• 제목/요약/키워드: high performance sustainable concrete

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Hybrid machine learning with HHO method for estimating ultimate shear strength of both rectangular and circular RC columns

  • Quang-Viet Vu;Van-Thanh Pham;Dai-Nhan Le;Zhengyi Kong;George Papazafeiropoulos;Viet-Ngoc Pham
    • Steel and Composite Structures
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    • 제52권2호
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    • pp.145-163
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    • 2024
  • This paper presents six novel hybrid machine learning (ML) models that combine support vector machines (SVM), Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Gradient Boosting (GB), extreme gradient boosting (XGB), and categorical gradient boosting (CGB) with the Harris Hawks Optimization (HHO) algorithm. These models, namely HHO-SVM, HHO-DT, HHO-RF, HHO-GB, HHO-XGB, and HHO-CGB, are designed to predict the ultimate strength of both rectangular and circular reinforced concrete (RC) columns. The prediction models are established using a comprehensive database consisting of 325 experimental data for rectangular columns and 172 experimental data for circular columns. The ML model hyperparameters are optimized through a combination of cross-validation technique and the HHO. The performance of the hybrid ML models is evaluated and compared using various metrics, ultimately identifying the HHO-CGB model as the top-performing model for predicting the ultimate shear strength of both rectangular and circular RC columns. The mean R-value and mean a20-index are relatively high, reaching 0.991 and 0.959, respectively, while the mean absolute error and root mean square error are low (10.302 kN and 27.954 kN, respectively). Another comparison is conducted with four existing formulas to further validate the efficiency of the proposed HHO-CGB model. The Shapely Additive Explanations method is applied to analyze the contribution of each variable to the output within the HHO-CGB model, providing insights into the local and global influence of variables. The analysis reveals that the depth of the column, length of the column, and axial loading exert the most significant influence on the ultimate shear strength of RC columns. A user-friendly graphical interface tool is then developed based on the HHO-CGB to facilitate practical and cost-effective usage.

원전 해체 콘크리트 폐기물의 재활용에 대한 고찰 (A Review on the Recycling of the Concrete Waste Generate from the Decommissioning of Nuclear Power Plants)

  • 전지훈;이우춘;이상우;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제54권2호
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    • pp.285-297
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    • 2021
  • 전세계적으로 해체 대상 원자력 시설이 증가하고 있으며, 이러한 원자력 시설을 해체하게 되면 수십만 톤의 콘크리트, 토양, 금속 등의 폐기물이 발생한다. 따라서 고상 방사성 폐기물 감용 및 재활용 기술에 대한 기존 연구를 면밀히 검토할 필요가 있다. 폐콘크리트 미분말은 소성 및 분쇄와 같은 추가적인 공정을 통하여 재수화 반응이 일어나며, 시멘트 수화 반응 및 고화체 압축강도에 영향을 미치는 주요 화합물인 aluminate (C3A), C4AF, C3S, ��-C2S가 생성된다. 기존 연구를 통하여 폐콘크리트 미분말을 재생 시멘트로 재활용할 수 있음을 확인하였으나, 골재의 혼입으로 인한 고화체의 강도 저하와 같은 문제점에 대한 해결방안은 현재까지 연구되지 않았다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그, 비산회를 성분 조정재로 혼합하여 재생 시멘트의 성능을 증진시키는 연구가 수행되었으며, 고화체의 압축강도가 증진되는 것을 확인하였다. 그러나, 폐토양을 재활용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구는 많이 수행되지 않았다. 폐토양 내 함유된 일라이트와 제올라이트는 방사성 핵종에 대한 흡착능이 우수하며, 이를 고화재로 재활용하면 원전 해체 폐기물의 부피를 저감함과 동시에 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 효과를 도출할 수 있다. 이러한 이유에서 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존에 수행된 국내외 연구를 통하여 원전 해체 폐기물인 콘크리트의 재생 시멘트로서 재활용 가능성 및 개선 방안과 더불어 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트 제조에 대한 연구 필요성에 대하여 고찰하였다.

한국의 그린 비즈니스/IT 실태분석을 통한 추진전략 우선순위 도출에 관한 연구 (Development of Korean Green Business/IT Strategies Based on Priority Analysis)

  • 김재경;최주철;최일영
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제20권3호
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    • pp.191-204
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    • 2010
  • Recently, the CO2 emission and energy consumption have become critical global issues to decide the future of nations. Especially, the spread of IT products and the increased use of internet and web applications result in the energy consumption and CO2 emission of IT industry though information technologies drive global economic growth. EU, the United States, Japan and other developed countries are using IT related environmental regulations such as WEEE(Waste Electrical and Electronic Equipment), RoHS(Restriction of the use of Certain Hazardous Substance), REACH(Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of CHemicals) and EuP(Energy using Product), and have established systematic green business/IT strategies to enhance the competitiveness of IT industry. For example, the Japan government proposed the "Green IT initiative" for being compatible with economic growth and environmental protection. Not only energy saving technologies but energy saving systems have been developed for accomplishing sustainable development. Korea's CO2 emission and energy consumption continuously have grown at comparatively high rates. They are related to its industrial structure depending on high energy-consuming industries such as iron and steel Industry, automotive industry, shipbuilding industry, semiconductor industry, and so on. In particular, export proportion of IT manufacturing is quite high in Korea. For example, the global market share of the semiconductor such as DRAM was about 80% in 2008. Accordingly, Korea needs to establish a systematic strategy to respond to the global environmental regulations and to maintain competitiveness in the IT industry. However, green competitiveness of Korea ranked 11th among 15 major countries and R&D budget for green technology is not large enough to develop energy-saving technologies for infrastructure and value chain of low-carbon society though that grows at high rates. Moreover, there are no concrete action plans in Korea. This research aims to deduce the priorities of the Korean green business/IT strategies to use multi attribute weighted average method. We selected a panel of 19 experts who work at the green business related firms such as HP, IBM, Fujitsu and so on, and selected six assessment indices such as the urgency of the technology development, the technology gap between Korea and the developed countries, the effect of import substitution, the spillover effect of technology, the market growth, and the export potential of the package or stand-alone products by existing literature review. We submitted questionnaires at approximately weekly intervals to them for priorities of the green business/IT strategies. The strategies broadly classify as follows. The first strategy which consists of the green business/IT policy and standardization, process and performance management and IT industry and legislative alignment relates to government's role in the green economy. The second strategy relates to IT to support environment sustainability such as the travel and ways of working management, printer output and recycling, intelligent building, printer rationalization and collaboration and connectivity. The last strategy relates to green IT systems, services and usage such as the data center consolidation and energy management, hardware recycle decommission, server and storage virtualization, device power management, and service supplier management. All the questionnaires were assessed via a five-point Likert scale ranging from "very little" to "very large." Our findings show that the IT to support environment sustainability is prior to the other strategies. In detail, the green business /IT policy and standardization is the most important in the government's role. The strategies of intelligent building and the travel and ways of working management are prior to the others for supporting environment sustainability. Finally, the strategies for the data center consolidation and energy management and server and storage virtualization have the huge influence for green IT systems, services and usage This research results the following implications. The amount of energy consumption and CO2 emissions of IT equipment including electrical business equipment will need to be clearly indicated in order to manage the effect of green business/IT strategy. And it is necessary to develop tools that measure the performance of green business/IT by each step. Additionally, intelligent building could grow up in energy-saving, growth of low carbon and related industries together. It is necessary to expand the affect of virtualization though adjusting and controlling the relationship between the management teams.

공공기관의 동반성장 현황과 시사점: 한국수력원자력(주) 사례를 중심으로 (Implications of Shared Growth of Public Enterprises: Korea Hydro & Nuclear Power Case)

  • 전영태;황승호;김영우
    • 벤처혁신연구
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    • 제4권2호
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    • pp.57-75
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    • 2021
  • 한수원은 전력 에너지를 생산하는 우리나라의 대표적인 공기업의 하나이며, 국가 자본에 의해서 생산·유통 또는 서비스를 공급할 목적으로 운영된다. 한수원의 경우는 국민 복지나 국가 발전을 위해 원전 중심의 첨단산업을 영위하며 공기업으로 운영된다. 원자력과 수력발전은 공공재의 성격이 뚜렷하기 때문이다. 사례에서 살펴본 한수원의 동반성장 활동은 공익을 우선하는 공공선에 근거를 두고 있다. 한수원은 종합에너지기업, 첨단 플랜트기업, 동반성장 선도기업이라는 특성을 반영하여 협력사와 동반성장을 위해 추진과제와 성과지표를 연계하는 전략을 제시하고 다양한 방안을 실천해 나가고 있다. 이를 정리라면 ① 원전 생태계유지, ② 협력기업 경영여건 개선, ③ 원전산업계 미래역량 강화, ④ 지역발전 선순환 지원 등이 핵심과제라 할 수 있다. 이것은 원자력발전이라는 특수성을 최대한 반영하여 만든 것이며 에너지 공기업으로서 특성을 최대한 감안하면서도 시대적 과제를 해결하기 위해 상생과 협력을 통한 동반성장 정신을 잘 반영하여 설계되어 있다. 세부 추진과제로 원전 생태계 유지를 위해 신시장·신산업 육성, Supply Chain 유지, 코로나19 긴급지원 등도 제시하고 있다. 한수원의 이런 활동은 본업에 충실하면서도 코로나19 사태이후 사회적 공공선의 철학을 반영한 것이다. 협력기업 경영여건 개선을 위해서는 생산성 향상, 인적자원 강화, 맞춤형 자금지원을 세부과제로 실천하고 있다. 본업에 충실하면서도 협력기업과의 동반성장을 추구하는 한수원의 노력은 기업의 사회적 책임(CSR), ISO 26000 등에서 강조하는 협력기업과 상생을 통한 동반성장의 모범사례라 할 수 있다.