• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.101-109
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• 2018

실험과 유한요소코드를 이용한 수치해석은 폭발 하중에 의한 구조거동을 이해하는 유용한 방법이다. 그러나 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동에 대한 유한요소해석 결과와 실험적 검증에 대한 자료는 극히 드물다. 이 논문에서는 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동을 수치해석과 실험적으로 연구하였다. 방 하나짜리 축소형 콘크리트 내력벽 건물 중심에서 TNT가 기폭되는 상황을 고려하였다. 내부 폭풍압 분포와 철근콘크리트 벽 거동 분석은 유한요소 해석 코드인 ANSYS AUTODYN을 사용하였다. 수치해석과 실험을 비교한 결과 방 내부 세 곳에서 측정한 폭풍압과 두 벽 중심의 변위, 네 벽의 파손형태가 유사하게 나타났다. 또한 내부폭발 시 구조부재 거동에 대한 수치해석의 타당성과 정당성을 구조적 피해평가 측면에서 논의한 결과, 해석과 실험에서 같은 파손으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.83-91
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• 2021

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 (R/C) 구조체와 내진보강 부재의 접합부의 성능을 향상시키기 위해서 접합부에 탄성패드를 가지는 새로운 H형강 철골프레임 내부접합형 내진보강공법 (H-section Steel Frame with Elastic Pad, HSFEP)을 제안하였다. HSFEP 시스템은 필요 내진보강량 산정이 간편한 내력향상형 보강공법으로서, 전단파괴가 발생할 가능성이 매우 높은 비내진상세를 가지는 중·저층 R/C 건축물에 적합한 공법이다. 본 연구에서 제안한 HSFEP 내진보강공법의 유용성을 검증하기 위하여 비내진상세를 가지는 국내 R/C 건축물을 바탕으로 실물 2층 골조 실험체를 제작하여 유사동적실험을 수행하여 최대지진응답 하중 및 변위, 지진피해정도를 중심으로 내진보강효과를 검토하였다. 실험결과 본 연구에서 개발한 HSFEP 내부접합형 내진보강법은 접합부성능이 개선되었으며, 효과적으로 수평극한내력을 증진시킴과 동시에 대지진 입력 시에도 지진응답변위를 매우 효과적으로 억제시켰다.

• 토지주택연구
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• 제12권2호
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• pp.109-120
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• 2021

미래를 위협하는 요인의 하나로 이산화탄소 증가로 인한 지구온난화가 지적되고 있다. 각 나라들과 각 산업별로 이산화탄소 배출량을 줄이고자 하는 노력을 기울이고 있으며 전과정 평가라는 정량화된 방법으로 구조물 및 건축물의 전과정 동안 발생하는 환경부하 및 환경영향을 정량적으로 평가하고 았다. 하지만 건설분야의 경우에는 LCI DB도 충분히 구축되어 있지 않고 전과정 기간이 매우 길고 구조물 및 건축물도 유일무이한 경우가 많아서 전과정 평가를 수행하는데 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 아주 정확한 탄소배출량을 추정하기 보다는 발주가 또는 설계자가 환경부하 저감과 관련한 신속한 의사결정이 필요한 경우에 적은 노력으로 이산화탄소 배출량을 편리하게 추정할 수 있는 간략화된 추정모델을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 전국 25개 도로현장 데이터를 이용하여 일반적인 LCA를 수행하였으며 수행된 결과를 이용하여 다중회귀분석을 실시하여 간편 추정식을 도출하였다. 간편 추정식으로 산출된 이산화타소 배출량과 일반적인 LCA를 수행하여 추정한 배출량을 비교한 결과 16개 도로현장의 경우에 오차율이 5% 미만으로 의미있는 결과가 도출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.269-275
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• 2019

경제 규모의 확장으로 국가 산업이 점차 발전해 나갈수록 사회 인프라를 구축하기 위한 대형 초고층 구조물의 건설이 증가함에 따라 상부의 큰하중을 하부의 암반지지층까지 안전하게 전달할 수 있는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 우리나라의 단단한 암반층을 활용하여 지지력을 극대화 할 수 있도록 PHC의 콘크리트 압축강도를 기존 80 MPa에서 110 MPa로 높인 초고강도PHC에, 말뚝의 선단을 확장시킨 선단확장PHC를 항타공법과 매입공법으로 시공한 후 재하시험을 통해 지지력의 경향성을 확인해 보았다. 항타공법을 사용하여 선단확장PHC의 지지력을 측정해 본 결과 주면마찰력이 일반 PHC에 비해 작게 나타났으며, Stet-up 효과도 미미하게 나타나 지지력 측면에서 우위를 가질 수 없었다. 그러나 매입공법 적용시 주면마찰력의 발휘 효과는 주면부와 지반의 간격이 넓어 시멘트페이스트가 밀실히 채워질 경우 지지력 증가효과가 기대된다. 또한 초고강도PHC가 일반PHC에 비해 높은 지지력이 나타났으며, 허용항타응력도 60% 이내로 나타나 좀 더 견고한 지반까지 안전한 시공이 가능하였다. 따라서 초고강도PHC의 높아진 강도를 활용하기 위해서는 말뚝의 선단부를 연암의 강도를 지닌 지반에 설계하는 것이 말뚝 본수를 크게 절감 할 수 있으며, 시공비 절감과 공기단축의 효과도 얻을 수 있을 것이다.

• 지질공학
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• 제29권2호
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• pp.123-136
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• 2019

본 연구는 비탈면의 불안정으로 인한 붕괴현상인 땅밀림 붕괴가 발생하는 지역에 지하수위 하강을 위한 집수정의 설치 효과를 평가하기 위해서 수행되었다. 비탈면은 지형, 지질적인 내적 특성과 강우와 지진 등 외적 요인의 불안정성이 증가하는 경우 붕괴현상이 유발된다. 우리나라는 우기의 강우 침투에 의하여 토층 내 지하수위가 증가하고, 이로 인한 간극수압의 형성 및 하중 증가로 인하여 붕괴현상이 발생된다. 토양 내 강우침투로 인한 비탈면의 붕괴로 산림훼손이 급증하고 있는 현실이다. 연구대상 비탈면은 계곡과 인접하여 위치하고 지형 형태상으로는 완경사지의 산록완경사면에 해당하고, 붕괴면 상부는 급경사지를 이루고 있다. 땅밀림이 발생되는 지형에 보강공사와 더불어 비탈면에 집수정 설치로 인한 지하수위 변화를 계측하였다. 계측자료를 통하여 집수정이 비탈면에 미치는 연관성을 분석하고자 집수정 설치 전 후의 지하수위-강우량 비를 산출하였으며, 분석 결과 집수정 설치로 지하수위-강우량 비가 증가하여 지하수위를 저하시키는 영향이 있음을 확인하였다. 선행강우량을 3일, 7일, 15일 기준으로 강우량에 따른 지하수위 변화를 분석한 결과, 전체적으로 지하수위가 높으면 지하수위-강우량 비 $r_p$가 작게 나타났으며 지하수위가 낮아지면 상대적으로 큰 값을 보였다. 또한 본 연구지역과 같이 집수유역이 큰 비탈면의 경우는 선행강우량이 지하수에 미치는 영향이 3일 < 7일 < 15일 선행강우량 순으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권6호
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• pp.769-781
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• 2019

Dynamic displacement response of civil structures is an important index for in-construction and in-service structural condition assessment. However, accurately measuring the displacement of large-scale civil structures such as high-rise buildings still remains as a challenging task. In order to cope with this problem, a vision-based system with the use of industrial digital camera and image processing has been developed for long-distance, remote, and real-time monitoring of dynamic displacement of supertall structures. Instead of acquiring image signals, the proposed system traces only the coordinates of the target points, therefore enabling real-time monitoring and display of displacement responses in a relatively high sampling rate. This study addresses the in-situ experimental verification of the developed vision-based system on the Canton Tower of 600 m high. To facilitate the verification, a GPS system is used to calibrate/verify the structural displacement responses measured by the vision-based system. Meanwhile, an accelerometer deployed in the vicinity of the target point also provides frequency-domain information for comparison. Special attention has been given on understanding the influence of the surrounding light on the monitoring results. For this purpose, the experimental tests are conducted in daytime and nighttime through placing the vision-based system outside the tower (in a brilliant environment) and inside the tower (in a dark environment), respectively. The results indicate that the displacement response time histories monitored by the vision-based system not only match well with those acquired by the GPS receiver, but also have higher fidelity and are less noise-corrupted. In addition, the low-order modal frequencies of the building identified with use of the data obtained from the vision-based system are all in good agreement with those obtained from the accelerometer, the GPS receiver and an elaborate finite element model. Especially, the vision-based system placed at the bottom of the enclosed elevator shaft offers better monitoring data compared with the system placed outside the tower. Based on a wavelet filtering technique, the displacement response time histories obtained by the vision-based system are easily decomposed into two parts: a quasi-static ingredient primarily resulting from temperature variation and a dynamic component mainly caused by fluctuating wind load.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.411-429
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• 2022

NATM 터널에서 계측은 필수 불가결한 요소이나 계측기의 신뢰도를 검증할 방법, 절차, 규정 등에 대한 연구가 부족함으로 인해 터널에서 계측기가 성능검증 절차 없이 설치 및 적용되고 있다. 본 연구에서는 국내외 계측 검·교정 관련 규정을 조사하고 공인 인정기준의 필요성을 제시하였다. 또한 터널계측기 중 록볼트 축력계와 지중변위계를 대상으로 계측기의 불량원인을 외관검사로 파악하였으며 성능검사를 위해 단계별 하중 재하가 가능한 검증 장치를 개발하여 국내 9개 계측제조업체의 정밀계측기 불량원인을 파악하였다. 개별센서 위주의 성능테스트도 중요하나 완제품 상태에서 검증 절차를 통과해야 함이 필수적이므로 이에 따른 성능검사 방법과 절차를 제시하였다. 본 연구를 통하여 향후 계측기 성능검증을 위한 관련 규정 마련과 현장에서 계측기를 선정하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.119-131
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• 2021

초근접 병렬터널의 필라부에는 응력이 집중되고, 기존에는 터널의 안정성을 확보하기 위하여 강연선을 이용하여 필라부를 보강한다. 하지만 토사 지반에서는 필라부의 강도가 감소하기 때문에 필라부를 강연선으로 보강하는 것으로는 터널 안전성을 충분히 확보하지 못한다. 본 연구에서는 초근접 병렬터널의 필라부를 강관으로 보강하는 새로운 공법의 보강효과를 검토하기 위하여 실내터널모형실험을 수행하였다. 그 결과 상부응력에 대한 필라부의 지지능력은 강관 보강하는 경우가 강연선 보강하는 경우보다 22% 큰 것으로 나타났다. Particle Image Velocimetry 기법을 이용한 분석결과 필라부 강관 보강은 강연선 보강보다 병렬터널과 필라부에 상재하중이 균일하게 작용할 수 있는 더 유리한 조건을 형성하였다. 실험결과에 기반하여 필라부 강관보강공법은 강연선 보강공법보다 터널 안정성에 긍정적인 효과를 가져올 것으로 기대된다.

• 한국포장학회지
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• 제28권3호
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• pp.201-210
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• 2022

Expanded polystyrene (EPS) is the most commonly used fresh food refrigeration insulation in Korea and Europe. Moreover, as the use of disposable packaging materials has increased significantly along with non-face-to-face delivery services since the COVID-19 crisis, social issues related to waste disposal are also being raised. Therefore, in this study, the life cycle of EPS boxes for fresh food is focused on the factors that have a large difference between incineration and landfill including recycling in Europe and Korea in the disposal process after use, and raw materials and energy in the manufacturing process, which account for a large portion of the environmental impact value. We tried to compare the environmental impact of evaluation. Overall, the raw material production stage, box manufacturing stage, and packaging stage have similar processes in Europe and Korea, but unlike Europe, Korea, which lacks landfills and incineration facilities, has focused on expanding the recycling rate. It was necessary to do an environmental impact assessment. Data affecting the environment were derived based on 2019 and 2020 data for Korea and 2017 and 2020 data for Europe. In order to predict the future environmental impact assessment, assumptions about the disposal rate in 2025 and 2030 were introduced and evaluated. As a result of this study, it was found that the raw material production stage of EPS boxes, which have similar processes in both Korea and Europe, has the greatest effect on the global warming effect of Korean EPS boxes. However, Korea, which has a relatively high recycling rate in the disposal process compared to incineration and landfill, showed better environmental performance than Europe in most impact indicators except freshwater eutrophication. In particular, Korea has increased the overall recycling rate compared to Europe by replacing various recyclable materials such as building materials and sundries with XPS (extruded polystyrene) recycled materials. In conclusion, it was found that increasing the recycling rate rather than incinerating and landfilling EPS boxes for fresh food in the domestic EPS industry has relatively less environmental load compared to Europe.