• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권4호
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• pp.531-543
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• 2023

The existing concrete bridges are time-varying working systems, where the maintenance strategy should be planned according to the time-varying performance of the bridge. This work proposes a time-dependent residual capacity assessment procedure, which considers the non-stationary bridge load effects under growing traffic and non-stationary structural deterioration owing to material degradations. Lifetime bridge load effects under traffic growth are predicated by the non-stationary peaks-over-threshold (POT) method using time-dependent generalized Pareto distribution (GPD) models. The non-stationary structural resistance owing to material degradation is modeled by incorporating the Gamma deterioration process and field inspection data. A three-span continuous box-girder bridge is illustrated as an example to demonstrate the application of the proposed procedure, and the time-varying reliability indexes of the bridge girder are calculated. The accuracy of the proposed non-stationary POT method is verified through numerical examples, where the shape parameter of the time-varying GPD model is constant but the threshold and scale parameters are polynomial functions increasing with time. The case study illustrates that the residual flexural capacities show a degradation trend from a slow decrease to an accelerated decrease under traffic growth and material degradation. The reliability index for the mid-span cross-section reduces from 4.91 to 4.55 after being in service for 100 years, and the value is from 4.96 to 4.75 for the mid-support cross-section. The studied bridge shows no safety risk under traffic growth and structural deterioration owing to its high design safety reserve. However, applying the proposed numerical approach to analyze the degradation of residual bearing capacity for bridge structures with low safety reserves is of great significance for management and maintenance.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권2호
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• pp.165-175
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• 2024

Rotating beams play a crucial role in representing complex mechanical components that are prevalent in vital sectors like energy and transportation industries. These components are susceptible to the initiation and propagation of cracks, posing a substantial risk to their structural integrity. This study presents a two-stage methodology for detecting the location and estimating the size of an open-edge transverse crack in a rotating Euler-Bernoulli beam with a uniform cross-section. Understanding the dynamic behavior of beams is vital for the effective design and evaluation of their operational performance. In this regard, modal parameters such as natural frequencies and eigenmodes are frequently employed to detect and identify damages in mechanical components. In this instance, the Frobenius method has been employed to determine the first two natural frequencies and corresponding eigenmodes associated with flapwise bending vibration. These calculations have been performed by solving the governing differential equation that describes the motion of the beam. Various parameters have been considered, such as rotational speed, beam slenderness, hub radius, and crack size and location. The effect of the crack has been replaced by a rotational spring whose stiffness represents the increase in local flexibility as a result of the damage presence. In the initial phase of the proposed methodology, a damage index utilizing the slope of the beam's eigenmode has been employed to estimate the location of the crack. After detecting the presence of damage, the size of the crack is determined using a Genetic Algorithm optimization technique. The ultimate goal of the proposed methodology is to enable the development of more suitable and reliable maintenance plans.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.202-208
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• 2005

현재 국내에서는 연약지반의 성토를 실시할 경우 성토사면의 안정을 관리하는데 있어 외국의 기준에 의존하는 경향이 있다. 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 곡선안정관리법, 변위속도안정관리기법, 직선안정관리기법, 성토하중관리법 등이 사용되고 있다. 본 연구는 수치해석을 통해 사면안정과 성토 안전관리법의 적용성을 검토하였다. 연구결과 곡선안정관리법은 다소 과대한 것으로 평가되었으며 직선안정관리법은 갑작스런 파괴의 위험이 있는 것으로 계측관리에 세심한 주의가 필요할 것으로 평가되었다. 그러나 변위속도 안정관리법은 과소평가되는 경향이 있으나 이는 현장의 불확실성을 고려할 때 현장적용에 적합한 것으로 평가되었다. 성토하중관리법은 파괴기준 값이 ${\Delta}_q/{\Delta}{\delta}$의 값보다 클 경우 안정하다고 평가하는 방법으로 실무에 적용할 경우에는 파괴기준 값의 산정에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 성토하중에 대한 ${\Delta}_q/{\Delta}{\delta}$값이 계속적인 증가 경향을 보일 경우 안정한 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.104-112
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• 2019

3D 프린팅용 시멘트 복합체 모르타르의 재료적 특성을 평가하고 굳지 않은 상태에서의 모르타르 간극비를 단일지표로 하여 프린팅이 가능한 성능 범위를 산출하였다. 시험 결과, W/B가 증가하면 모르타르 흐름값은 증가하였으며 밀도와 강도는 감소하였다. SS/B가 증가하면 모르타르 흐름값은 감소하였다. 그러나 강도와 밀도는 특정 SS/B까지 증가하다 감소하였다. Ad/B가 증가할수록 모르타르 흐름값, 밀도, 강도는 감소하였다. 이러한 경향성은 따른 3D 프린팅용 모르타르의 목표 성능 만족하기 위한 배합설계를 어렵게 한다. 한편, 간극비가 증가할수록 모르타르 흐름값은 비례적으로 증가하는 반면 밀도와 강도는 감소하는 경향을 보였으며, 그 상관성은 높게 나타났다. 이는 배합설계에 따른 재료적 특성을 제어하는 단일지표로서 간극비를 활용할 수 있음을 나타낸다. 3D 프린터로 출력 가능한 모르타르 배합범위를 시험한 결과, 간극비가 0.6~0.7일 때 출력이 가능하였다. 이를 검증하기 위해 W/B 35.0 %, SS/B 60.0 %, Ad/B 0.1%를 배합하여 간극비를 0.634로 설계했을 때 출력이 가능하였다. 그러나 3D 프린팅 출력 모르타르의 품질을 향상하기 위해서는 혼화제를 활용하는 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.103-113
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• 2017

고강도 콘크리트를 사용한 기초 부재의 수화열 제어를 위하여 지연형과 표준형 콘크리트 배합설계를 제안하고, 합리적인 타설 높이 구현이 가능하도록 유한요소해석을 실시하였다. 또한, 실물 실험을 통하여 해석결과와 비교하여 온도응력 저감 효과를 평가하였다. $6.5m{\times}6.5m{\times}3.5m$ 크기의 대형 부재에 지연형 및 표준형 콘크리트를 수평분할 타설한 결과, 최고온도 $77^{\circ}C$에서 중심부와 표면부의 온도차를 $25^{\circ}C$ 이내로 관리가 가능한 것으로 나타났다. 또한, 유한요소해석에 의한 온도균열지수가 1.49로 나타나 온도균열에 발생하지 않는 것으로 예측되었다. 지연형 및 표준형 콘크리트의 수평분할 타설이 고강도 매스콘크리트의 수화열에 의한 온도 응력 해소에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 농촌계획
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• 제22권4호
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• pp.131-138
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• 2016

Recently, the cultivated area is reduced, the ratio of upland-field in the total cultivated area is increasing relative appeared in 36.2% in 1990 from 43.7% in 2013. If upland-field can be applied well designed-infrastructure, good income crop production is possible, however, maintenance of infrastructure and a significant portion of the upland-field is maintained under insufficient infrastructure. While imports of agricultural products expanded since the 2000s in progress, looking at the self-sufficiency of upland-field crops, it is reduced to from 90% to 42% for the pepper, it is from 90% to 74% for the garlic, cereals is reduced from 42% by 26%. As a result of these conditions, the competitiveness of farmers has weakened, the risk to meet the challenges of this area of production and supply reduction increased. This study was the first to conduct a basic evaluation index, data analysis and evaluation of indicators to diagnose the agricultural production capacity of the upland field. 12 kinds classified index of producing conditions from the natural environment and eight factors for the cultivation and production capabilities have developed for the assessment of productivity of upland-field (especially Kimchi cabbage). Through this regional imbalance was found, based on the production capabilities conditions are good in Haenam, Gangneung, Pyeongchang. 3 Regions have been low and the lowest Youngwol to 0.8992. Climate(Cultivation conditions) indicators of Mungyeong region is the highest, relatively low areas were in Taebaek. In particular, it is determined to be preferred that the area required for the enhancing the production environment based on providing the convenience for the producing and maintenance of the first production area. It is necessary Increasing part of mechanization, agro-industrial competitiveness through aggressive management plans for facilities as required in the process of post-harvest storage, processing, distribution line can be improved.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.114-123
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• 2013

본 연구는 재생 PET 섬유의 구조보강성능을 규명하기 위한 연구의 일환으로 수행되었다. 재생 PET 섬유의 구조보강성능을 규명하기 위하여 철근 콘크리트 슬래브 부재를 제작하여 휨 성능을 수행하고 기존 합성섬유인 PP 섬유와 합성섬유를 혼입하지 않은 Plain 시편과 비교하였으며, 또한 섬유의 혼입율에 따른 거동을 평가하였다. 실험결과 압축강도는 섬유의 혼입율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며 감소 비율은 약 2~7%정도로 나타났다. 휨 실험결과로부터 Plain 시편의 극한성능이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 에너지 흡수 능력과 연성지수는 재생 PET 섬유를 0.5% 혼입한 시편이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 보 시편에 적용한 경우에는 Plain 시편에 비해 연성능력 뿐 아니라 극한성능도 증가되는 것으로 나타났으나 슬래브 시편의 경우 연성능력은 증가되나 극한성능이 감소하는 것을 확인 할 수 있어 보 시편에 비해 상대적으로 보강효과가 적게 나타나고 있다. 따라서 슬래브 구조물에 적용할 경우에는 배합과 혼입량을 적절히 사용해야 할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.124-132
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• 2013

손상된 구조물의 동적응답신호를 역해석함으로써 손상위치와 정도를 파악할 수 있다. 일반적으로 손상 전 후 고유진동수의 변화로부터 강성의 감소량을 구하고, 모드형상의 변화로부터 손상위치를 파악할 수 있다. 토목구조물의 경우 동적 응답신호로부터 손상을 검출코자 하는 연구가 상당히 진행되었으며 실용화 되었다. 그러나 건축구조물의 경우 몇 가지 문제로 인하여 이에 대한 연구가 활발히 진행되지 못하고 있다. 본 연구에서는 모드형상을 이용한 전단형 건물의 손상위치 추적방안을 제시 하고자 한다. 전단형 건물의 손상 전 후 1차 모드강성의 차이를 이용한 손상위치 추적지수를 이론적으로 고찰하였으며, 이를 Matlab 또는 MIDAS GENw와 같은 수치해석모델에 적용함으로써 손상위치추적기법의 타당성을 검증하였다. 또한 소형 진동대 실험을 수행하고 실측된 동적응답신호를 이용하여 손상위치를 추적함으로써 실구조물에 대한 적용성을 검토하였다. 진동대 실험결과 층강성이 25% 감소할 때 1차 모드 진동수는 12%증가 하였으며, 손상위치 지수는 손상 층에서 마이너스 값을 나타내었다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권5호
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• pp.625-633
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• 2016

This study was conducted to investigate the influence of hydrophilic polymer (HP) mixture ratio (Control, 1.0%, 2.5%, 5.0%, and 10.0%) on growth of eggplant (Solanum melongena) for lower maintenance urban agriculture via green roofs. Although it was not statistically significant (p > 0.05), substrate temperature was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. High substrate water content (95%) was found consistently in growing media under elevated hydrophilic polymer mixture ratio at over 5% during the entire growing period. Substrate electronic conductivity was increased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. Growth index was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. It was reduced about 1/3 and 1/5 compared to that of Control in HP5.0 and HP10.0 treatment plants, respectively. Number of leaves, leaf length, and leaf width were decreased in following order: Control> HP1.0> HP2.5> HP5.0> HP10.0 treatments. There numbers were significantly lower in HP5.0 and HP10.0 treatment plants. Dry weight of shoot and root were decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. They were reduced by 1/4 compared to those of Control treatment plants. In addition, visual value was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. Plants grown in HP1.0, HP2.5, and HP5.0 treatments all survived. However, plants grown in the HP10.0 treatment had the lowest survival rate (56%) after 3 months of growing. These results indicate that the advantage of adding hydrophilic polymer to green roof growing media may greater during dry periods. However, the proper mixture proportion of hydrophilic polymer should be determined according to different characteristics of growing media and plant species.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권4호
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• pp.686-692
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• 2006

본 연구는 1998년부터 2004년까지 조선대 소아치과에 내원한 환자 중 상악 중절치와 상악 견치의 편측성 매복으로 진단되어 closed-eruption technique을 이용한 외과적 노출 후 교정 적 견인을 시행하고 치료가 끝난 24명 (상악 중절치 10명, 상악 견치 14명)의 환자를 대상으로 하여 정상적으로 맹출한 인접 및 반대측 치아와 매복치의 치주적인 상태를 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 치주적인 평가에서 gingival index와 plaque index, pocket depth와 부착 치은의 비교시 견인을 시행한 상악 중절치, 견치 모두 대조군과 비교하여 유의할 만한 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 2. 상악 중절치의 골지지도 평가에서 근심부간과 윈심부간에 인접 중절치와 비교하여 유의할 만한 차이가 나타났다(P<0.05). 3. 상악 견치의 골지지도 평가시 견인치와 정상 맹출 치아간에 유의차를 보이지 않았다(P>0.05). 이상의 결과를 종합하여 볼 때 임상에서 closed-eruption technique을 이용한 외과적 노출 후 교정적인 견인을 이용한 매복치의 치료가 치은조직의 재생에 긍정적인 영향을 주고, 심미적으로 보다 안정적임을 알 수 있었으며, 상악 중절치 치료 시 견인의 방향과 힘 적용에 있어 정상 치조골의 양상을 유지하는지 관찰하여야 할 것으로 사료된다.