• 국제학술발표논문집
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• The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.75-84
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• 2020

Modular construction is a construction method whereby prefabricated volumetric units are produced in a factory and are installed on site to form a building block. The construction productivity can be substantially improved by the manufacturing and assembly of standardized modular units. 3D printing is a computer-controlled fabrication method first adopted in the manufacturing industry and was utilized for the automated construction of small-scale houses in recent years. Implementing 3D printing in the fabrication of modular units brings huge benefits to modular construction, including increased customization, lower material waste, and reduced labor work. Such implementation also benefits the large-scale and wider adoption of 3D printing in engineering practice. However, a critical issue for 3D printed modules is the loading capacity, particularly in response to horizontal forces like wind load, which requires a deeper understanding of the building structure behavior and the design of load-bearing modules. Therefore, this paper presents the state-of-the-art literature concerning recent achievement in 3D printing for buildings, followed by discussion on the opportunities and challenges for examining 3D printing in modular construction. Promising 3D printing techniques are critically reviewed and discussed with regard to their advantages and limitations in construction. The appropriate structural form needs to be determined at the design stage, taking into consideration the overall building structural behavior, site environmental conditions (e.g., wind), and load-carrying capacity of the 3D printed modules. Detailed finite element modelling of the entire modular buildings needs to be conducted to verify the structural performance, considering the code-stipulated lateral drift, strength criteria, and other design requirements. Moreover, integration of building information modelling (BIM) method is beneficial for generating the material and geometric details of the 3D printed modules, which can then be utilized for the fabrication.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.429-438
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• 2011

본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 및 극한하중 해석을 수행하기 위한 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브와 갭이 도입된 유동하현재 내부의 긴장재에 초기장력을 도입함으로써 갭이 점차 닫히게 되며, 이에 따라 상현재에 곡률이 도입되면서 전체 구조물이 상승하여, 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 강성행렬을 사용하지 않는 명시적 동적이완법을 사용하여 비선형 평형방정식의 해를 구하였고, 대변위 및 단면의 재료적 특성을 반영할 수 있는 필라맨트 보요소를 사용하여 연속된 상현재의 비선형 거동특성을 분석하였다. 필라맨트 보요소의 단면은 다수의 1차원 필라맨트로 구성되며, 각각의 필라맨트에 대해서 다양한 재료모델을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 비선형 재료모델인 Ramberg-Osgood모델 및 Bi-linear 탄소성 모델을 적용하여 긴장설치 및 극한하중 해석을 수행하였고, 그 결과를 이전의 실험적 연구결과와 비교 분석하였다. 본 연구의 해석결과는 이전의 실험적 연구결과와 유사하였으며, 명시적 해석법의 특성상 효율적으로 후좌굴거동 특성까지 해석할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.237-244
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• 2012

콘크리트는 재료적으로 인장에 취약하고 변형에 취성이 크다는 태생적 단점을 갖고 있다. 콘크리트 조직에 인장에 강한 작은 섬유를 혼합한 섬유보강콘크리트는 이러한 취약점을 보완할 수 있는 좋은 방법으로 간주되었으며, 많은 종류의 섬유재료와 방법들이 제안되었다. 그러나 이 섬유보강콘크리트에도 아직까지 해결하지 못한 문제로서 균질한 배합이 힘들고 높은 체적비를 갖는 섬유 혼입의 어려움 등이 있다. 최근에 새로운 개념의 규칙적 다공질 금속(periodic cellular metal)이 개발되어 기계 분야에 많이 적용되고 있는 철선으로 직조된 카고메 트러스가 있다. 이 논문은 기존 강섬유보강콘크리트의 현실적 문제점을 해결하기 위한 방법의 일환으로 카고메 트러스의 적용 가능성을 검토하기 위한 기초 실험 연구 결과를 정리한 것이다. 3종류의 카고메 트러스로 보강된 실험체와 동일한 제원의 수직스터럽으로 보강된 보 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 카고메 트러스 보강 실험체에서는 강도와 연성이 보통 스터럽 보강 보 보다 더 우수한 결과를 나타냈으며, 복부 보강재로서 우수한 기능을 할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1363-1372
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• 2014

선행연구에서 제안된 조립식 프리캐스트 콘크리트 아치의 구조성능이 실험적으로 평가되었다. 본 연구에서는 이에 대하여 재료 및 접촉 비선형을 고려한 유한요소해석을 수행하였으며, 실험결과와 비교하여 콘크리트 블록 간의 마찰계수를 결정하였다. 아치부재 단면의 강도를 평가하기 위해 탄성해석으로 단면력을 산정하여 이를 단면의 공칭강도와 비교하였다. 모든 실험체에서 평가된 최대 하중은 부재단면의 공칭강도를 상회하였으며, 실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 탄성해석과 단면의 극한강도모델에 의한 방법은 설계시 콘크리트 블록과 보강된 이음부로 구성된 조립식 프리캐스트 콘크리트 아치의 단면 강도를 효과적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.583-593
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• 2012

강판콘크리트(SC)구조에 관한 국내의 연구는 내력을 많이 요구하는 원전건물을 중심으로 연구가 진행되었다. 또한 SC구조는 공장생산과 모듈화시공을 통한 공기단축이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 중 저층의 일반건물에서 낮은 강도로 사용 할 수 있는 SC구조의 토대를 마련하고자 하였다. 강도를 저감시키는 방법으로 친환경재료인 황토와 시멘트를 조합하여 중요도가 낮은 건물에 사용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 중심압축하중을 받는 기둥부재를 대상으로 압축거동, 유효길이계수, 좌굴하중, 강판좌굴 및 스터드의 성능을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1281-1293
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• 2013

현수교 주케이블용 평행강선 스트랜드(PPWS) 소켓의 엄밀한 수치해석을 위한 유한요소해석 모델을 제안하였고, 제안된 해석 모델을 이용하여 소켓의 거동을 분석하였다. 개별 강선과 소켓 내부 주입 합금재의 영향을 고려한 직교 이방성 재료 모델을 적용하였고, Coulomb 마찰 및 표면접촉 모델을 도입하여 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉 상태를 구현하였다. 인장 실험으로부터 측정된 소켓 외면의 변형율과 유한요소 해석 결과를 비교하여 제안된 유한요소 해석 모델의 타당성을 검증하였고, 마찰계수의 변화에 따른 소켓의 거동을 해석하였다. 해석 결과, 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 마찰은 소켓과 주입 합금재에 발생하는 응력 집중을 크게 완화 시켰으며, 소켓 설계법에서 정의된 수직응력식은 소켓 내면과 주입 합금재 표면의 접촉응력 분포에서 상하부 사분위값의 평균을 대표하는 것으로 나타났다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.59-68
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• 2017

This paper aims at finding some lessons applicable to successful implementation of 'The 3D Printing R/D Project' through both examining the process of adopting overseas industrialized housing production technological knowhow by home builders during the 1970's~1980's period and thereafter until now the various efforts to adjust the technologies efficiently to the Korea's unique situation. Some meaningful lessons can be summarized as follows; I) Deep understanding of 3DP technological know-why along with its inheritance, II) Readjusting of R/D period and goals(cf. Global leader Winsun's 15 years experiment), III) Restructuring for more collaborative R/D B&E system among participating researchers IV) Fostering 3DP expert-engineers and technicians from the early stage, V) Clearing legal barriers in users' adopting 3DP methods necessary, VI) Development of appropriate building material besides concrete. Therefore, it is highly recommended that the above-mentioned 6 lessons positively accepted and applied to the Research Implementation Plan in due course, especially by KICT consortium and KAIA under the guidance of Ministry of Land, Infrastructure and Transport.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.162-172
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• 2004

Architects and designers of the 20th Century made various efforts to establish new design languages reflecting the changes of society, the times, and environment. They used furniture, especially chairs, as controversial items of aesthetic value, society and ideology. Le Corbusier and Alvar Aalto are furniture designers as well as architects, who adopted this ‘spirit of the times’ actively and have greatly contributed to modernism. This study will help us to understand the diversity of design since modernism, by comparing these two designers' furniture design. It also covers the common factors In modern furniture design, and analyses their individuality and likeness In design. The following is a comparison of furniture design by Le Corbusier and Alvar Aalto. Le Courbusier linked International design and Aalto linked Rational design and Organic concept design to their furniture, just as they did in their architecture. They were able to establish the base of modern furniture design by adapting new concepts and pursuing humanism. In structure, Le Corbusier's furniture Is simple and proportional. It demonstrates a sophisticated geometric composition, mechanical beauty. On the other hand, Aalto rationally linked nature with human requirements and his furniture is organic and in harmony with geometric structure. In function, Le Corbusier's furniture is standardized and prefabricated. He designed for the user so they could choose to use the furniture efficiently to suit their needs. In comparison with Le Corbusier, Aalto Invented the ‘Stacking Chair’ which allows a more effective use of space and reflected the structure of the human body to improve the user's comfort. In materials and techniques, Le Corbusier used new materials like metal or leather, and attempted new ways such as welding, prefabrication, and standardization for production. On the contrary, Alto mainly used birch, which is the traditional material in Finland, and tried new bent wood techniques and joining methods.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권2호
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• pp.196-205
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• 2019

Ni-rich layered oxides $Li(Ni_xCo_yMn_z)O_2$ (x + y + z = 1) have been extensively studied in recent times owing to their high capacity and low cost and can possibly replace $LiCoO_2$ in the near future. However, these layered oxides suffer from problems related to the capacity fading, thermal stability, and safety at high voltages. In this study, we use surface coating as a strategy to improve the thermal stability at higher voltages. The uniform and conformal $Al_2O_3$ coating on prefabricated electrodes using atomic layer deposition significantly prevented surface degradation over prolonged cycling. Initial capacity of 190, 199, 188 and $166mAh\;g^{-1}$ is obtained for pristine, 2, 5 and 10 cycles of ALD coated samples at 0.2C and maintains 145, 158, 151 and $130mAh\;g^{-1}$ for high current rate of 2C in room temperature. The two-cycle $Al_2O_3$ modified cathode retained 75% of its capacity after 500 cycles at 5C with 0.05% capacity decay per cycle, compared with 46.5% retention for a pristine electrode, at an elevated temperature. Despite the insulating nature of the $Al_2O_3$ coating, a thin layer is sufficient to improve the capacity retention at a high temperature. The $Al_2O_3$ coating can prevent the detrimental surface reactions at a high temperature. Thus, the morphology of the active material is well-maintained even after extensive cycling, whereas the bare electrode undergoes severe degradation.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제14권6호
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• pp.360-368
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• 2022

PURPOSE. This study assessed the physical and mechanical properties of interim crown materials fabricated using various digital techniques after accelerated aging. MATERIALS AND METHODS. Three groups of interim dental restorative materials (N = 20) were tested. The first group (CO) was fabricated using a conventional manual method. The second group (ML) was prepared from prefabricated resin blocks for the milling method and cut into specimen sizes using a cutting disc. The third group (3D) was additively manufactured using a digital light-processing (DLP) 3D printer. Aging acceleration treatments using toothbrushing and thermocycling simulators were applied to half of the specimens corresponding to three years of usage in the oral environment (N = 10). Surface roughness (Ra), Vickers microhardness, 3-point bending, sorption, and solubility tests were performed. A 2-way analysis of variance (ANOVA) and Fisher's multiple comparison test were used to compare the results among the groups. RESULTS. The mean surface roughness (Ra) of the resin after accelerated aging was significantly higher in the CO and ML groups than that before aging, but not in the 3D group. All groups showed reduced hardness after accelerated aging. The flexural strength values were highest in the 3D group, followed by the ML and CO groups after accelerated aging. Accelerated aging significantly reduced water sorption in the ML group. CONCLUSION. According to the tested material and 3D printer type, both 3D-printed and milled interim restoration resins showed higher flexural strength and modulus, and lower surface roughness than those prepared by the conventional method after accelerated aging.