• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권4호
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• pp.441-461
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• 2021

Reinforced concrete (RC) columns are crucial in building structures and they are of higher vulnerability to terrorist threat than any other structural elements. Thus it is of great interest and necessity to achieve a comprehensive understanding of the possible responses of RC columns when exposed to high intensive blast loads. The primary objective of this study is to derive analytical formulas to assess vulnerability of RC columns using an advanced numerical modelling approach. This investigation is necessary as the effect of blast loads would be minimal to the RC structure if the explosive charge is located at the safe standoff distance from the main columns in the building and therefore minimizes the chance of disastrous collapse of the RC columns. In the current research, finite element model is developed for RC columns using LS-DYNA program that includes a comprehensive discussion of the material models, element formulation, boundary condition and loading methods. Numerical model is validated to aid in the study of RC column testing against the explosion field test results. Residual capacity of RC column is selected as damage criteria. Intensive investigations using Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) methodology are then implemented to evaluate the influence of scaled distance, column dimension, concrete and steel reinforcement properties and axial load index on the vulnerability of RC columns. The generated empirical formulae can be used by the designers to predict a damage degree of new column design when consider explosive loads. With an extensive knowledge on the vulnerability assessment of RC structures under blast explosion, advancement to the convention design of structural elements can be achieved to improve the column survivability, while reducing the lethality of explosive attack and in turn providing a safer environment for the public.

• 박물관보존과학
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• 제26권
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• pp.35-66
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• 2021

본 연구는 국립중앙박물관 소장 갑주(투구 2점, 갑옷 4점)에 대해 과학적 조사와 보존처리를 실시하고, 그 결과를 바탕으로 조선시대 중·후기 갑주의 구조적인 특징을 살펴본 것이다. 갑주는 유기물과 무기물이 함께 있는 복합 재질이므로, 보존처리는 각 재질의 안정한 조건이 서로 영향을 받지 않는 선에서 '조사·분석 → 오염물 제거 → 안정화 및 강화처리 → 손상 부위 보수 → 보관'의 과정으로 실시하였다. 갑주는 손상이 심한 상태였으나, 보존처리를 통해 안전한 보수 및 일부 부위의 복원을 완료하였다. 이 과정에서 확인된 내용을 바탕으로 조선 중기의 의상형 갑옷 일부(갑상)와 조선 후기의 포형 피갑, 조끼형 흉갑 그리고 투구에 사용된 재료 및 구조적 특징을 파악할 수 있었고, 이를 통해 제작 방법을 추정할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권4호
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• pp.447-456
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• 2022

Recent experimental studies showed that deep steel I-shaped profiles classified as high ductility class sections in seismic design international codes exhibit low deformation capacity when subjected to cyclic loading. This paper presents an innovative retrofit solution to increase the rotation capacity of beams using bonded carbon fiber reinforced polymers (CFRP) patches validated with advanced finite element analysis. This investigation focuses on the flexural cyclic behaviour of I-shaped hot rolled steel deep section used as beams in moment-resisting frames (MRF) retrofitted with CFRP patches on the web. The main goal of this CFRP reinforcement is to increase the rotation capacity of the member without increasing the overstrength in order to avoid compromising the strong column-weak beam condition in MRF. A finite element model that simulates the cyclic plasticity behavior of the steel and the damage in the adhesive layer is developed. The damage is modelled using the cohesive zone modelling (CZM) technique that is able to capture the crack initiation and propagation. Details on the modelling techniques including the mesh sensitivity near the fracture zone are presented. The effectiveness of the retrofit solution depends strongly on the selection of the appropriate adhesive. Different adhesive types are investigated where the CZM parameters are calibrated from high fidelity fracture mechanics tests that are thoroughly validated in the literature. This includes a rigid adhesive commonly found in the construction industry and two tough adhesives used in the automotive industry. The results revealed that the CFRP patch can increase the rotation capacity of a steel member considerably when using tough adhesives.

• 박물관보존과학
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• 제28권
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• pp.1-16
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• 2022

국립한글박물관에서 소장하고 있는 언더우드 영문 타자기(한기6863)의 보존처리를 실시하였다. 근·현대 시대에 제작된 타자기는 부품의 유실, 부식, 도료의 탈락 등의 손상양상을 보였으며, 복합재질로 이루어져 재질에 따른 보존처리를 진행하기 위해 처리 전 상태조사 및 과학적 분석을 실시하였다. 분석결과 금속, 도료, 고무 등으로 타자기가 제작되었음을 확인하였고, 보존처리는 각 재질이 안정한 조건에서 '이물질 제거 → 강화처리 → 복원' 순으로 진행하였다. 손상이 심한 도료층을 강화처리하고 유실된 다리받침을 복원하여 안정한 상태로 보존처리를 완료하였다. 이러한 과정을 통해 근대시기 초반에 제작된 타자기의 재료 및 특징을 파악할 수 있었으며 추후에 진행될 타자기 보존연구에 기초 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.1-10
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• 2022

지중구조물에 많이 사용되는 파형강판 콘크리트 합성단면은 단면의 어려움으로 인하여 아직까지 보수적인 설계방법을 적용하고 있다. 본 연구에서는 LRFD와 LSD의 두가지 한계상태 설계방법을 사용하여 합성단면의 휨과 압축에 대한 소성해석을 실시하고자 하였다. 실험결과에 대한 분석결과 압축강도는 LRFD 해석값이 보다 안전측으로 해석되었으며, 강판의 강재비 보다는 콘크리트 압축강도의 영향이 큰 것으로 분석되었다. 휨강도는 LSD에 의한 해석치가 실험결과와 잘 일치하는 것으로 분석되었으며, 강판 인장강도의 영향을 받는 Hogging moment는 연결부 등의 영향에 의해 강도증가율이 감소하였으나, Sagging moment는 강재비에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.124-132
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• 2022

콘크리트 내의 부식전위는 노출환경 및 배합에 따라 크게 변화한다. 본 연구에서는 피복 두께, 염화물 농도, 물-시멘트 비를 변수로 하여 RC 시편을 제조하였으며, 철근과 표면과의 전위차를 평가하는 HCP 측정을 수행하였다. 또한 매립된 철근과 상대전극을 이용하여 OCP의 측정하였다. 한천과 NaOH 수용액을 이온교환물질로, Hg/HgO를 기준전극으로 사용하여 OCP를 측정하였는데, HCP에 비하여 온도에 더욱 민감하게 작용하였다. 영향 인자 중 존치 기간 및 염화물 농도는 피복 두께 및 물-시멘트 비보다 상대적으로 큰 영향을 가지고 있었다. 또한 전체 측정된 HCP 및 OCP는 피복 두께 및 물-시멘트와 뚜렷한 선형관계를 나타내었다. 다중회귀분석을 통하여 HCP와 OCP의 관계를 정량화하였으며 온도를 고려하여 개선된 상관성을 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.35-41
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• 2008

쇄석말뚝은 연약지반의 침하 억제 및 지지력 보강에 사용되는 연약지반 보강공법 가운데 하나이다. 본 연구에서는 연약지반의 침하저감효과를 평가하는데 영향을 미치는 중요한 인자인 응력분담특성을 살펴보기 위하여 쇄석말뚝으로 보강된 점토지반에 대한 실내실험을 수행하였다. 상재하중 재하 시 시간경과에 따라 쇄석말뚝의 응력비 값은 감소하는 것으로 나타났다. 점토지반의 강성도가 증가함에 따라 쇄석말뚝의 응력비는 증가하는 경향성을 보였다. 또한, 쇄석말뚝으로 보강된 연약지반의 응력분담율을 간편하게 예측하기 위하여 제안된 수정된 Baumann & Bauer의 해가 계측 결과와 잘 일치되는 결과를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.31-40
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• 2009

본 연구는 보강된 기존사면에 대한 새로운 사면 위험도 평가방법에 대한 연구로서 기존의 사면 안정성 및 위험도 평가방법들에서 주요 위험도 영향요소로 구분되는 강우, 암종, 배수상태 항목들에 대하여 검토하고 분석하였다. 분석 결과 사면 위험도에 영향을 미치는 19개의 주요요소를 선정하였으며 이를 Hudson(1991)이 제안한 Interaction matrix 개념의 위험도 분석 모델에 적용하였다. 적용결과 기존사면 위험도 평가방법인 SRI(Slope Risk Index)를 제시하였으며 국내 15개소 사면을 대상으로 검증을 실시하였다. 검증 결과 제시한 기존보강사면의 위험도 평가방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.37-42
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• 2007

금속복합재료에서는 강화재와 기지재 사이의 열팽창계수 차이에 의해 복합재료 내부에 잔류응력이 남아있어 복합재료 전체의 강도저하를 가져온다. 본 연구에서는 TiNi 형상기억합금을 강화재료로써 이러한 잔류응력 문제를 해결하기 위하여 이용하였다. TiNi 형상기억합금은 형상기억효과를 이용하여 복합재료의 잔류응력문제를 해결할 뿐만 아니라 복합재료의 인장강도를 증가시키는 역할을 한다. 핫프레스 방법에 의해 제작된 형상기억복합재료의 강도증가를 위하여 냉간압연을 실시하여 실험을 실시하였다. 이와 같이 제작된 형상기억복합재료의 저온에서의 미시적 손상거동을 평가하기 위하여 음향방출기법을 이용하였다. 또한 열충격을 받은 시험편의 손상에 대한 연구도 이루어졌다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1D호
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• pp.73-80
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• 2009

열화된 콘크리트 구조물 보수에 있어, 보수재를 사용하기 전에 열화부위는 완전히 제거되어야 한다. 워터제트 공법은 열화된 콘크리트를 제거하는 방법 중에 하나로 철근 및 건전한 콘크리트에 손상을 주지 않으면서 손상된 콘크리트를 제거할 수 있는 매우 효과적인 방법으로 알려져 있다. 이러한 워터제트의 사용은 표면요철형성 등으로 신구 콘크리트의 부착력을 향상 시킨다. 본 연구에서는 국내에서 적용되고 있는 워터제트 장비를 사용하여 콘크리트 슬래브 강도에 변화를 주어 파쇄깊이에 따른 강도추정식을 제안하고 하였으며 이를 통해 워터제트 관련 규정제안 및 보수보강 시 사용되고 워터제트 장비에 대한 기초적인 정보를 제공하고자 한다.