• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.209-215
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• 2016

본 논문에서는 두께와 재료의 구성이 변하는 복잡한 형상의 복합재 샌드위치 구조의 파손 거동을 연구하였다. 구조물은 두께가 일정한 알루미늄 하니콤 코어 샌드위치 판넬이, 두께가 줄어드는 폼코어 샌드위치 천이부를 거쳐, 최종적으로는 면재와 면재가 만나 단순 적층판을 이루면서 다른 구조물에 체결되는 형상을 갖는다. 하중은 인장 및 압축하중의 형태로 가해지며 각 3개씩 총 6개 시편에 대한 시험을 수행하였다. 시험 결과 압축시험의 경우 재료불연속선을 따른 면재의 파손에 취약하며, 재료불연속선을 따른 파손을 피할 수 있는 경우 알루미늄 코어와 카본 면재의 디본딩에 의한 파손이 나타남을 알 수 있었다. 파손하중은 디본딩에 의한 파손까지 견디는 경우가 약 16% 높게 나타났다. 인장시험의 경우 파손모드는, 곡률부를 갖는 복합재 구조물에서 가장 취약한 부분인, 플랜지와 웹이 만나는 곡률부의 층간분리 파손이 주를 이루었다. 파손하중은 압축하중이 인장하중에 비하여 약7배 가량 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 구조물은 주로 압축하중을 견디기 위한 목적의 구조물에 적용하여야 할 것으로 보인다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-115
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• 2010

최근 초고층 건축물은 비정형적 외관을 갖는 랜드 마크적인 역할과 택지의 효율적인 사용을 위한 수직 도시 기능을 수행한다. 건축물의 외관은 비정형적인 요소로서 3T형태(Twisted, Tilted, Tapered)의 설계안들이 대부분 제안되고 있으며, 세장한 형태의 형상비를 만족하기 위한 새로운 구조시스템의 연구 개발이 활발히 진행 중이다. 다이아그리드 시스템의 하중 전달 메커니즘은 대각 가새(Diagrid)의 삼각형 형상에 기인하여 중력하중 뿐만 아니라 횡하중을 전달하기 때문에 대부분의 기둥이 제거되게 된다. 또한 대각 가새의 축방향 거동(인장/압축)에 의해 전단력을 전달하여 전단 변형이 최소화되기 때문에 기둥이 전단력을 전달하던 기존 방식에 비해 비정형적인 외관에 쉽게 대응할 수 있는 구조시스템이다. 본 연구에서는 싸이클론 타워의 건축 계획안을 바탕으로 접합부 디테일 선정 과정과 접합부의 구조안전성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이를 통해 응력집중 완화 방안을 제시하여 적절한 캡 플레이트 두께와 캡플레이트 확장 길이를 제시하여 응력집중 현상을 완화하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.303-312
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• 2007

경간 40m~100m 정도 경간에 대해 일반적으로 강 박스 거더교에 대한 설계가 이루어지고 있다. 상부구조의 자중을 줄이기 위해서 복합트러스 교량에서 복부의 콘크리트 웹 대신에 강 사재가 사용되고 있다. 이러한 복합트러스 교량의 설계 시 가장 중요한 부분 중의 하나가 콘크리트 상 하부를 연결하는 연결부의 형태이다. 이러한 접합부는 외부에서 작용하는 조합하중을 분담해야하는데, 아직 이러한 접합구조에 대한 명확한 설계기준이 없는 실정이다. 한계상태에서 격점부의 하중전달에 대한 명확한 연구와 설계방법에 대한 조사가 필요하다. 콘크리트 상 하부를 연결하는 격점부 사재는 다양한 연결형태가 있다. 이번 논문에서는 거셋 플레이트에 용접되어진 그룹 스터드 연결재에 관한 연구가 수행되었다. 25mm 절곡 스터드를 사용하여 수행된 전단실험을 통하여 현재의 스터드 간 최소기준 간격을 만족하는 상태에서는 현재의 설계 규정을 사용할 수 있음을 밝혔다. 휨-전단 실험을 통해서는 조합하중이 작용하는 격점부의 상세를 개선하였다. 격점부의 인발강도를 증진시키기 위해서 절곡 스터드가 제안되었고 그룹 스터드의 최 외측 스터드에 적용되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 복합 트러스 교량의 개선된 격점부 상세가 개선되고 설계 방안이 제안되었다.

• Applied Microscopy
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• 제42권2호
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• pp.87-93
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• 2012

본 연구는 색조화장품에 사용되는 실리카, 이산화티탄, 탈크, 카올린과 BB크림 화장품에서 분리한 혼합물의 미세구조를 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 카올린은 판상의 다각형 구조로 매끄러운 표면을 가지고 있었고 가장자리는 탈크의 경계면과 비교하였을 때 상대적으로 부드러운 모양을 하고 있었다. 또한 여러 겹의 층으로 형성된 덩어리에서 각 층의 두께는 약 $0.1{\mu}M$로 측정되었다. 탈크는 아주 얇은 박편상으로 이들 박편들이 층을 이루고 있는 덩어리 형태로 관찰되었다. 이들 얇은 판상의 탈크 경계면은 뾰족하거나 각이진 형태로 관찰되었으며 박편두께는 약 600 nm로 관찰되었다. 카올린과 탈크의 박편두께를 비교하였을 때 카올린 박편의 두께가 두꺼운 것으로 나타났다. 이산화티탄은 직경이 0.2~0.3 ${\mu}M$로 측정되었고 입자 표면이 부드러운 입방형의 형태를 하고 있었다. 실리카는 구형의 형태로 크기가 200 nm에서부터 $15{\mu}M$까지 아주 다양한 크기로 관찰되었다. BB크림 화장품에서 무기안료들을 관찰한 결과 실리카는 균질하게 분산되어 있었고 이들 사이에 크기가 상대적으로 작은 탈크, 카올린, 이산화티탄, 산화철 등이 채워져 있었다. 결론적으로 색조화장품에서 실리카는 피부에 화장막을 형성하는 최소한의 두께로 작용한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.299-304
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• 2007

구조물의 주요 부재들은 임의의 부분에 과대 하중이 작용하거나 반복 하중을 받아서 재료가 열화되면 균열이 발생한다. 이러한 균열은 구조물의 안전성을 평가할 수 있는 중요한 인자이며 균열의 진전 여부가 구조물의 안전성을 평가하기 위한 중요한 지표로 사용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 구조물의 기존 균열이 진전하는지를 감시하기 위하여 광섬유 브래그 격자 센서를 개발하였다. 이 센서 시스템은 탐촉자, 파장제어 광원부 및 광수신부, 그리고 가진부로 구성된다. 센서 탐촉자 부분은 광섬유 브래그 격자 소자만으로 구성된다. 파장제어 광원부는 전류공급회로와 DFB(distributed feedback) 레이저 다이오드로 구성되고 파장 제어 회로는 레이저 다이오드의 온도를 바꾸어 파장을 제어한다. 또한 가진부는 강체 낙하구에 의하여 구현한다. 이렇게 구성된 센서의 성능은 알루미늄판에 임의의 균열을 만들고 센서를 작동시키면서 출력 신호를 검토하면서 확인하였다. 광섬유 브래그 격자 센서의 출력 신호의 변화는 균열 길이 변화에 따라서 크게 변화되어 나타나므로 균열 진전 탐지 가능성이 충분함을 확인할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제49권1호
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• pp.68-83
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• 2016

본 연구는 가변적, 재료적 특성으로 인해 원형의 실체가 분명하지 않았던 판장(板墻)을 대상으로, 판장의 사용양상과 용례, 구성요소와 구조에 대한 실증 및 고찰에 목적을 두고 있다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같이 요약될 수 있다. 첫째, 나무널로 만든 담장을 가리키는 판장은 기능, 구조, 단청색 등에 따라 다양한 용례로 사용되었다. 유사한 용례인 판장문과 목판장은 전통적인 판장과 밀접한 관계가 없다. 또한 판장과 재료적으로 유사한 중국의 목영벽과 일본의 판병도 판장과는 분명한 구조적 차이가 있다. 둘째, 판장의 변용유형은 크게 이목기판장, 살판장, 흙판장 그리고 한자어가 다른 판장(板障)으로 구분된다. 이목기판장은 두 단의 방연이 사용된 판장을 가리키며, 살판장은 살대와 널로 만든 투시형 판장을 의미한다. 흙판장은 흙담과 판장의 절충적 형태이며, 판장(板障)은 벽체의 성격을 지닌 고정형 시설로 추정된다. 셋째, 판장의 목부재로는 신방, 기둥, 도리, 중방, 인방, 널, 띠목, 초엽, 방연, 개판, 평고대, 연함 등이 조영의도와 구조형식에 따라 선별적으로 사용되었다. 목부재 외에 못, 잠금장치, 구체적인 용처를 알 수 없는 부속요소도 함께 사용되었다. 넷째, 판장의 기단부는 목부재의 종류와 결구에 따라 크게 세 가지로 구분되며, 축부는 상인방의 사용유무에 따라 두 가지로 구분된다. 지붕부 재료로는 개판과 기와가 사용되는데, 각각의 재료에 따라 명확한 구조적 차이가 나타난다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.111-118
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• 2020

본 연구에 사용된 U-형 복합보는 슬래브는 철근콘크리트구조로 되어 있고, 슬래브를 지지해 주는 보는 철골구조와 철근콘크리트구조, 그리고 U-형 강판으로 이루어져 있다. U-형 복합보는 시공성이 우수하고 낮은 층고와 장경간이 가능하기 때문에 공작물 주차장으로 사용하기 위한 목적으로 개발되었다. 시공성 향상을 위해 U-형 복합보 단부는 규격화된 H형강으로 계획하여 기둥에 직접 접합시키고, 강재 물량을 감소시키기 위해 U-형 복합보의 중간 부분에는 H형강 대신 얇은 강판(t=6)을 사용하여 U자형 형태로 접은 U-형 강판으로 구성되어 있다. U형 강판이 위치하는 복합보 중앙부에는 보의 춤을 작게 계획함으로서 공작물 주차장의 제한 높이에 만족하도록 계획할 수 있다. 낮은 보의 춤은 층고 단축에는 유리하지만 휨성능에는 저해 요인이 되기 때문에 춤 변화에 따른 구조성능을 파악하는 것이 중요하다. 또한, U-형 복합보는 철골구조와 철근콘크리트구조 및 U-형 강판이 혼합되어 있기 때문에 일체성 확보가 구조성능을 확보하는데 큰 영향을 준다. 따라서 본 연구에서는 U-형 복합보의 춤을 변화에 따른 구조성능을 파악하기 위한 구조실험을 실시하였다. 실험체는 일반주차장용으로 계획된 실험체를 기준실험체로 하여 춤을 변화시킨 2개의 실험체를 포함하여 총 3개를 계획하였다. 실험결과 춤을 크게 계획한 실험체가 기준실험체보다 항복강도, 최대강도, 에너지 등 구조성능이 우수하게 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.59-69
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• 2021

최근 친환경 에너지 개발에 대한 관심의 증가로 해상 및 연안 지역에서 대규모 해양구조물들이 건설되고 있다. 해양구조물은 항상 파랑 하중에 노출되어 있으므로 구조적인 안전성을 확보하기 위해서는 파랑에 대한 정확한 이해와 분석이 필수적이다. 실해역에서 수행되는 실험은 해양파를 이해하기 위한 가장 정확한 방법이지만, 변수의 통제가 어렵고 비용과 규모 측면에서 실험이 제한되는 경우가 많다. 본 연구에서는 수치파동수조를 이용하여 다양한 조건의 파를 생성하고 및 이론식과 비교를 통해 파랑 생성 능력을 검증하였다. 입자 기반 수치해석법인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 이용하여 3차원 수조 및 피스톤 조파기를 모델링하였으며, 반사파에 대한 영향을 최소화하기 위해 수로 끝단에 질량 가중 감쇠 영역을 설정하여 안정적인 파고 및 유속 계산이 수행될 수 있게 하였다. 목표 파랑 조건에서,상대 수심이 2 이하를 만족하는 경우 파형경사에 관계없이 파고와 유속을 계산한 결과가 이론값과 높은 정확도를 보였다. 그러나 상대수심과 파형경사의 목표값이 증가하고, 측정 위치가 멀어짐에 따라서 최대 10% 이상의 오차가 발생하였다. 수치해석을 이용하여 정확한 계산이 가능한 파랑 범위를 무차원 변수를 이용하여 제안하였으며, 차후 수치해석을 이용한 수치파동수조 검증기준과 유체-구조물 상호작용 해석분야 연구에 효과적으로 활용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.89-103
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• 2009

이 연구에서는 얇은 판형구조물의 손상탐지에 널리 사용되어오는 램파에 시간반전(time reversal)개념의 적용성을 이론적으로 규명한다. 고전적 시간반전 음향학에 의하면, 센서에서의 출력신호를 시간영역에서 반전 후 재입사시켜 원래의 가진점으로 돌려보내면, 그 가진점에서 원래 입력신호가 복원된다. 그러나 램파에 시간반전과정을 적용하게 되면 램파 고유의 분산성과 판 경계에서의 파 반사로 인해 시간반전성이 복잡한 양상을 띠게 된다. 이러한 램파의 시간반전성을 보다 잘 이해하기 위해 이 연구에서는 램파의 시간반전과정을 이론적으로 규명한다. 특히, 램파의 내부모드분산, 다중모드분산, 그리고 판 경계면에서의 램파의 반사가 시간반전성에 미치는 영향을 정식화하였다 간단한 수치예제를 통해 이 연구에서 제시된 이론적 발견들의 타당성을 검증한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.117-125
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• 2008

국내 건설 산업 분야에서는 건설 전문인력의 부족과 건설비용의 상승으로 데크플레이트의 사용이 증가하고 있다. 그러나 최근 지하 주차장과 같은 지하구조물에서 얇은 아연도금 강판으로 제작된 데크플레이트를 사용할 경우 사용연한에 따른 녹발생, 누수에 대한 유지보수비 증가 등 여러 가지 문제점이 지적되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 아연도금강판 대신 라스와 모르타르를 사용한 데크플레이트를 개발하였다. 본 연구에서는 새로 개발된 데크플레이트에 대하여 시공하중과 사용하중을 적용할 경우의 휨 성능을 평가하였다. 주요 변수로는 트러스의 형태, 상하 주근의 직경, 슬래브의 두께 등이다.