• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.90-90
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• 2011

최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.132-135
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• 2011

최근 설계 단계에서 설계품질 향상과 시공 단계에서 비용 절감을 효과를 기대하며 3차원 BIM 관련 기술에 대한 관심이 높아가고 있으며, 또한 부분적으로 기술 도입 효과가 나타나고 있다. BIM 기술은 크게 BIM 도구를 활용하여 설계정보를 디지털화하는 모델링 단계 기술과 BIM 모델로부터 설계 정보를 추출하여 업무 진행에 필요한 형태로 가공, 변환하는 정보 활용 기술로 구분하여 생각할 수 있다. BIM 기술에 대한 근자의 높은 관심에도 불구하고 실제 현장에 적용되어 가시적인 성과를 내는 데에 한계를 보이고 있는 이유 중 하나로 후자의 정보 추출 및 활용 기술의 범위와 완성도의 한계를 들 수 있다. 즉 많은 노력을 통하여 BIM 모델을 구축하더라도 이를 기반으로 물량산출, 도면 생성 등 가장 기본적인 업무조차도 현장에서 바로 사용할 수 있는 수준의 기능이 제공되고 있지 않다. 본 연구에서는 건축 골조를 대상으로 3차원 골조 모델을 이용하여 골조 물량, 특히 정확한 물량산출이 상대적으로 어려운 철근에 대하여 철근의 이음, 정착 등이 고려된 실행물량을 산출할 수 있는 시스템을 설계하고 구현하였다. 또한 3차원 모델을 기반으로 철근 배근시공도와 가공일람표를 관련 기준에 따라 정확히 자동 작성함으로써 골조공사가 효율적으로 수행되고, 특히 정확한 이음 및 정착과 가공 계획을 통하여 철근 손실율을 최소화함이 기대된다. 본 논문에서는 이러한 BIM 기반 골조 물량산출 및 도면생성 시스템과 관련하여 주요 시스템 설계 내용과 구현 결과에 대하여 기술한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.249-264
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• 2001

빌딩골조 구조물의 구조설계는 시스템, 서브시스템, 기본 부재의 여러 설계 단계에 걸쳐서 복잡하게 진행된다. 여러 가지 설계 대안들을 고려하고 비교하여 선택하는 작업을 설계과정에서 행하게 되고, 최종적으로 한 가지의 구조시스템과 이와 관련한 서브시스템 및 기본 부재들을 결정해야 한다. 빌딩골조 구조물을 위한 컴퓨터 통합시스템을 구축하기 위해서는 이러한 설계과정을 정형화하여 표현하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 시스템, 서브시스템, 기본 부재 단계에서의 설계과정을 표현하기 위한 개체형 통합설계모델의 프로세스 개체들을 소개한 후에 각각의 프로세스개체 내의 설계흐름을 기술하였고, 세 가지 설계 단계에 걸쳐 있는 많은 프로세스 개체간의 설계흐름을 제어를 하기 위한 개념을 설명하고 있다. 프로세스 개체간의 제어는 어떠한 개체내의 프로세스가 끝났는가를 파악하여 구조설계를 완료하는데 필요한 모든 개체의 프로세스가 끝났는가를 확인하기 위함이다. 이러한 프로세스 제어의 개념은 빌딩골조의 구조물을 위한 컴퓨터 통합시스템의 개발에 이용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.72-75
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• 2009

본 논문에서는 현재 국내에서 구축되어 있지 않은 3차원 BIM 기반 설계 및 시공 환경으로의 패러다임 전환에 대비하여 3차원 BIM 지향적 구조설계 프로그램인 SDP 제품군을 사용하여 BIM 프로그램들을 연동한 3차원 BIM 철근배근 자동생성 시스템을 개발하고자 한다. 현재 국내 건설업계의 치열한 수주경쟁으로 수익률저하/철근 등 자제가 폭등/인건비 상승/배근시공도 작성 인력 부족 및 신뢰성 저하 및 납기 지연 등의 기존 현황의 문제점 등을 SDP 제품군을 이용하여 구조설계/배근시공도 작성/정밀 골조물량 산출을 통합 지원하는 엔지니어링 컨설팅 환경을 구축하여 구조설계 시 V/E 동시 수행, 골조공사비 10% 절감, 배근시공도 및 물량산출 납기 최소로 단축, 배근시공도 정확성 향상/설계 및 시공 변경에 신속 대응, 공정 대비 발주 물량 관리 기능을 제공함으로써 고수익, 고효율, 고품질 의 엔지니어링 컨설팅 수행이 가능하다. 3차원 BIM 을 기반으로 철근현장가공에서 공장가공 전환 가속화로 국가적 물량 절감을 기대할 수 있고, 3차원 BIM 구조설계 및 골조공사 환경 구축 및 기술 자립을 통해 건설시공 분야의 기술력 향상을 기대할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-41
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• 2008

플랫플레이트 시스템은 주로 전단벽과 가새 골조와 같은 횡력저항 시스템과 함께 중력저항 시스템으로 사용된다. 따라서 지진과 같은 횡하중이 작용할 때, 중력저항 시스템은 중력하중에 대한 전달 능력을 유지하면서 일체로 연결된 횡력저항 시스템의횡변위를 견딜 수 있어야 한다. 또한 플랫플레이트 시스템은 지진에 대한 특별 상세조건에 만족하면 중간 모멘트 골조로써 횡력저항 시스템으로도 사용할 수 있다. 그러나 횡하중이 작용하는 경우 플랫플레이트 시스템은 횡변위와 불균형모멘트로 인한 뚫림 전단의 위험성은 더욱 커지게 된다. 따라서 플랫플레이트 시스템을 중력 저항 또는 횡력 저항 시스템으로 설계하는 모든 경우에 중력하중뿐만 아니라 횡하중하의 설계 내력 (모멘트와 전단력)과 변위 등의 합리적인 예측은 매우 중요하다. ACI 318 (2005)에서는 중력하중에 대한 해석시 직접설계법과 등가골조법을 제시하고 있으며, 횡하중에 대한 해석으로 유한요소법, 유효보폭법, 등가골조법을 허용한다. 이러한 해석법은 각각 장단점을 갖고 있으며, 매우 광범위한 해석 결과를 보인다. 따라서 구조 설계자들은 적절한 해석법의 선택과 해석 결과를 분석하는데 어려움을 갖는다. 본 연구의 목적은 플랫플레이트 해석법에 대한 구조 설계자들이 적절한 해석법을 선택할 수 있도록 하고, 횡하중에 대한 해석 방법으로 수정된 등가골조법의 실용성을 검증하고자 하였다. 이를 위하여 중력하중과 횡하중을 받는 7층의 플랫플레이트 구조물에 대한 내부력과 횡변위를 대상으로 유한요소해석을 수행하고 각 골조해석법의 결과를 비교하였다. 또한 각 골조해석법의 정확성은 기존 플랫플레이트 슬래브 구조물의 실험 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.91-98
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• 2004

유전자 알고리즘은 가장 훌륭한 이산최적화 기법 중 하나이다. 그러나, 유전자 알고리즘은 무제약 최적화 기법이기 때문에 제약조건은 간접적으로 표현된다. 가장 일반적인 방법은 벌칙함수를 사용하여 제약 문제를 무제약 문제로 변환하는 것이다. 본 연구에서는 적합도에 벌점함수를 적용하여 거부전략, 벌점전략, 복합전략 등에 따른 3가지 함수를 구성하였다. 그리고, 이 적합도 함수들을 사용한 설계프로그램을 구현하고, 산형골조와 2층 3경간 골조의 설계문제에 적용시켜 설계결과를 비교하였다. 이를 통하여 유전자 알고리즘을 이용한 유용한 골조 설계프로그램의 구현이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.549-558
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• 2007

이 연구는 P.E.B. 골조 시스템 공장 현장에서 가장 많이 사용하고 있는 훅 볼트 형상의 골조 가새의 사용현황을 조사하여 그 문제점을 파악하기 위하여, 다양한 형상의 가새 (예를 들면, 로드 바, 로드 슈, 앵글)에 대한 구조성능실험을 실시한다. 그 실험결과의 분석, 비교를 통해서, 훅 볼트 형 가새의 기술적 한계를 평가하고, P.E.B. 골조에 적합한 인장가새의 기술을 제안한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.793-805
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• 2004

본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.93-99
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• 2010

본 논문에서는 상부구조에 있어서 보-기둥 강성비 변화에 따른 골조의 특성과 상부구조와 면진층 간의 진동주기비에 따른 면진효과를 분석해 보고, 상부골조의 주기와 목표 면진주기의 설정에 따라 면진효과가 어떻게 달라지는가에 대한 정보를 제공하여 향후 면진건물을 설계하기 위한 기본계획을 세우는데 있어서 필요한 기초 자료를 제공하고자 한다. 그 결과 건물골조의 경우 유효한 면진효과를 얻기 위해서는 최소한 상부구조의 고유진동주기 대비 2.5배 이상의 면진주기를 확보하고, 목표 면진주기를 2.0초 이상으로 설정하여 설계할 것을 추천한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.35-44
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• 2008

최근 새로운 지진하중 저항시스템으로 셀프센터링(SCED) 가새 시스템이 개발되었다. 진보된 가새 시스템인 비좌굴 가새(BRB) 시스템과는 달리 큰 지진이 발생한 후 구조물의 잔류 변형을 줄이거나 없앨 수 있는 셀프센터링 능력은 SCED 가새 시스템의 장점이다. 본 논문에서는 SCED 가새와 BRB 가새 시스템의 거동에 비틀림의 영향을 조사하기 위하여 세 가지 다른 편심을 가진 3차원 구조물의 응답을 비선형 동적해석을 수행하여 비교하였다. 해석결과에 따르면 층간변위의 높이방향의 변화는 비정형성에 관계없이 SCED 가새골조의 응답이 BRB 가새골조보다 일정하였으며, 잔류 층간변위와 잔류 회전 응답은 비정형성이 증가함에 따라 감소하였다. 중층 구조물에서 SCED 가새골조의 변형집중계수(DCF)는 BRB 가새골조보다 작은 것으로 나타났다. 이것은 SCED 가새골조가 건물 높이에 따라 보다 일정하게 변형함을 의미한다. DCF의 크기에 대한 비틀림 비정형의 효과는 작았다.