리의 설계(設計) 및 시공실무(施工實務)에 비(比)해 부적절(不適切)한 것으로 받아들여지고 있다. 더구나 ACI의 안전율(安全率)도 확률적(確率的)으로 결정(決定)된 것이 아니고 주로 경험(經驗)과 현실성(現實性)을 고려하여 결정(決定)된 것이다. 본(本) 연구(硏究)는 현행(現行) 허용응력설계(許容應力設計) 안전율규정(安全率規定)으로 설계(設計)되는 휨 부재(部材)의 안전수준(安全水準)을 2차(次)모멘트 신뢰성이론(信賴性理論)에 의해 고찰(考察)하고, 일관성(一貫性)있는 목표신뢰성(目標信賴性)을 제공(提供)하는 철근(鐵筋) 및 콘크리트의 공칭안전율(公稱安全率)과 휨 허용응력(許容應力)을 합리적(合理的)이고도 효율적(效率的)으로 결정(決定)하는 방법(方法)을 제안(提案)하였다. Cornell의 제(第)1계(階) 이차(二次)모멘트법(法)을 하중(荷重)과 저항(抵抗) 결과변화(結果變化)의 대수변환(對數變換)에 의해 적용(適用)하는 방법(方法)을 본(本) 연구(硏究)의 신뢰성해석법(信賴性解析法)으로 사용하였다. 최적(最適) 철근비(鐵筋比)를 갖는 극한강설계(極限强設計)의 과소철근(過少鐵筋)보에 대응하는 균형철근비(均衡鐵筋比)로 설계(設計)되는 균형단면(均衡斷面)이 되도록 하는 독특한 방법으로 콘크리트의 허용압축응력(許容壓縮應力)을 유도하였다. 우리의 시공(施工) 및 설계실무(設計實務)의 수준(水準)에 적합(適合)한 ${\beta}_0=4$를 안전율(安全率) 결정(決定)을 위한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數)로 택하였다. 현행(現行) WSD 시방서(示方書)로 설계(設計)되는 RC 휨 부재(部材)의 안전(安全) 및 신뢰성(信賴性)을 여러 수치계산(數値計算)을 통해 고찰(考察)해본 결과(結果), 현행(現行) WSD 기준(基準)에 의한 설계(設計)는 비정당적(非定當的)이며 일관성(一貫性)없는 신뢰성(信賴性)으로 인하여 비경제적(非經濟的)인 설계(設計)도 된다는 사실(事實)을 알 수 있었다. 적절(適切)한 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=4$에 따른 휨 부재(部材)의 철근(鐵筋)과 콘크리트의 합리적(合理的)인 허용응력(許容應力)을 본(本) 연구(硏究)의 신뢰성이론(信賴性理論)에 의해 제안(提案)하였다.