• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.137-145
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• 2015

슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량은 횡방향으로 분절되어 제작된 프리캐스트 모듈을 현장에서 조립하는 형태의 교량으로서 분절된 프리캐스트 모듈 사이에는 종방향 연결부가 형성되며, 프리캐스트 모듈의 조립은 모듈 사이에 고성능 무수축 모르타르를 주입한 후에 횡방향으로 긴장력을 도입함으로써 이루어진다. 본 연구에서는 연결부의 휨 거동을 바탕으로 설계단계에서 산정된 횡방향 도입 긴장력 수준의 적정성 및 연결부의 형상이 휨 거동에 미치는 영향을 검토하기 위해 슬래브 형식 프리캐스트 모듈러교량의 연결부를 적용한 실험체를 이용한 4점 재하 휨 실험과 3점 재하 휨 실험을 수행하였다. 4점 재하 휨 실험은 긴장력의 변화가 연결부의 휨강도에 영향을 미치며 연결부의 형상은 순수한 휨모멘트가 작용하는 단면의 휨강도에는 영향을 미치지 않는다는 결과를 보여주었다. 3점 재하 휨 실험은 연결부에 휨모멘트와 전단력을 동시에 작용시키는 실험 방법으로, 연결부의 형상이 휨강도와 균열 사용성에 영향을 미친다는 결과를 보여주었다. 두 가지의 휨 실험 결과로부터 본 연구에서 적용한 긴장력은 적정하였으며 두 개의 전단키를 갖는 연결부가 균열 사용성 측면에서 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.584-592
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• 2001

철근콘크리트보(reinforced concrete beam)는 콘크리트의 압축강도에 비해 낮은 인장강도로 인해 사용하중 단계에서 균열이 발생하게 된다. 발생된 균열에 의해 감소된 콘크리트의 휨강성은 전체적인 구조물의 강도와 강성을 감소시킨다. 인장강도 및 휨강도를 증가시킨 섬유보강 콘크리트(fiber reinforced concrete)를 인장영역에 이용함으로서 구조물의 강도와 강성을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 균열 및 처짐이 감소되는 효과가 있으므로 구조물의 전체적인 안전성과 사용성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 보통강도 콘크리트(normal strength concrete)와 고인장강도 콘크리트(high tensile strength concrete)의 합성으로 이루어진 이중 콘크리트보(dual concrete beam)의 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 이용하여 탄성해석과 극한해석 모델을 제안한다. 세 가지 종류의 철근비에 대해 각각 하나의 철근콘크리트보와 두 개의 이중 콘크리트보를 시험하여 이중 콘크리트보의 구조적 강성을 검토하였다. 이중 콘크리트보는 철근콘크리트보에 비해 약 30%이상의 극한하중의 증가를 나타내었고, 휨강성의 증가와 더불어 처짐이 감소되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.7-15
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• 2021

이 연구에서는 기존 중공재의 형상을 개선한 거푸집용 중공슬래브를 개발하였고, 개발된 VPS를 활용하여 휨 및 전단 실험을 수행하여 그 성능을 평가하였다. VPS의 휨 성능 실험 결과, FPS 계열 실험체의 경우 항복 하중 값은 FPS-00 실험체 대비 약 97.5%를 나타내고 있어 항복하중 값에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한, FNS계열 실험체도 FPS-00 실험체 대비 약 97%를 나타내어 휨 성능에는 중공재에 의한 영향이 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 슬래브 시스템을 VPS로 슬래브 설계에 적용할 때 건축구조기준의 설계식으로 적용하는데 문제가 없을 것으로 판단된다. VPS의 전단 성능 실험 결과, SS-00 실험체 대비 약 92%로 나타나 SS-00 실험체에 비하여 다소 부족한 것으로 나타났다. 이는 전단강도 식이 콘크리트에 의한 전단력과 철근에 의한 전단력의 합으로 표현되는 설계 식에 따라 중공재에 의하여 콘크리트 단면이 삭제되었기 때문인 것으로 판단된다. 하지만, 휨설계와 동일하게 전단설계에 적용되는 구조체의 내력도 최대하중 값을 기준으로 하는 것이 아니라 항복 하중 값을 기준으로 설계에 적용하게 된다.

• 농업생명과학연구
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• 제50권1호
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• pp.273-281
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• 2016

본 연구에서는 온실시공 및 유지관리 지침마련을 위한 기초자료로 사용하기 위하여 플라스틱 필름 온실의 구조재를 대상으로 휨 시험을 실시한 후, 하중-변위의 관계를 검토하였다. 그 결과 시편의 형상에 관계없이 시편의 규격이 클수록 항복 및 최대하중이 큰 경향을 보였으며, 변위도 동일한 양상을 보였다. 강관이 각관보다 항복 및 최대하중은 적게 나타났으며, 변위는 크게 나타났으며, 강관의 경우는 항복 및 최대하중 하에서의 변위는 각각 1.42~4.20mm 및 5.80~24.13mm정도의 범위에 있었다. 각관의 경우에 변위는 각각 1.62~3.00mm 및 3.13~8.01mm정도의 범위였다. 그리고 본 시험의 결과와 기존의 연구에서 제시한 기준 값들을 보면, 동일한 부재임에도 불구하고 부재들이 사용되는 온실형태나 사용목적(예, 샛기둥)에 따라 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한 유리온실인 와이드 스팬 및 벤로 형을 대상으로 제시하고 있는 경우(h/100, h/80)에도 변형이 각각 28.0mm 및 35.0mm(기둥 길이 280cm 적용)정도로서 네델란드의 유리온실 표준 기준(14.0mm)과 비교해도 큰 차이가 있었다. 스팬이 60cm인 경우, 주서까래나 도리 부재의 본 시험결과는 기존의 연구에서 제시한 값들 보다 각각 55.7% 및 39.3%정도 크게 나타났다. 그리고 기둥의 경우, NEN의 기준 값인 14.0mm와 비교해서 본 시험결과는 43.7%정도 적은 것으로 나타났다. 따라서 변위제한은 온실의 종류나 형태 및 규격 등 다양한 요인에 의해서 다를 수 있기 때문에 이들 요인들을 반영한 연구나 시험들을 진행하여 온실 시공 및 유지관리 등에 반영할 수 있도록 하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.201-213
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• 2004

본 논문에서는 유전자 알고리즘과 보-기둥 접합부, 부재, 그리고 구조물 전체의 재료 및 기하학적 비선형 거동을 고려할 수 있는 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 반강접 강골조 구조물의 최적설계법을 제안하였다. 개선소성힌지해석에서는 강골조 구조물의 기하학적 비선형성을 고려하기 위해 보-기둥 요소의 안정함수를 사용하였으며, 재료적 비선형성을 고려하기 위해 잔류응력, 소성힌지, 반강접 접합부 그리고 기하학적 불완전성 등에 의한 점진적인 강성감소모델을 사용하였다. 최적설계시 마이크로 유전자 알고리즘과 재생산을 위한 개체 선택 도구로 토너먼트 선택방법을 사용하였으며, 적합도 함수는 목적함수 및 벌칙함수로 나타낸 무제약 함수값의 조합으로 구성하였다. 목적함수로는 구조물의 중량을, 제약조건으로는 하중-저항능력, 사용성, 연성도, 그리고 시공성에 관한 기준을 사용하였다. 강접 및 반강접 접합부를 갖는 강골조 구조물의 최적설계결과의 비교를 통해 본 연구에서 제시한 방법의 적합성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.197-206
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• 2003

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 비선형 탄성 최적설계 방법을 제시하였다. 제안한 비선형 탄성해석은 종래 설계의 단점 즉 탄성해석 후 비선형 효과를 고려하기 위하여 $B_1$, $B_2$ 계수를 사용하는 불합리성을 극복하였다. 유전자 알고리즘은 다윈(Darwin)의 적자생존의 개념을 기본으로 선택, 교배 및 돌연변이라는 세 가지 연산을 수행함으로써 최적설계에 필요한 설계변수 즉 부재 단면을 형성하여, 제약조건을 모두 만족하는 최소 구조물 중량을 제공하는 설계변수를 선택하면서 최적설계를 수행하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건식으로는 하중저항능력, 사용성 및 연성도를 사용도를 사용하여 최적설계를 수행하였다. 2차원 강뼈대 구조물, 3차원 강뼈대 구조물, 그리고 3차원 강아치교의 설계예제를 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.771-781
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• 1994

매스콘크리트에서 시멘트의 수화반응에 의해 발생되는 열은 약재령 콘크리트(young concrete)에서 내부온도의 증가와 체적변화를 초래하므로 외적인 구속이 존재하면 구조물에는 인장응력이 발생하고 이는 구조물에 균열을 일으킬 수 있다. 따라서 매스콘크리트의 설계와 시공단계에서 균열을 제어하기 위해서는 온도응력을 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다. 또한 약재령 콘크리트에서는 크리이프 효과가 노재령 콘크리트(old concrete)의 경우에 비하여 현저하게 크므로 이를 반드시 고려하여야 할 것이다. 이 논문은 매스콘크리트에서의 온도에 관한 시간이력을 구하고 크리이프와 각 요소의 온도를 고려한 탄성계수를 적용하여 온도응력을 구하는 유한요소 프로그램을 개발하는데 그 목적이 있다. 개발된 프로그램의 해석결과를 문헌의 자료들과 비교해 볼 때 온도균열의 제어에 가장 중요한 내부에서의 온도이력과 응력이 실험결과와 잘 부합되고 있다. 따라서, 이 논문의 해석방법은 매스콘크리트 구조물의 설계와 시공단계에서 균열의 제어를 위해 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.655-662
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• 2011

본 논문에서는 다지점 가진 시 장대교량에 대한 지진응답해석을 수행하고 설계상의 다양한 요구에 유연하게 대처하기 위해서 다지점 가진 해석에 필요한 비선형시간이력해석 알고리즘(영향계수법)을 제안하고, 이를 신뢰성있는 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)에 추가하였다. 동일한 유한요소모델에 대해 범용 유한요소해석 프로그램 SAP2000의 Multi-support Excitation 기능을 이용하여 연구에서의 결과에 대한 비교 검증을 수행하였다. 이 연구결과를 바탕으로 인천대교에 대해서 유한요소모델링을 실시하고 다지점 가진을 고려한 비선형시간이력해석을 수행하였다. 수평변위응답의 분석 결과 시간지연이 늘어날수록 최대 수평변위가 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 또한 입력지진파의 최대가속도를 단계적으로 증가시키며 극한해석을 수행하여 대상 교량의 사용성을 평가하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-43
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• 2006

신설포장에 시공되는 타이바의 경우에는 콘크리트 타설시 타이바가 슬래브 안에 묻히기 때문에 타이바의 정착강도가 문제되지 않으나, 확장시에는 기존 포장을 천공한 후 충전재를 주입하여 설치하기 때문에 타이바가 충분한 정착강도를 확보 할 수 있도록 설계해야 한다. 만일 삽입된 타이바가 충분한 정착강도를 확보하지 못한다면, 슬래브 간에 하중 전달에 문제가 생길 뿐만 아니라 줄눈 간격이 과도하게 벌어져서 사용성 및 내구성에도 나쁜 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 현재 현장에서 설치하는 시공방법에 의해 타이바의 정착강도를 확인하고 이에 대한 대안을 제시 하고자 한다. 실험결과 현장 시공방법으로 설치된 타이바의 정착강도는 소요 정착강도의 42.7%에 불과하였다. 첫 번째 대안으로서 주입기를 이용하여 충전재를 주입하고 마개를 사용하여 충전재가 흘러 나오지 못하게 막는 방법의 경우에는 소요 정착강도를 충분히 만족 하였으나, 현장에서의 품질관리가 쉽지 않을 것으로 판단된다. 두 번째 대안으로 제시된 SL 앵커볼트를 이용하여 타이바를 설치하는 방법은 충분한 정착강도를 확보 할 수 있으며 품질관리 및 시공성이 용이 한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.687-694
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• 2005

건설 재료와 기술의 발달로 건축물이 장스팬화 ·경량화 되어 가고 있다. 이로 인해 건축물 바닥의 고유진동수(Frequency)와 감쇠비(damping ratio)가 감소함에 따라 거주자들의 바닥판의 수직진동에 대한 문제가 발생하고 있다 그러나 현행 사용성 기준은 바닥판의 최대 정적 처짐에 의해 결정하고 있다. 하지만 선행연구(Han et al., 2003)에서 현행 기준을 만족하는 바닥이 수직진동에 대한 사용성 기준을 만족하지 못하는 것을 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 거주자들의 뒤꿈치 충격하중에 대한 수직진동 사용성 기준을 만족하는 바닥 두께를 제안하고자 하였다. 슬래브 재료의 특성과 뒤꿈치 충격하중 및 마감 고정하중의 불확실성을 고려하기 위해 Monte Carlo Simulation을 사용하여 확률적으로 접근하였다. 그 결과 4변 단순지지의 경우 두께가 스팬 길이의 $1/14\~1/17$에서, 4변 고정지지의 경우 스팬 길이의 $1/18\~1/25$인 경우에 초과 확률이$0\%$에 도달하였다.