• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.11-19
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• 2013

최근 해석프로그램과 시공기술의 발달에도 불구하고 많은 흙막이 가시설 공사현장에서 구조물의 붕괴로 인한 경제적 인적피해가 발생하고 있다. 이번 연구 현장의 지반조사 결과는 원래 설계시 조사결과와 다른 것으로 나타났다. 이러한 경우에 지반조사 결과를 통해 산정된 매개변수는 오류가 있을 가능성이 있고, 그 지반정수를 활용하여 분석한 가시설 구조물의 거동분석도 비합리적임을 추정할 수 있다. 이번 연구에서는 가시설 구조물에 영향을 주는 매개변수에 대한 상관성을 탄소성해석법을 이용하여 분석하였다. 분석방법으로 탄소성해석법에 적용되는 주요 매개변수(점착력, 지반반력계수, 하중조건)를 변화시키고 그 변화로 인한 흙막이 가시설 재료(부재)의 거동을 분석하였다. 그 결과 점착력이 재료의 거동에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 따라서 흙막이 가시설의 설계에서 지반조사 결과와 실제 지반의 확인과 여러 매개 변수중에서 점착력의 정확하고 합리적인 산정이 매우 중요함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.41-49
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• 2011

폭이 8m이상인 광폭형 비닐하우스는 농기구 사용의 편리성과 토지 활용성 등의 장점이 부각되면서 농가에 점차 보급되고 있는 실정이다. 이 논문은 광폭형 비닐하우스의 인장타이보강에 따른 효과에 관한 실험결과를 제공한다. 이미 앞선 연구에서는 농촌진흥청에서 고시된 폭이 6.5m인 단동형 비닐하우스 모델을 선정하여 인장타이보강효과에 대한 실험을 수행한바 있다. 본 연구에서는 ${\phi}48.1{\times}2.1$ 단면, 폭이 10.2m인 광폭형 비닐하우스를 선정하여 대칭하중 가력실험과, 햇빛에 의한 열이나 바람에 의한 불균형 적설하중을 산정한 편심하중 가력실험을 수행하였다. 타이를 보강하지 않은 실험체와 인장타이를 보강한 실험체의 하중-변위 관계를 비교 분석하였다. 대칭하중 가력실험에서 인장타이로 보강되어진 모델은 내력이 68~93%정도 증가하였다. 파괴모드는 무보강시에는 sway붕괴 메카니즘이 일어났으나 타이 보강시에는 아치 좌굴 메카니즘이 일어났다. 편심하중 가력실험 결과 타이로 보강하였을 경우 내력이 10~20%정도 증가하였다. 파괴모드는 무보강시에는 조합 붕괴 메카니즘이 일어났지만 타이보강시에는 아치 좌굴 메카니즘이 일어났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.488-496
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• 2023

선박 및 교량 구조물은 일종의 길이가 긴 박스형 구조로서 수직 굽힘 모멘트에 대한 저항력이 설계의 주요 인자이다. 특히 선박 거더는 반복적으로 불규칙적인 파랑하중에 장시간 노출되어 있기 때문에 구조부재의 연속 붕괴 거동을 정확하게 예측하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 순수 휨모멘트를 받는 박스거더의 하중 변화에 따른 좌굴을 포함한 소성 붕괴 거동을 수치해석적 방법을 이용하여 분석하였다. 분석대상은 Gordo 실험에서 사용한 세 가지 박스거더로 선정하였다. 구조강도 실험 결과와 비선형 유한요소해석에 의한 결과를 비교하여 차이가 발생하는 원인에 대해서 고찰하였다. 본 논문에서는 카본스틸 재료의 제작 시 필연적으로 사용하는 용접열에 의한 초기 처짐의 영향을 반영하기 위하여 전체와 국부적인 처짐 형상의 조합을 제안하였고, 이 결과는 실험 결과와 거동 및 최종강도 추정율이 7% 이내에서 잘 일치하고 있었다. 논문에서 검토한 절차 및 초기 처짐 구성에 대한 내용은 향후 유사 구조물의 최종강도를 분석하는데 좋은 지침으로 사용할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권1호
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• pp.127-143
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• 2015

In conventional seismic design, structures are assumed to be fixed at the base. To reduce the impact of earthquake loading, while at the same time providing an economically feasible structure, minor damage is tolerated in the form of controlled plastic hinging at predefined locations in the structure. Uplift is traditionally not permitted because of concerns that it would lead to collapse. However, observations of damage to structures that have been through major earthquakes reveal that partial and temporary uplift of structures can be beneficial in many cases. Allowing a structure to move as a rigid body is in fact one way to limit activated seismic forces that could lead to severe inelastic deformations. To further reduce the induced seismic energy, slip-friction connectors could be installed to act both as hold-downs resisting overturning and as contributors to structural damping. This paper reviews recent research on the concept, with a focus on timber shear walls. A novel approach used to achieve the desired sliding threshold in the slip-friction connectors is described. The wall uplifts when this threshold is reached, thereby imparting ductility to the structure. To resist base shear an innovative shear key was developed. Recent research confirms that the proposed system of timber wall, shear key, and slip-friction connectors, are feasible as a ductile and low-damage structural solution. Additional numerical studies explore the interaction between vertical load and slip-friction connector strength, and how this influences both the energy dissipation and self-centring capabilities of the rocking structure.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.357-365
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• 2011

저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항을 극대화 한 판폭두께비가 큰 변단면 부재를 이용한 PEB시스템을 사용하고 있다. 과다한 외력에 의해 PEB시스템의 붕괴에 대한 안정성을 파악하기 위해서는 변단면 부재의 좌굴거동에 관한 실험 및 해석적 예측은 중요하다. 이에 본 연구에서는 변단면의 판폭(춤)두께비(d/t)와 변단면비를 주요 변수로 한 변단면 부재에 대한 실대형 실험을 행하였다. 현행 설계기준, 수정된 Yoda 모델을 이용한 소성힌지해석 및 유한요소해석으로 예측한 초기강성, 내력 및 모멘트-회전각관계에 대해서 실험결과와 비교하였다.

• Computers and Concrete
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• 제18권6호
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• pp.1083-1096
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• 2016

Beam-column joints are recognized as the weak points of reinforcement concrete frames. The ductility of reinforced concrete (RC) frames during severe earthquakes can be measured through the dissipation of large energy in beam-column joint. Retrofitting and rehabilitating structures through proper methods, such as carbon fiber reinforced polymer (CFRP), are required to prevent casualties that result from the collapse of earthquake-damaged structures. The main challenge of this issue is identifying the effect of CFRP on the occurrence of failure in the joint of a cross section with normal ductility. The present study evaluates the retrofitting method for a normal ductile beam-column joint using CFRP under monotonic and cyclic loads. Thus, the finite element model of a cross section with normal ductility and made of RC is developed, and CFRP is used to retrofit the joints. This study considers three beam-column joints: one with partial CFRP wrapping, one with full CFRP wrapping, and one with normal ductility. The two cases with partial and full CFRP wrapping in the beam-column joints are used to determine the effect of retrofitting with CFRP wrapping sheets on the behavior of the beam-column joint confined by such sheets. All the models are subjected to monotonic and cyclic loading. The final capacity and hysteretic results of the dynamic analysis are investigated. A comparison of the dissipation energy graphs of the three connections shows significant enhancement in the models with partial and full CFRP wrapping. An analysis of the load-displacement curves indicates that the stiffness of the specimens is enhanced by CFRP sheets. However, the models with both partial and full CFRP wrapping exhibited no considerable improvement in terms of energy dissipation and stiffness.

• 터널과지하공간
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• 제27권6호
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• pp.387-392
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• 2017

최근 도심지 도로 하부 지반함몰 사고는 상수관로, 하수관거, 통신관로, 가스관로, 배전지중관로, 지하철 등의 다양한 공익시설 및 지하구조물이 시공되고 있으며 이러한 시설물의 부적절한 시공, 노후로 인한 시설물 손상, 유지관리 소홀이 그 원인으로 추정되고 있다. 도로함몰은 도로하부에서 매설관 파손 등의 원인으로 공동이 발생한 후 공동이 성장 확대되어 포장면 하부까지 도달하고 도로를 통행하는 차량의 하중을 도로포장 부분이 지탱할 수 없을 정도의 소성변형이 발생하여 갑자기 함몰이 발생할 경우 인명피해 및 교통장애를 초래하는 등 사회전반적인 안전과 경제 발전에 위협이 될 수 있다. 서울시에서는 도로 하부의 공동이 함몰되기 이전 단계에서 3D GPR 탐사를 통해 발견하여 복구함으로써 지반함몰에 따른 피해를 사전에 차단하는 노력이 우선적으로 진행되고 있으며 그 사례를 소개하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.265-273
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• 2007

최근 우리나라의 공동주택 또는 주상복합 건물의 구조 시스템으로 상부 벽식 하부 골조의 복합구조 형태가 주로 사용되고 있다. 이와 같은 건물의 경우 상부층의 하중이 전이판 또는 깊은보의 형태를 띠는 깊은보를 통해 하부 골조로 전달되고, 횡력에 대해서는 하부 골조가 연층 또는 약층에 의한 파괴가 발생할 수 있기 때문에 횡력에 대한 깊은보와 기둥은 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 깊은보와 하부 기둥이 만나는 부분에서 요구되는 강도, 연성 등을 파악하고자 깊은보-외부기둥 접합부에 대해 ACI의 중진지역 상세에 의한 방법과 Sheikh가 제안한 방법에 따라 기둥을 설계한 후, 1/2.5 축소 모델 실험에 대한 반복 횡하중 실험을 수행하였다. 그 결과는 다음과 같다. (1) Sheikh의 제안식에 따라 설계할 경우 요구 횡철근이 2.9배 증가하였으며, 이는 기둥의 연성이 증가하는 결과를 가져왔다. (2) 기둥 횡변 위는 대부분 소성힌지에서 휨변형, 접합부에서 휨변형, 그리고 들뜸에 의해 발생하였다. (3) 깊은보와 외부기둥이 접하는 경우 기둥의 상세 뿐만 아니라 접합부에서 과도한 변형을 방지하기 위해 접합부 내부에도 충분한 횡철근이 배근이 되어야 할 필요가 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.283-290
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• 2020

본 연구에서는 수상 태양광 발전설비를 위한 부유체 개발에 대하여 연구하였다. 부유체는 단위 모듈로 이루어진 금속재질의 프레임과 상부의 태양광 패널들을 수상에서 부력을 이용하여 지지하는 부품이다. 단위 모듈화된 프레임의 구조와 태양광 패널의 설치 환경을 고려하여 부유체에 작용하는 하중을 산출하였다. 부유체의 형상은 수압과 부력을 고려하여 바깥쪽으로 둥근 형태를 가지도록 하였으며, 유한요소해석을 수행하여 부유체의 세부 형상과 두께를 설계하였다. 설계된 부유체는 선형저밀도폴리에틸렌 플라스틱을 사용하여 회전성형법으로 제작하였다. 부유체의 압축강성을 측정한 결과, 제작된 부유체는 최대하중 322.7 kgf의 4배 이상에서도 붕괴를 일으키지 않고 강성을 유지하는 것으로 나타났다. 부유체의 장기 압축 시험을 수행하기 위하여 중력을 이용한 무게추 방식의 장기 하중 인가 장치를 제작하였다. 부유체에 무게추를 올린 후 7일 간 부유체의 압축량을 측정한 결과, 작은 하중에서도 지속적인 압축 변형이 발생하였다. 그러나 상시 하중 100 kgf 에 대하여 10년 압축량을 예측한 결과 약 4.64 mm 의 작은 변형이 예측되었다. 이와 같이 개발된 부유체는 수상 태양광 발전시스템에 사용이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.543-560
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• 2018

도심지 지하공간의 개발과 운행선 하부를 저토피로 입체 교차화하는 시설 증가에 따라 비개착식 공법의 수요는 점차 증가추세에 있으나 대다수의 공법은 중대구경 강관을 압입하여 루프를 형성하고 내부를 굴착하는 파이프루프(Pipe roof) 계열의 공법이 주로 적용되고 있다. 강관 압입 시 발생되는 이완영역 및 하중은 여러 인자의 영향을 받게 되나 가장 큰 요소는 압입하는 강관의 크기에 좌우되며 이는 강관 루프 내 지중구조물에 작용하는 하중의 크기로 볼 수 있다. 지반의 교란 및 이완하중 발생을 최소화시키기 위해 개발된 SEM공법(Super Equilibrium Method)은 기존의 중대구경 강관 대신 ${\Phi}114mm$ 내외의 소구경 강관을 사용한다. 이 소구경 강관을 SEM파일로 명명하였으며 강관의 선 압입 및 그라우팅 보강을 실시한 후 지반의 침하나 융기 없이 지반 내 횡단구조물을 유압잭을 이용하여 압입하게 된다. 이와 같이 SEM공법의 구성 중 지보역할을 하는 SEM파일은 선단부 굴착 시 지반의 붕락을 방지하고 상재하중을 지지하기 위한 길이 5 m 내외의 Fore poling 파일이며 이 파일의 배치간격, 시공연장, 부재의 강성 등을 산정하기 위해서는 이완영역의 적절한 산정이 필수적이다. 본 논문은 SEM공법의 최적설계를 위하여 SEM파일 압입 시 발생되는 이완하중 산정 값을 비교분석하였다. 이완영역 산정에 근거한 주요 이론식 및 경험식들의 영향인자를 고려하여 분석하고 FEM analysis (유한요소 해석)를 수행하여 SEM파일에 적합한 이완하중 산정을 검토하였다. 또한 실제 SEM파일 압입 및 굴착 시 발생되는 지반이완을 확인하기 위해 강관압입 축소모형실험을 수행하였으며 토피고/강관(H/D)에 따른 지표침하 및 지반이완을 정량적으로 검토하였다.