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보-기둥 접합부를 고려한 5층 철골골조구조물의 비탄성 정적해석 (Pushover Analysis of a Five-Story Steel Framed Structure Considering Beam-to-Column Connection)

  • 강석봉;이재환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.129-137
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    • 2010
  • 본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. 구조물 거동에 대한 고차모드의 영향을 확인하기 위하여 KBC2005 등가정적 횡하중과 고차모드를 고려한 횡하중을 재하하였다. 5층 철골구조물은 개별 골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위-밑면전단력, 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수, 접합부 요구연성도 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 예제 구조물은 기준의 반응수정계수 보다 큰 값을 보였고 고차모드의 반응수정계수에 대한 영향은 거의 없었고 KBC2005 횡하중은 안전한 편에 속했다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.

TSD 접합부의 강성을 고려한 5층 철골골조구조물의 비탄성 시간이력해석 (Inelastic Time History Analysis of a Five-Story Steel Framed Structure Considering Rigidity of TSD Connection)

  • 강석봉;이재환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.281-291
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    • 2010
  • 본 연구에서는 횡력을 받는 구조물 거동에 대한 보-기둥 접합부의 영향을 확인하기 위하여 5층 철골구조물을 KBC2005 건축구조 설계기준에 맞게 구조설계 하였으며 접합부를 완전 강접합부로 이상화한 경우와 반강접 접합부로 설계하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 5층 철골구조물은 개별골조와 연결골조의 2차원 구조물로 이상화하였다. 4개 지진파의 재현주기 수준별로 산정한 최대지반가속도와 푸쉬오버해석의 최대밑면전단력을 위한 지반가속도에 대하여 시간이력해석을 실시하여 지붕층 변위, 밑면전단력, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부 골조는 완전 강접합 골조에 비해 적은 밑면전단력이 발생하였으며 기둥, 보 및 접합부에 발생하는 휨모멘트의 크기와 증가율도 적었다. TSD 접합부는 우리나라 설계수준의 지진하중에 대하여 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

집광채광 설비 입사부의 성능 평가방법에 관한 연구 (Study on the method to evaluate performance of Light Collector in Light-collecting System)

  • 윤용상;문선혜
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.49.1-49.1
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    • 2011
  • 집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.

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비내진상세를 가지는 철근콘크리트 기둥의 정량적 손상도 평가 기준 (Quantitative Damage Index of RC Columns with Non-seismic Details)

  • 김경민;오상훈;최광용;이정한;박병철
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.11-20
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    • 2013
  • 5층 이하 비내진상세를 가지는 철근콘크리트 건축물의 지진시 긴급 위험도 평가를 위한 부재의 정량적 손상도 평가 기준을 제시하기 위하여 실대형 크기의 철근콘크리트 1층 1경간 골조 실험체의 정적실험을 실시하였다. 실험결과, 실험체는 기둥의 휨항복후 전단파괴에 의하여 파괴되었으며, 기둥과 접합부에 균열, 압괴 등의 손상이 발생한 반면, 보에는 균열 등의 손상이 거의 발생하지 않았다. 이와 같이 비내진상세를 가지며 휨항복후 전단파괴하는 철근콘크리트 기둥의 손상도를 5단계로 분류하고 손상단계별 한계상태를 평가하기 위한 정량적 기준으로서 지진시 상대적으로 측정이 용이한 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭을 이용하였다. 손상한계상태의 잔류 층간변형각 및 잔류 균열폭은 실험결과에 따른 손상한계상태의 최대 층간변형각과의 관계에 의하여 결정하였으며, 한계 최대 층간변형각은 실험결과에 의한 부재의 하중-변형 관계 및 손상발생 현황을 바탕으로 결정하였다. 한계 잔류 층간변형각은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 층간변형각 중의 최대값 이상이 되도록 하였으며, 한계 잔류 균열폭은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 전단균열폭의 최소값 및 잔류 휨균열폭의 평균값으로 결정하였다. 한편, 본 논문을 통하여 제시한 손상한계상태의 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭은 지진으로 동일한 부재 변형이 발생할 경우 내진설계가 실시된 부재를 대상으로 하는 국외 손상도 평가 기준에 의한 값보다 작은 것으로 나타났다.

조기재령에서 콘크리트의 강도 및 강성 발현 평가 (Evaluation of Strength and Stiffness Gain of Concrete at Early-ages)

  • 홍건호;박홍근;엄태선;민준수;김용남
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.237-245
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    • 2010
  • 최근 장스팬 구조물의 건설이 증가하면서 슬래브의 시공도중 처짐 문제가 중요한 이슈 중의 하나로 대두되고 있다. 특히, 건축물의 경우 골조공기를 단축하기 위하여 콘크리트의 소요강도가 발현되기 이전에 거푸집을 조기 탈형함으로써 구조물의 품질저하를 초래하고 있다. 이러한 시공하자를 없애고 공기단축을 실현하기 위해서는 콘크리트의 조기 재령에서의 강도 및 강성 발현에 관한 연구를 수행하여 재령에 따른 강도 및 탄성계수 발현 모델의 구축이 필요하다. 기존의 설계기준에서 제시하고 있는 콘크리트 모델은 미성숙단계인 조기재령 콘크리트의 역학적 특성을 제대로 반영하지 못한다는 연구결과들이 있다. 따라서, 이 연구에서는 조기 재령에서의 재령에 따른 콘크리트의 재료실험을 수행하였다. 실험 결과를 바탕으로 기존 국내외 설계기준에서 제시하고 있는 강도 및 탄성계수 제안식의 적합성을 평가하며, 최종적으로 조기재령에서의 콘크리트 강도와 강성간의 발현 관계 모델을 구축함으로써, 향후 공기단축 공법의 개발 및 슬래브 처짐에 따른 하자를 방지할 수 있는 초기 재료 모델을 제시하도록 하였다. 재료실험은 재령 1, 3, 7, 14, 28일에 실시하였으며, 총 159개의 실린더형 공시체의 실험 결과를 분석하여 콘크리트의 조기재령에서 압축강도와 탄성계수 간의 상관관계를 제안하였다.

울릉도 산지 촌락 가옥의 유형과 특성 (The Types and Characteristics of Rural Housing in Ulleungdo Mountains)

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    • 대한지리학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.441-454
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    • 2016
  • 이 연구는 지붕 형태, 지붕 재료, 외벽 재료에 초점을 두고 울릉도 산지 촌락 가옥의 유형과 특성을 고찰하는 연구이다. 그리고 울릉도 산지의 촌락 가옥 유형을 제주도와 경남의 촌락 가옥 유형과 비교하면서 그 특성도 논의한다. 울릉도 산지 촌락 가옥의 지붕 형태를 보면, 팔작지붕(42.1%)이 가장 많이 나타나고, 그 다음으로는 맞배지붕(25.8%), 우진각지붕(11.8%), 단순평지붕(10.7%) 등이 많이 나타난다. 지붕 재료를 보면, 컬러강판(69.1%), 아스팔트싱글(11.8%), 시멘트(10.7%) 등이 많이 나타난다. 컬러강판을 지붕 재료로 사용한 가옥이 압도적으로 많고, 기와나 슬레이트를 지붕 재료로 사용한 가옥은 한 채도 없다. 그리고 외벽 재료에서는 시멘트(27.5%), 사이딩(21.3%), 함석(16.8%), 목재(6.7%) 등이 많이 나타난다. 지붕 형태와 지붕 재료의 결합 관계로 본 가옥 유형에서는 팔작지붕-컬러강판 가옥 유형(73채; 41.0%)이 가장 많이 나타나고, 지붕 형태를 중심으로 해서 지붕 재료와 외벽 재료의 결합 관계로 본 가옥 유형에서는 팔작지붕-컬러강판-시멘트 가옥 유형(32채; 18.0%)이 가장 많이 나타난다. 울릉도 산지 촌락 가옥의 지붕/외벽 재료로 함석을 사용하는 빈도가 높은 것, 기와나 슬레이트를 지붕 재료로 사용하지 않는 것, 적벽돌이나 석재를 외벽 재료로 사용하는 빈도가 낮은 것 등은 건축 자재의 운송비용과 관련이 있을 것이다.

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건축실내 인공조명의 불쾌글레어 평가실험에 적용된 실험변수의 민감도 분석에 관한 연구 (Study on Sensitivity of Variables of the Experiment to Evaluate Discomfort Glare of Interior Artificial Illumination)

  • 이진숙;김원도;김창순
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.24-32
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    • 2008
  • 본 연구에서는 한국인의 시각적 특성을 반영한 불쾌글레어의 합리적인 예측을 위해 국내에 실제적으로 적용 가능한 불쾌글레어 예측식을 작성하는 것이 최종목표로 하고 있으며, 본 논문에서는 주변의 일반적인 사무실 건물의 조명환경을 대상으로 기본 단위로 구획하여 실물대모형(Mock-up)을 제작하여 실험을 진행하고 글레어에 최대 영향요인인 광원휘도를 비롯한 배경휘도, 입체각, 광원면적, 루버종류와 불쾌글레어의 관계를 도출하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구는 다음과 같이 4단계로 나누어 연구를 진행하였다. 첫째, 불쾌글레어 평가등급을 정의하고 분류하기 위하여 선행연구에서 사용된 평가등급을 조사하여 연구목적에 부합되도록 수정하여 실험에 적용할 수 있도록 하였다. 둘째, 기존 불쾌글레어 평가실험식에 대한 검토를 통해 실험변수, 변수범위, 평가대상, 평가내용 등을 선정하였다. 셋째, 연구의 목적에 부합되도록 실험변인을 조절할 수 있는 실물대모형(Mock-up)을 제작하여 불쾌글레어 평가실험을 실시하였다. 최종적으로 불쾌글레어감과 광원휘도, 루버종류, 광원면적, 피험자위치간의 관계분석을 통해 실험변수의 민감도를 분석하였다. 연구 결과 인공광원의 불쾌글레어감에 영향을 주는 주요 변수는 광원휘도, 루버의 유무, 광원면적, 피험자위치(입체각) 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

아시아 건설 시장에서의 지정하도급자(NSC)문제에 관한 연구 - 싱가포르, 말레이시아 그리고 홍콩의 판례를 중심으로 - (Investigation of Disputes for Nominated Sub-contractor(NSC) -Focused on the Judicial Precedent of NSC issues in Singapore, Malaysia and Hong Kong-)

  • 조재용;김정곤;박형근;김영석;이복남
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.112-123
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    • 2015
  • 해외건설공사에서는 다양한 요인에 의하여 분쟁이 발생하고 있으며 그 가운데 하나가 지정하도급자와 관련된 분쟁이다. 이 논문에서는 지정하도급자 (NSC)와 관련된 분쟁을 연구하기 위하여 싱가포르, 말레이시아 그리고 홍콩을 대상으로 하여 30건의 판례를 조사하여 분석하였다. 또한 판례의 유형을 다음의 6가지로 분류하였다: 공기지연 및 하자에 대한 책임문제에 관한 판례(T1), 계약관계에 관한 판례(T2), 지불과 관련된 판례(T3), 공제(Set-off)와 관련된 판례(T4), 도산 및 청산에 관한 판례(T5) 그리고 기타 판례(T6). 분석결과 분쟁발생빈도는 경제 사회변화와 관계가 있고, NSC가 원도급자를 상대로 재판을 청구하는 경우가 가장 많았으며, 주거 및 상업용 건축물에서 NSC분쟁이 많았다. 결과적으로 NSC문제에 대한 원도급자의 적극적인 대응이 필요한 것으로 검토되었으며, 관련자들의 의사교환이 가능한 협의체 구성도 필요하다. 그러나 근본적으로는 계약약관을 포함한 발주자의 권한과 책임을 일치시키는 제도적 정비가 무엇보다 중요한 것으로 검토되었다.

도시 내 역사문화미관지구 경관조망지점 분석에 관한 연구 - 북촌한옥마을을 대상으로 - (An Analysis Study of Landscape View Point on Urban Histo-Cultural Area - Focused on Bukchon Hanok Village -)

  • 최유;손승우;이강현;임승빈
    • 한국전통조경학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.80-86
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    • 2012
  • 본 논문은 서울시 종로구에 위치한 북촌한옥마을의 경관조망지점 분석에 관한 연구이다. 서울시에서 지정한 북촌 8경의 각 지점을 선정하는 과정은 시각적인 감상요소를 중심으로 주관적 기준에 의해 선정되었으며, 우수한 경관조망지점을 선정하기 위한 객관적 틀이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 문헌고찰 및 현장조사를 통해 조망점을 선정하고, 선호도 조사 및 상관관계분석을 통해 보다 객관적이고 실증적인 경관조망지점 선정방법을 제안하였다. 주요 조망점 선정기준은 전통한옥경관, 역사문화재경관, 골목길경관, 도시건축물경관, 자연산림경관 등으로 도출되었고, 선호도와 장소적 특성 조사 결과로 북촌 8경 이외의 우수경관을 확인할 수 있었다. 선호도와 장소적 특성 간의 상관계수는 0.846으로, 두 변수 간의 상관관계가 높게 나타났으며, 이러한 결과는 도시 역사문화지구 내 조망점 선정을 위한 구체적 기준 및 국내 다양한 전통적 가치가 있는 지역의 경관우수지역을 찾는데 기초자료가 될 것으로 기대한다.

GFRP 보강근의 외피형상을 고려한 부착 해석모델 제안 (An Analytical Model Proposal Considering Different Surface Type of Bond Behavior between GFRP Rebar and Concrete)

  • 박지선;송태협;이정윤
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.150-159
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    • 2019
  • GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.