• 한국건설관리학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.52-63
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• 2015

국내 건축물 중 업무시설은 국가 경제발전 및 산업구도의 변화와 더불어 급속도로 보급되기 시작하여 2012년 수도권 기준 소방대상물 현황 31개종 중 공동주택 다음으로 많은 비중을 차지하고 있는 주요 시설물이다. 그러나 2014년 현재 수도권지역 업무시설 중 70% 이상이 사용기간 15년 이상으로 주요 건축 마감재의 노후화와 기능저하가 시작되는 등 수선이 시급한 업무시설이 지속적으로 증가하고 있는 실정이다. 특히, 업무시설은 사옥 또는 임대사무실의 목적으로 활용되고 있어 시설물의 노후화와 기능 저하가 초래될 경우 건축주와 유지관리 주체에게 임대 경쟁력 저하 및 부동산 가치 하락 등의 문제점을 가져올 수 있다. 이와 같은 시설물의 노후화와 기능 저하를 예방하기 위해서는 준공 후 경과연수에 따라 수선율을 기준으로 한 예방적 차원의 계획 수선을 필요로 한다(La et al. 2001). 이러한 수선율을 기준으로 하는 국내의 수선기준들은 그 대상의 범위가 주로 공동주택과 공공기관 시설물에 국한되어 있어 업무시설에 해당 기준을 적용하기에는 한계성이 있으며, 현업에서의 수선계획 수립을 위한 수선율 기준의 적용성 제고를 위해서는 필수적으로 연간단위의 마감재별 수선율 데이터가 요구되고 있는 것으로 조사 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 6개소 업무시설의 실제 수선이력데이터를 수집 및 분석하여 업무시설을 대상으로 한 건축 마감재의 수선율 산정 모형을 개발하고 사례적용을 통해 도출된 마감재별 연간단위 수선율의 적정성을 검증하는 것이다. 본 연구의 결과물은 업무시설의 건축주 및 유지관리 주체들로 하여금 발생 가능한 돌발적 보수비용과 기회비용의 낭비를 예방케 함으로써 보다 효율적인 유지보수 예산의 계획과 집행을 가능하게 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.415-429
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• 2013

성능설계는 건축과 토목분야의 구조물 설계에 대한 키워드로 떠오르고 있는 실정이다. 본 논문에서는 기존의 사양설계로 설계되어 시공 중이던 개착식 터널 구조물의 변형 사례에 대한 사례 연구를 통하여 터널에 대한 성능설계의 필요성을 고찰하고 있다. 이와 더불어 터널의 성능을 세분화하는 방법론을 소개함으로써 성능 기반 설계법 도입에 따른 현장 실무자의 이해를 돕고자 하였다. 해당 사례 연구는 전형적인 지반공학적 역해석 문제로, 상세한 지반조사, 시공 이력 분석 및 수치해석적 방법 등 다각적인 접근으로 변형의 원인을 규명하였으며 시공성 및 경제성을 만족하면서 소정의 성능 확보가 가능한 대책을 제안하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.39-46
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• 2017

최근 건축물의 기초는 구조체의 안정성과 연관하여 두꺼운 매스콘크리트 형태가 설계되어지고 있다. 그런데, 이와 같은 매트 매스콘크리트는 800mm 이상의 두꺼운 부재로 설계되는 경우가 많아짐에 따라 수화열에 의한 균열이 문제점으로 제기 되고 있다. 이에, 본 연구에서는 상 하부를 구분하여 타설하는 실무조건을 고려하여, 컴퓨터 프로그램상으로 하부와 상부의 최적치를 도출한 다음, 실구조체에 적용 해석치와 실측치간을 비교하므로서 효율적인 수화열균열 저감방안을 제안하고자 하였다. 그 결과, 상 하부 타설 콘크리트간의 저발열 배합정도를 고려한 수화발열량차 적용은 침하균열 방지 및 수화열 균열제어에 효과적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.29-34
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• 2022

최근 비구조요소의 피해사례가 증가하면서 비구조요소 내진설계에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 평면적 요소보다는 수직적 요소나 시스템적 요소를 변수로 층가속도를 평가하고 있다. 때문에 본 논문에서는 횡력저항에 많은 부분을 차지하는 코어를 평면적 변수로 사용하여 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도에 대해 평가하였다. 정사각형의 2축대칭의 평면에서 코어의 형태(위치 및 비중)변화에 따라 서로 다른 5개의 평면과 각 평면마다 5층, 10층, 15층, 20층의 층수를 가진 총 20개의 모델로 선형시간이력해석을 수행하였다. 분석 결과 코어 위치에 따라 편심을 받는 평면에서는 층가속도가 최대 1.7배의 비틀림 증폭이 발생하였고 구조물의 중층부에서 비틀림의 영향이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 편심이 없이 코어의 비중만 변화한 평면에서는 주기 0.4694초를 기준으로 이하일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 감소하고 고층부에는 증가하며, 반대로 주기 0.4694초 이상일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 증가하고 고층부에는 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조물의 층수는 최대층가속도에 영향을 주지 못하는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.285-290
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• 2019

본 연구는 공식적인 자료를 통해 초고층 아파트와 일반 아파트 단지의 에너지 소비 특성을 비교하고 초고층화를 지향하는 인천시 정책에 시사점을 제안하고자 한다. 분석방법은 사례 대상을 선정하여 현장조사와 도면 검토, 건축물생애이력관리시스템의 분석 등이다. 특히, 인천시 연수구라는 동일한 지역에 위치한 초고층 아파트와 일반 아파트 단지를 대상으로 에너지 소비현황을 도출하고 특성을 비교분석하였다. 첫째, 일반 아파트 단지에 비해 초고층 아파트 단지의 전력에너지 사용량이 1.63-2.5배까지 소비하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 가스에너지 사용량의 경우에도 초고층 아파트 단지가 많이 소비되고 있었으며, 그 폭은 1.09-1.2배였다. 셋째, 단위면적당 에너지소비 또한 1.042-1.3배 높은 것으로 분석하였다. 물론 초고층 아파트 단지의 경우, 일반 아파트 단지에 비해 단위면적당 더 많이 소비되고 있음이 거주자의 수입, 생활수준, 생활패턴 등 개인적 요소가 영향을 미치기도 하며, 이를 고려한 에너지소비 단위나 만족도 등에 대한 점은 본 연구의 한계이자 향후 후속적으로 진행할 연구 소재이다. 다만 공개적이고 실증적인 자료를 통해 아파트 단지 차원의 단위면적당 에너지소비량을 제시하고 기존의 도시정책에 문제제기를 한 점은 본 연구가 가진 의의이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.185-192
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• 2023

본 연구에서는 KBC2022의 풍직각방향 변동풍하중 스펙트럼을 이용하여 풍직각방향 풍하중을 생성하고 생성된 풍직각방향 풍하중이 작용하는 구조물의 비탄성 동적거동을 해석하는 프로그램을 개발하고자 한다. 풍응답은 일차 모드가 탁월하고 소성화에 의한 진동의 변화는 작고, 풍방향 진동과 풍직각방향 진동은 독립적이며, 비틀림 진동의 영향은 작다고 가정한다. 적용 구조물을 수평방향의 단자유도 모델로 가정하고, 구조물의 질량을 집중질량으로 치환하여 상부에 작용시킨다. 비탄성 해석을 위한 이력모델은 이선형 모델을 적용한다. 강성비(𝛼)와 항복점비(𝛽)를 변수로 비탄성 동적응답을 분석한 결과 강성비가 일정한 경우에 항복점비가 증가할수록 최대변위비는 감소하다가 최소값을 나타내고 증가하는 것으로 나타났다. 강성비가 0.5이상인 경우 최대변위비가 1이하가 되는 항복점비가 존재하며, 이는 비탄성 내풍설계시 비탄성 거동을 허용하더라도 탄성설계된 건물보다 최대 변형이 감소함을 나타낸다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.347-352
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• 2018

본 논문에서는 이중질량을 갖는 랙시스템의 마찰거동을 고려한 지진응답해석 기법에 관하여 연구하였다. 마찰 거동을 모사할 수 있는 비선형 동적 시간이력해석 알고리즘을 개발하였다. 이중질량체 간의 미끄러짐과 일체화거동은 비선형 마찰모델로서 고려하였으며, 이를 적절히 모사하기 위한 수치해석기법을 개발하였다. 개발된 알고리즘을 이용하여 랙시스템의 지진 응답에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 랙시스템의 피해에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 주요 인자로 랙구조체 질량에 대한 적재질량체의 질량비와 두 질량체 사이의 마찰 계수를 선정하고, 질량비와 마찰계수를 변화시켜 가면서 최대 변위응답의 경향성을 분석하였다. 수치 모사 결과로 부터, 이중질량으로 모델링된 랙시스템의 변위응답은 구조물의 고유진동수가 커질수록 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이 연구를 통하여 제시하는 방법은 랙시스템의 마찰거동을 미끄러지는 거동을 적절히 모사할 수 있으며, 이로부터 내진 성능평가를 위한 효율적 수치해석 기법으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.1-11
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• 2012

본 연구에서는 주기하중에 대하여 거시적 모델링 방법을 다르게 적용하여 철근콘크리트 벽체의 비선형 해석을 수행하고 기존에 나타난 실험 연구와 비교/분석하였다. ASCE41-06에서 제시하는 높이-길이 비에 따른 벽체의 파괴유형을 참고하여 기존에 수행된 실험연구 중에서 높이-길이비가 3.0을 초과하는 세장한 벽체와 높이-길이비가 1.5인 낮은 벽체를 선택하였다. 각 실험체에 대하여 거시적 모델을 다르게 고려하여 비선형 해석을 수행하였다. 본 연구에서 적용한 거시적 모델은 휨에 대한 거동을 정확히 묘사할 수 있는 방법과 벽체의 복부에서 발생되는 대각 전단을 고려할 수 있는 방법이다. 세장한 벽체는 거시적 모델에 따른 실험과 해석의 결과 차이가 거의 없는 것으로 나타났지만 낮은 벽체는 모델링 방법에서 고려할 수 있는 요소에 의해 이력 거동이 크게 달라지는 것으로 조사되었다. 또한, 높이-길이 비가 1.5인 철근콘크리트 벽체가 건축물에 적용된 경우 정확한 횡 저항능력을 평가하기 위해서 복부의 대각 압축 전단을 고려할 수 있는 모델을 사용하는 것이 타당하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.243-250
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• 2023

횡하중에 작용하는 철근 콘크리트 기둥은 연성능력 확보를 위해 띠철근의 양 단부를 135° 구부려 시공하는 상세가 요구된다. 그러나 이러한 띠철근 상세는 시공이 매우 까다로와 실제 현장에서는 제대로 시공이 되지 않기도 한다. 이를 대체하기 위해 본 논문에서는 강재 클립형 연결장치가 적용된 철근 콘크리트 기둥에 대해 횡방향 반복가력 실험을 수행하고 그 구조적 성능을 평가하였다. 총 4개의 실험체가 제작되었으며 주요 실험변수는 강재 클립형 연결장치 및 고강도 콘크리트 사용 여부이다. 또한 대상 구조물에 대해 3차원 유한요소해석 모델을 개발하고 이에 대한 비선형 해석을 수행하였으며, 해석 및 실험결과를 비교하고 분석하였다. 그 결과 강재 클립형 연결장치가 설치된 콘크리트 기둥이 반복 횡하중에 대해 기존의 표준갈고리 상세를 지닌 콘크리트 기둥과 동등한 혹은 그 이상의 성능을 지니고 있으며, 개발된 유한요소해석 모델이 실험결과를 정확히 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.9-20
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• 2014

철골 중간모멘트골조는 강한 지반운동에 대하여 적합한 저항능력을 확보하기 위한 지진력저항시스템으로서 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 국내의 대다수 중 저층 철골건축물은 내진설계가 도입되기 이전에 건설되었거나 현재의 내진설계기준의 요구조건을 준수하지 않은 것들로, 이러한 건물들이 가지는 내진성능에는 의문점이 존재한다. 이와 같은 문제점의 인식에 기반하여 본 연구에서는 국내 철골 중간 모멘트골조의 내진성능에 대한 정량적 제시를 목표로 우선 층수 종류, 지진에 대한 보유내력, 부재 연성도, 제진장치의 유무를 변수로 하여 표본 건물을 설계하였다. 표본 건물의 내진 성능과 붕괴 매커니즘은 비선형 정적해석과 증분동적해석으로부터 획득한 붕괴여유비와 붕괴확률을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 현행 국내기준에 따라 내진설계된 신축건물은 설계지진에 대해 충분한 내진성능을 가졌으며, 이에 반해 구조부재의 연성저감이 발생하거나 낮은 설계 밑면전단력에 대한 저항력을 가진 기존건물의 경우에는 높은 붕괴확률을 가지며 목표로 한 내진성능을 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 내진성능을 충족시키지 못하는 내진설계 도입 이전의 건물에 대해서 에너지 소산장치를 통해 보강하게 되면 장치의 에너지 소산능력뿐만 아니라 소성힌지의 재분배를 통해 붕괴확률 및 내진성능이 신축건물 수준으로 향상되었다.