• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.203-210
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• 2019

최근 한반도에 발생하는 지진으로 인해 조적조 건물에 대한 피해가 많이 발생하고 있어 이에 대한 성능평가 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 조적조 건축은 일반적으로 습식공사로 수행되어 온도에 영향을 받기 때문에 시공의 효율성이 떨어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 모르타르를 사용하지 않고 콘크리트블록을 조립하여 벽체를 완성하는 건식조적공법을 제안해 보고 이를 실험과 해석연구를 통해 그 성능을 평가하고자 한다. 콘크리트블록 벽체의 성능을 평가하기 위해 건식조립벽체의 프리즘 압축강도, 직접 전단강도, 대각선 인장강도 실험을 수행하였고, ABAQUS FEM 해석을 통해 단면형상의 적정성을 검토하였다. 연구수행결과 모르타르를 사용하지 않고 콘크리트블록을 조립하는 건식 콘크리트블록 벽체의 압축강도와 대각선 인장강도가 일정 강도 이상을 발휘할 수 있음을 알 수 있었고, 특히 키블록의 H형 모듈이 전체 콘크리트블록의 전단키 역할을 하여 건식 콘크리트블록으로 전단강도 성능이 우수함을 알 수 있었다. 또한 주블록의 형상과 두께가 각각의 강도성능에 주된 영향을 주고 있어 최적형상과 제안된 건식공법의 현장시공성이나 내진성능에 대한 연구를 통해 현장에서 습식공법을 대체할 수 있는 공법으로 적용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1547-1557
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• 2013

시간변화 이동자기력이 작용하는 레일의 변형을 티모센코 보 이론(Timoshenko beam theory)로 가정하였으며, 보의 진동특성에 영향을 미치는 탄성체기초의 감쇠효과 및 강성을 고려하였다. 푸리에 급수와 수치해석을 이용해 강제진동모델의 동적응답과 임계속도를 구하였다. 레일의 진동모델을 유한요소 해석 및 오일러 보 이론(Euler beam theory)과 비교 검증하였다. 강제진동모델을 이용하여 레일의 영구변형을 예측하였으며, 실험결과 레일표면의 영구변형 및 마모를 확인하였다. 보의 설계변수인 레일의 형상, 재료, 탄성체 기초의 감쇠효과 및 강성이 레일의 임계속도 및 레일의 처짐, 축 방향 응력, 전단 응력에 미치는 영향에 대한 매개변수적 연구를 진행하였으며, 보의 설계방향을 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.27-34
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• 2017

국내 건설 현장에서는 다양한 흙막이 공법이 적용되고 있으며 깊은 지하굴착에는 연속주열식공법(C.I.P)이 많이 적용되고 있다. 그러나 여러 단점들이 있어 이를 보완하기 위하여 PHC 말뚝을 이용한 흙막이 공법이 개발되었다. PHC 말뚝을 이용한 흙막이 공법은 품질이 균질하고 강성이 우수하여 안정성의 확보에 유리한 장점이 있다. PHC-W 말뚝은 PHC 말뚝의 단면을 변경한 제품으로, 수평 토압에 저항하기 위한 최적 설계를 통해 제작되었다. 그리고 KS F 4306 시험을 통하여 휨 모멘트 및 전단강도의 증가효과를 검증하였으며 휨 모멘트와 전단강도는 KS 기준보다 약 42%, 98% 증가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.331-340
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• 2017

본 연구는 새로운 모듈러 시스템을 개발하기 위한 목적으로 수행하였다. 현재 국내에서 적용되고 있는 모듈러 시스템은 C형 강재보만을 사용하기 때문에 재료비와 내화 측면에서 매우 고가이다. 이를 극복하기 위하여 새로운 강-PC형의 복합모듈러 시스템을 개발하고자 하였다. 우선, 보 단면 형상을 개선하여 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 3개의 실험체를 제작하여 휨성능 평가를 위한 실험을 수행하였다. 실험결과, 합성보는 수평전단 파괴에 의해 지배되는 것으로 나타났다. 또한, 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험과 이론식과 비교를 통해 구조적 성능을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권6호
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• pp.719-731
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• 2018

Concrete filled steel tubular (CFST) laced columns have been widely used in high rise buildings in China. Compared to solid-web columns, this type of columns has a larger cross-section with less weight. In this paper, four concrete filled steel tubular laced columns consisting of 4 main steel-concrete tubes were tested under cyclic loading. Hysteresis and failure mechanisms were studied based on the results from the lateral cyclic loading tests. The influence of each design parameter on restoring forces was investigated, including axial compression ratio, slenderness ratio, and the size of lacing tubes. The test results show that all specimens fail in compression-bending-shear and/or compression-bending mode. Overall, the hysteresis curves appear in a full bow shape, indicating that the laced columns have a good seismic performance. The bearing capacity of the columns decreases with the increasing slenderness ratio, while increases with an increasing axial compression ratio. For the columns with a smaller axial compression ratio (< 0.3), their ductility is increased. Furthermore, with the increasing slenderness ratio, the yield displacement increases, the bending failure characteristic is more obvious, and the hysteretic loops become stouter. The results obtained from the numerical analyses were compared with the experimental results. It was found that the numerical analysis results agree well with the experimental results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-42
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• 2020

필로티 건물의 평면 비정형으로 인한 비틀림 거동은 비틀림 회전 최외단 기둥에 과도한 층간변위를 일으키고 이로 인하여 기둥의 전단파괴를 유도할 수 있다. 필로티 건물의 비틀림 거동을 제어할 수 있는 내진보강 공법으로서 벽체 증설, 철골 프레임 또는 철골 가새 추가공법 등이 사용될 수 있으나 이와 같은 공법 들은 필로티 층의 공간 개방성을 저해할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 층의 공간 개방성을 유지할 수 있는 내진보강 공법으로서 knee brace를 활용하기 위하여 knee brace 보강재 단면 형상 및 보강재 설치 각도 등을 변수로 보강된 필로티 건물에 대하여 선형동적해석 및 비선형 정적해석(pushover analysis)을 수행하고 내진성능 평가 및 knee brace의 비틀림 제어효과를 분석하였다. 연구 결과 knee brace로 보강 시 기둥의 전단력은 증가하였으나 비틀림 변형을 제어하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. knee brace와 기둥 사이를 30°로 보강 시 60°의 경우보다 기둥의 전단력은 적게 증가하였으며, 단면형상 □, ◯ 그리고 H 순으로 기둥의 횡변위가 적게 발생하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.151-160
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• 2006

본 연구에서는 균일단면 뿐만 아니라 불균일 단면을 갖는 곡선보의 동적해석을 효과적으로 수행할 수 있는 새로운 2절점 곡선보 요소를 제안하였다. 전단변형률을 고려한 본 요소는 Hellinger-Reissner 변분이론에 바탕하여 유한요소정식화를 수행하였다. 또한, 변위장에 대해 무절점 자유도를 추가적으로 도입하여 요소의 수치적 성능을 크게 향상시켰다. 계산의 효율성을 위해, 요소정식화의 최종단계에서 정치조건으로부터 응력매개변수들을 제거하고, 동적축약을 통하여 무절점 자유도 성분들 또한 최종적인 유한요소방정식에서 제거되어 일반적인 변위기저 요소와 같은 자유도를 가지는 유한요소방정식을 얻을 수 있다. 몇 가지 수치예제들에 대한 해석을 통하여, 무절점 자유도와 변위장에 일치하는 적절한 응력매개변수가 혼합요소의 수치적 거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 본 연구에서 제안된 2절점 혼합요소가 곡선보의 동적해석에서 매우 정확하고 효율적임을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.593-610
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• 2016

In this study, an innovative and smart glass fiber-reinforced polymer (GFRP) hybrid bar was developed for stronger durability of concrete structures. As comparing with the conventional GFRP bar, the smart GFRP Hybrid bar can promise to enhance the modulus of elasticity so that it makes the cracking reduced than the case when the conventional GFRP bar is used. Besides, the GFRP Hybrid bar can effectively resist the corrosion of conventional steel bar by the GFRP outer surface on the steel bar. In order to verify the bond performance of the GFRP hybrid bar for structural reinforcement, uniaxial pull-out test was conducted. The variables were the bar diameter and the number of strands and pitch of the fiber ribs. Tensile tests showed a excellent increase in the modulus of elasticity, 152.1 GPa, as compared to that of the pure GFRP bar (50 GPa). The stress-strain curve was bi-linear, so that the ductile performance could be obtained. For the bond test, the entire GFRP hybrid bar test specimens failed in concrete splitting due to higher shear strength resulting in concrete crushing as a function of bar deformation. Investigation revealed that an increase in the number of strands of fiber ribs enhanced the bond strength, and the pitch guaranteed the bond strength of 19.1 mm diameter hybrid bar with 15.9 mm diameter of core section of deformed steel the ACI 440 1R-15 equation is regarded as more suitable for predicting the bond strength of GFRP hybrid bars, whereas the CSA S806-12 prediction is considered too conservative and is largely influenced by the bar diameter. For further study, various geometrical and material properties such as concrete cover, cross-sectional ratio, and surface treatment should be considered.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.215-224
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• 2019

최근 복잡해지는 토목 공사 현장에서 요구되는 수요에 적합한 다기능 지오텍스타일의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 5종류의 위킹사를 섬유의 특성을 분석하고 요구 특성에 만족하는 위킹사를 선택하였고, 이 중에서 2종류의 위킹사를 적용하여 수평 위킹 배수 특성을 지니면서 보강에 적합한 지오텍스타일을 시제품을 개발하여 인장 강도, 2% 시컨트 모듈러스, 수직 투수율, 유효구멍크기, 직접 전단법에 의한 마찰 특성 및 수직·수평 위킹 시험을 수행하였다. 본 연구를 통해서 개발 된 수평 배수 특성과 분리 및 보강 성능을 지닌 지오텍스타일을 실내 토조실험을 통하여 수평배수능력에 따른 풍화토 함수비 변화를 관찰하였으며, 개발된 지오텍스타일의 위킹성능에 의한 수평배수능력을 검증하였다. 실내 토조 실험 결과 위킹사를 적용하여 직조된 지오텍스타일은 수평방향으로의 과잉간극수를 배출하는 기능을 충분히 발휘하는 것을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.251-259
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• 2003

본 논문은 매립형 SRC기둥의 축력과 변형능력과의 관계를 찾아내기 위하여 해석적인 연구를 수행하였다. 해석 모델은 캔틸레버기둥으로 한정하였으며 SRC 기둥의 비탄성 거동에 영향을 미치는 변수들인 철골비, 매립철골형상과 전단스팬과 춤과의 비에 대하여 검토하였다. 일정회전각하에 축력과 반복수평력을 받는 SRC기둥의 안정적 거동을 보장하기 위한 최대한계축력이 있다는 것을 해석결과들은 보여 주고 있다. 반복 횡하중을 받는 기둥이 저항할 수 있는 최대축력은 소요회전각을 보장하는 안정한계축력으로서 정의된다. 해석결과에 따르면 안정한 계축력비는 강재의 강도가 증가함에 따라 콘크리트의 강도가 감소함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 또한 I형 단면이 매립형 철골로 사용될때 철골 단면적이 증가함에 따라 안정한계 축력비는 증가하며, 십자형 단면이 사용되는 경우에는 단면적에 의한 영향이 거의 없었다.