• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권4호
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• pp.62-69
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• 2023

본 연구에서는 제강 슬래그 (fine steel slag aggregates, FSSAs) 혼입량에 따른 스마트 보수재료 (smart repair materials, SRMs)의 전기역학적 거동을 조사하였다. SRMs는 보수 품질을 스스로 진단하고 보수 부위의 손상을 자체적으로 감지할 수 있다. FSSAs는 SRMs에 모래 중량 대비 0% (FSSA00), 25% (FSSA25), 그리고 50% (FSSA50) 치환되어 혼입되었다. SRMs의 전기저항률은 일반적으로 압축 응력이 증가함에 따라 감소하였다: 재령 7시간 기준 FSSA25의 전기저항률은 압축 응력이 0에서 22.57 MPa로 증가함에 따라 78.16에서 63.68 kΩ-cm으로 감소하였다. FSSAs의 모래 중량 대비 치환율이 0%에서 25%로 증가함에 따라 재령 7시간 기준 응력 민감도 (stress sensitivity coefficient, SSC)는 매트릭스 내 부분적인 전도성 경로 수의 증가로 인해 0.471에서 0.828 %/MPa로 증가하였다. 하지만, 치환율이 50%까지 증가함에 따라 부분적인 전도성 경로들의 일부가 연속적인 전도성 경로로 변화하여 SSC는 0.828에서 0.649 %/MPa로 감소하였다. SRMs는 보수 부위의 전기저항률만을 측정하는 것으로 보수 품질을 진단하고 보수 부위의 추가 손상을 스스로 감지할 수 있을 뿐만 아니라 구조물의 역학적 성능을 빠르게 회복시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권3호
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• pp.295-303
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• 2023

최근 지진 발생의 빈도가 점진적으로 높아지고 있고 기초가 놓이는 지반의 특성 및 지층별 특성에 따른 지진 토압 연구결과가 활발해짐에 따라 지하구조물의 안전성 확보를 위한 내진설계가 의무화 되었다. 특히 초고층 건축물에서는 지상 구조물에 작용하는 횡력이 상대적으로 크므로 지하외벽의 역할이 기존의 토압에 대한 면외저항 외에도 지진하중, 지진토압, 정적토압에 의한 면내 방향의 전단벽 역할이 필수적이다. 슬러리월 공법은 벽체의 강성이 높아 다른 공법에 비해 안전하고 차수성이 우수하며 소음과 진동이 작기 때문에 도심지 대규모 초고층 현장 흙막이 공사에 자주 사용되고 있다. 하지만 슬러리월은 각기 패널로 분리되어 있어 면내 방향에 대해서는 벽체의 일체성이 확보되지 않는 구조형식이다. 그러한 기존의 슬러리월 공법을 이용하여 개개 패널로 전단력에 저항하면 슬러리월 단면이 지나치게 커지게 된다. 따라서 슬러리월 패널 간 일체성을 확보할 수 있는 전단보강 방법이 필요하며 이에 1차 패널과 2차 패널로 형성되는 슬러리월 시공절차를 고려하여 일부가 개방된 강재각관과 확대머리 철근으로 구성된 기계적 이음 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 이음방법의 각 부위가 설계한 내력을 효과적으로 발휘할 수 있는지 그 타당성 및 시공성을 검증하기 위하여 현장 목업 실험을 실시하고 기존 유사공법들이 가지고 있는 단점을 얼마나 보완하며, 어떤 강점을 가지고 있는지도 또한 기술하고자 한다. 또 현장 목업 실험을 통해 도출된 여러 문제점을 지적하고 향후 문제점을 수정하여 더 나은 이음방법으로 발전하고자 연구를 진행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.169-176
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• 2010

일반적으로 폴리우레아는 부착성능, 신장률, 투수 저항성이 매우 높아서 구조물의 방수 코팅재료로 많이 사용되고 있다. 또한, 스프레이건을 이용하여 쉽고 빠르게 작업이 가능하며, 약 30초 이내에 경화가 되기 때문에 시공성도 매우 뛰어나 우수한 기능성 재료로 각광받고 있다. 그러나, 건설산업에서 폴리우레아는 대부분이 방수코팅재료로 사용되고 있으며, 구조물의 성능을 향상시키는 보강재로 사용하기 위한 연구는 전무하다. 따라서, 본 연구는 폴리우레아를 일반 구조물의 보강재로 사용하기 위한 기초적인 연구로 폴리우레아의 구성성분의 변화에 따른 영향을 파악하고자 한다. 또한, 개발된 폴리우레아의 구조 보강성능을 확인하기 위하여, RC 보와 슬래브를 제작하여 휨 성능 실험을 수행하였다. 실험 결과, 폴리우레아는 콘크리트 시험체와 일체거동을 보이며, 연성과 강성이 상승하는 것으로 나타났다. 그러나, 섬유시트와 폴리우레아로 2중 보강한 시편은 오히려 섬유시트만으로 보강한 시편보다 낮은 성능을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.138-143
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• 2023

이 연구에서는 탄산칼슘 형성 박테리아의 내생포자를 접종한 알지네이트 겔과 포자현탁액 형태의 균열치유제를 모르타르에 첨가하여 균열치유성능을 비교, 분석함으로써 균열치유제 제조방법별 균열치유성능을 분석하였다. 또한 박스형 암거 형태의 실 구조물에 적용하여 실험실 환경뿐만 아니라 개발된 균열치유제가 실제 현장에 적용될 수 있는 환경을 조성하여 실구조물 스케일에서 균열치유성능을 검증하고자 하였다. 건조 방식을 달리한 두 가지 형태의 알지네이트 겔로 구성된 균열치유제를 분석한 결과, 건열건조 방식의 균열치유제는 균열치유 성능을 나타내었으나, 동결건조 방식의 경우 얼음 결정에 의해 다수의 포자가 사멸되어 균열치유성능을 잃는 것으로 나타났다. 실스케일 구조물의 균열부에서 추출된 균열치유 추정물질의 SEM 사진과 XRD 패턴 분석 결과 균열치유제에 적용된 균열치유 미생물이 생성한 탄산칼슘 결정 중 하나인 calcite인 것으로 나타났으며, 미생물에 의한 균열치유메커니즘이 실구조물에서 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.30-39
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• 2023

국가의 중요 방재시설인 대형 댐 시설물은 노후화와 홍수, 지진 등의 위험으로 디지털 전환 기술을 적용한 보다 나은 댐 안전점검 및 진단이 필수적이다. 종래의 인력에 의한 육안 안전점검 방식은 인력 접근의 어려움과 고소작업의 위험성, 노하우 중심의 점검에서 오는 데이터의 신뢰성 등의 문제가 있었다. 본 연구에서는 2개 대규모 댐 시설물을 대상으로 드론 photogrammetry에 의한 디지털 데이터 기반 댐 안전점검의 적용성을 검토하고, 지속적 활용을 위한 데이터 관리 방법론을 제시하였다. 댐 높이 42 m 및 99.9 m의 댐들에 대해 수면 및 전자기장 간섭, 심한 고저차에도 불구하고 평면적 더블그리드 및 수동 촬영 방식으로 GSD 2.5 cm/pixel 이내의 양호한 3D 디지털 모델을 생성하였다. 생성된 3D 메쉬 모델, 정사영상, 수치표면모형으로 as-built 조건의 종단 및 횡단 선형을 손쉽게 추출하여 댐의 변형 모니터링에 효과적임을 확인하였다. 댐 여수로 등 콘크리트 시설물에 대한 디지털 3D 모델로부터 균열 및 손상부를 효과적으로 검출하고 시각화하였으며, 이는 고소작업의 위험성 및 접근 제약 시설의 안전점검에 활용가능하다. 또한 댐의 안전점검 시 외관 조사망도를 3D 디지털 모델 상에서 매핑하는 방법과 손상 정보 이력 관리를 위한 관계형 데이터베이스 구조화 방안을 제안하였다. SYG댐 여수로 안전점검에 대한 투입 노동력과 시간을 실측한 결과, 드론 photogrammetry 방법은 기존 인력 육안점검에 비해 48%의 생산성 향상 효과를 확인하였다. 드론 photogrammetry 기반 댐 안전점검 디지털 전환은 업무의 생산성과 데이터 신뢰성 향상에 매우 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권6호
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• pp.703-714
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• 2023

본 연구에서는 효율적인 콘크리트용 당류계 초지연제를 개발하기 위해 현재 시판되고 있는 당 성분의 물질들을 대상으로 이들의 종류 및 혼입률 변화에 따른 시멘트 페이스트의 응결지연 특성, 압축강도 발현 특성 및 미시구조 특성을 분석하고자 하였다. 당류계 초지연성 혼화제 중 백설탕, 슈가파우더 및 스테비오사이드를 사용할 경우 응결지연에 효율적인 것으로 나타났다. 슈가파우더 및 스테비오사이드를 제외한 여타 배합의 경우 Plain 대비 동등한 수준의 압축강도를 발휘하는 것으로 나타났다. 특히, 백설탕의 경우 0.2% 혼입시 재령 1일에서 강도가 발휘되지 않다가 재령 28일에서는 Plain과 비교하여 동등 이상의 강도를 발휘하는 것으로 나타났다. XRD, SEM 및 EDS 분석 결과, XRD를 통해 백설탕에 의한 C₃S의 수화지연(응결 지연)을 확인하였으며, EDS의 정량 분석을 통해 추가적으로 확인할 수 있었다. 수화물의 유무는 SEM를 이용하여 존재를 확인하였다. 본 연구 범위에 한하여 콘크리트용 당류계 초지연성 혼화제로써 백설탕을 사용할 경우 응결지연 성능 및 압축강도 발현 성능에 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.437-449
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• 1998

합성형구조에서 콘크리트와 강재가 일체로 거동하기 위해서 전단연결재는 충분한 강성과 강도를 지니고 있어야 한다. 만약 콘크리트와 판형의 경계면에서 수직 또는, 수평방향으로 미끄러짐이 발생하지 않는다면 전단연결재는 무한강성으로 표현되어지고, 이상적으로 완전합성거동을 하게 된다. 그러나, 모든 전단연결재는 어느 정도의 범위내에서 유연성을 가지게 되며, 항상 불완전합성작용을 하게 된다. 본 논문에서는 3가지 방법에 의해서 불완전합성작용을 하는 합성형을 해석하는 실용적인 방법에 대하여 연구하였다. 미분방정식의 일반해로부터 유도된 강도매트릭스법과 경계부분의 스프링상수를 뼈대구조로 대체한 유한요소법, 가상일의 원리를 이용한 유한요소법의 3가지 방법에 의하여 합성형의 처짐특성을 고찰하였다. 또한, 불완전합성형에서 단면특성과 전단연결재의 스프링상수를 이용하여 합성형의 합성정도를 추정할수 있는 간이법을 제시하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.176-186
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• 2008

최근 RFID기술은 산업 전반에서 다양한 형태로 적용되고 있으며, 국내 건설 산업 분야에서도 현장 노무관리 및 레미콘, 철골, 커튼월 등의 물류관리를 위한 적용 기술 개발 및 연구가 활발히 수행되고 있다. 그러나 RFID 기술은 주변 환경 및 자재의 특성에 따라 인식성능의 차이를 보임에도 불구하고, RFID 기술 활용은 이론적인 인식 성능에 근거한 적용방안을 제시하고 있다. 본 연구는 이론적 인식거리, 무반사실 테스트, 현장 테스트를 통해 RFID 기술별 인식 성능 테스트를 하였으며, 일반적으로 현장에서의 인식거리는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 커튼월의 주요 자재인 알루미늄과 유리를 대상으로 정확한 인식 성능 테스트를 실시 비교하였으며, 유리면이나 금속면에 일반 라벨 태그를 부착하였을 경우 유리 전용 태그나 금속 태그를 부착하였을 때에 비해서 인식이 불가능하거나 인식 거리 감소가 큰 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 위와 같은 테스트를 통해 커튼월에 RFID 기술 적용 시 인식 성능을 최적화하기 위한 고려 요소를 제시하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2013

본 논문은 반복하중을 받는 CFT 합성골조의 더블 웨브앵글 접합부의 휨모멘트 내력에 대해 체계적으로 수행된 유한요소 연구로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 앵글의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 더블 웨브앵글 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 정적 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권3호
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• pp.287-301
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• 2012

It is well known that overloaded vehicles may cause severe damages to bridges, and how to estimate and evaluate the status of the overloaded vehicles passing through bridges become a challenging problem. Therefore, based on the monitored strain data from a structural health monitoring system (SHM) installed on a bridge, a method is recommended to identify and analyze the probability of overloaded vehicles. Overloaded vehicle loads can cause abnormity in the monitored strains, though the abnormal strains may be small in a concrete continuous rigid frame bridge. Firstly, the abnormal strains are identified from the abundant strains in time sequence by taking the advantage of wavelet transform in abnormal signal identification; secondly, the abnormal strains induced by heavy vehicles are picked up by the comparison between the identified abnormal strains and the strain threshold gotten by finite element analysis of the normal heavy vehicle; finally, according to the determined abnormal strains induced by overloaded vehicles, the statistics of the overloaded vehicles passing through the bridge are summarized and the whole probability of the overloaded vehicles is analyzed. The research shows the feasibility of using the monitored strains from a long-term SHM to identify the information of overloaded vehicles passing through a bridge, which can help the traffic department to master the heavy truck information and do the damage analysis of bridges further.