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외부구속 콘크리트 부재의 초기균열 예측을 위해 온도해석 결과를 이용한 자가변형 및 구속응력 측정 실험의 제안 (A Proposal of Autogenous Deformation and Self-induced Restrained Stress Test Using Thermal Analysis Results to Predict Early-Age Cracks of Externally Restrained Concrete Members)

  • 변종관;강원호;강정길;배성재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제38권1호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • 변형구속부재에서 발생하는 콘크리트 부재의 초기균열은 환경에 민감한 변수가 많아서 예측하기 힘들다. 본 연구에서는 벽체-기초부재에서 수화열에 의한 초기균열 발생 조건을 모사한 시편을 제작하고 자가변형과 자체유발응력을 측정하여 재료시험으로 예측하기 힘든 균열발생 가능성을 판단하는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 먼저 전체 구조계의 환경조건을 고려한 부재의 수화열 해석으로 초기재령 콘크리트의 온도분포를 예측하고, 해석 결과와 같이 수화열이 전자제어되는 시편을 제작하였다. 초기재령 콘크리트의 자유변형을 측정하고 이를 보상하는 인장력을 가하여 균열을 유발하는 구속응력의 크기를 구하였다. 본 연구에서 제안한 실험적 방법은 측정값의 분산이 큰 초기재령 콘크리트의 재료시험에 의존하지 않고, 초기재령 콘크리트의 수화열에 의한 온도변화, 자기수축과 릴렉세이션에 의한 자유변형량 및 구속응력을 측정할 수 있으므로 초기 균열의 발생 여부를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 본 연구의 방법은 대형 구조물의 시공에서 본격적인 콘크리트 타설 이전에 예비실험으로 적용하면 균열예측의 정도를 높일 수 있으므로 특히 유용하다.

초고강도 콘크리트의 인발하중과 압축강도와의 관계 (The Relation between Pullout Load and Compressive Strength of Ultra-High-Strength Concrete)

  • 고훈범;김기태
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.17-24
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    • 2018
  • 비파괴 시험 중 선 매입 인발시험법은 아마도 현장의 콘크리트 압축강도를 평가하기 위해 널리 사용되는 기술이라고 할 수 있다. 인발시험은 콘크리트 타설 전에 특별히 계획된 형태의 철재 봉을 설치하여 콘크리트가 굳은 다음 그 봉을 인발하여 그때의 하중을 측정하여 콘크리트 강도를 평가하는 방법으로 미국과 캐나다에서는 콘크리트 구조물 공사중에 콘크리트 강도를 결정하는 신뢰할 만한 시험법으로 각각 ASTM C 900과 CSA A23.2에 규격화 되어 있다. 직경 12mm볼트에 홈이 파인 파단형 인발 볼트와 인발너트, 그리고 로드셀이 필요 없는 오일유압펌프로 구성된 간이인발시험법을 초고강도 콘크리트 강도를 추정하기 위하여 제안되었다. 인발시험과 간이인발시험의 이점을 검증하기 위하여, 80MPa 및 100MPa 급 두 가지 유형의 콘크리트로 제작된 4개의 시험벽체와 2개의 슬래브를 대상으로 로드셀을 장착한 간이인발시험을 사용하여 인발시험을 실시하였다. 인발하중과 콘크리트 압축강도, 파단형 인발볼트의 파단 여부를 재령 7일까지는 매일, 그리고 14일, 21일, 28일, 90일에 측정하였다. 인발하중과 콘크리트 압축강도의 상관곡선은 매우 높은 신뢰도를 보여주었으며, 따라서 인발시험이 현장에서 구조물의 초고강도 콘크리트 강도를 평가할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 파단형 인발볼트 직경과 콘크리트 강도와의 관계식으로 y=0.0184+5.4(x=콘크리트 압축강도(MPa), y=파단형 인발볼트 직경(mm))를 제안하였다. 본 연구에서 얻은 결과로 간이인발시험은 유용하며 저비용, 간편성 및 편의성에 대한 가능성이 검증되었다.

전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동과 접촉면의 조건을 고려한 유한요소 해석 (Structural Behavior of Composite Basement Wall According to Shear Span-to-Depth Ratio and FE Analysis Considering the Condition of Contact Surface)

  • 서수연
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.118-126
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동을 실험적으로 연구하고 유한요소해석 프로그램인 ADINA를 활용하여 합성지하벽 (Composite Basement Wall, CBW)의 비선형 거동의 예측이다. 특히 각 층 바닥 부근과 같이 콘크리트가 압축응력상태일 때의 합성벽의 거동을 연구하였다. 특히 강재와 콘크리트가 접촉되는 부분의 모델링 방법에 따른 해석방법의 적합성을 검토하고자 하였다. 콘크리트 벽체부분이 압축응력상태에 있는 합성지하벽의 거동을 이해하기 위하여 합성지하벽에 대한 실험을 실시하고 ADINA 프로그램을 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석의 편의를 위하여, 철근은 별도의 독립 요소로 모델링하지 않고, 콘크리트에 등분포되어 콘크리트와 함께 거동하는 것으로 하고 모든 요소는 소성거동을 표현하기 위하여 이선형 모델로 하였다. 강재와 콘크리트의 접촉면과 관련해서는 접촉면의 연결조건에 따라, AGO, SEGO-T 그리고 SEGO-NT로 모델링하여 해석을 실시한 뒤 각 조건에 따른 응력흐름과 집중정도를 관찰하고 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 연구결과, 합성지하벽은 전단경간비가 비록 1에 가깝더라도, 강재의 소성변형에 의해 충분히 연성적인 거동을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 거동을 묘사하기 위하여 ADINA 프로그램을 이용하여 콘크리트와 강재 및 스터드볼트의 비선형특성을 고려하고 접촉면 요소로서 강재와 콘크리트의 접합면을 모델링하여 해석한 결과 접촉면연결과 모든 절점공유 옵션을 사용한 모델을 적용할 경우, 실험결과와 근사한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

진동대실험을 통한 비내진상세를 가지는 RC 골조의 조적채움벽 유무에 따른 동적 거동 평가 (Dynamic Behaviour of Masonry inFilled Reinforced Concrete Frames with Non-Seismic Details)

  • 백은림;김경민;천주현;오상훈;이상호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.121-129
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    • 2017
  • 본 논문에서는 국내 비내진상세 조적채움벽 RC 골조의 동적거동 및 손상모드를 파악하기 위하여 실규모 크기의 비내진상세 RC 골조와 조적채움벽 RC 골조를 대상으로 진동대 실험을 실시하여 응답 및 거동 특성을 비교 평가하였다. 진동대 실험 결과, 순수 RC 골조는 기둥상하부 휨균열 및 접합부 전단균열이 심화되어 최종 파괴되었다. 조적채움벽 RC 골조의 경우 골조의 손상은 비교적 작았으며 조적벽체의 중앙부의 슬라이딩 균열 및 대각 전단 균열 손상이 크게 발생하였다. 조적채움벽 RC 골조는 순수 RC 골조에 비하여 초기상태의 공진주기가 짧아졌으며 최종 가진시에서 최대변위응답은 약 62% 감소하였다. 본 연구에서 적용한 조적채움벽은 비내진 상세를 가지는 RC 골조의 강성을 약 1.6배, 최대 강도를 약 2.2배 증가시키는 데 기여하는 것으로 분석되었다.

승용차 인스트루먼트 패널 디자인 유형의 연구 (A Research for the pattern of the Instrument Panel Design of passenger cars)

  • 구상
    • 디자인학연구
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    • 제12권4호
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    • pp.99-108
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    • 1999
  • 승용차의 실내공간은 다수의 부품들로 구성되어 있으며, 그들 중 인스트루먼트 패널은 그 디자인에 따라 실내공간의 활용과 이 , 그리고 운전자의 조작성과 실내공간의 안전도까지도 좌우하는 중요한 부품이다. 초기 자동차에서의 인스트루먼트 패널은 엔진실과 실내공간을 구분 짓는 벽체에 운전에 필요한 엔진의 상태를 알리기 위한 계기를 부탁하는 개념에 출발하였다. 그러므로 운전석의 좌우 위치에 관게없이 패널 중앙부에 계기류를 장착하는 개념이 주류를 이루었다. 차량의 기능 향상과 장착품의 증가로 운전석 중심의 독립된 계기판과 충격 흡수제를 부탁한 구조가 등장하였으며, 이것은 오늘날의 다양한 형태의 계기판의 출발점이 되었다. 최근의 승용차의 계기판은 차량 안전 법구의 강화와 신공법의 개발, 그리고 운전 편의성 향상 등을 위하여 중앙부에 클러스터를 장착한 유형이 몇몇 차종에서 다시 등장하고 있다. 이러한 승용차 인스트루먼트 패널의 디자인 특징과 기능성 특성들을 분석하면 다음과 같은 결과를 얻을수 있다. -전방 시인성의 향상을 위한 I/P 전체의 부피 감소 -강화된 충돌 규제를 위한 보조 장치와 완충 구조의 설정 -운전 편의성과 초점 거리 차이 감소를 통한 안전성 향상을 위한 중앙부 클러스터 장착 유형의 재등장유형의 재등장

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Knee - Brace를 활용한 비정형 필로티 건물의 내진보강방안에 대한 해석적 연구 (Analytical Study on the Seismic Retrofit Method of Irregular Piloti Building Using Knee-Brace)

  • 유석형;김달기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.35-42
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    • 2020
  • 필로티 건물의 평면 비정형으로 인한 비틀림 거동은 비틀림 회전 최외단 기둥에 과도한 층간변위를 일으키고 이로 인하여 기둥의 전단파괴를 유도할 수 있다. 필로티 건물의 비틀림 거동을 제어할 수 있는 내진보강 공법으로서 벽체 증설, 철골 프레임 또는 철골 가새 추가공법 등이 사용될 수 있으나 이와 같은 공법 들은 필로티 층의 공간 개방성을 저해할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 층의 공간 개방성을 유지할 수 있는 내진보강 공법으로서 knee brace를 활용하기 위하여 knee brace 보강재 단면 형상 및 보강재 설치 각도 등을 변수로 보강된 필로티 건물에 대하여 선형동적해석 및 비선형 정적해석(pushover analysis)을 수행하고 내진성능 평가 및 knee brace의 비틀림 제어효과를 분석하였다. 연구 결과 knee brace로 보강 시 기둥의 전단력은 증가하였으나 비틀림 변형을 제어하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. knee brace와 기둥 사이를 30°로 보강 시 60°의 경우보다 기둥의 전단력은 적게 증가하였으며, 단면형상 □, ◯ 그리고 H 순으로 기둥의 횡변위가 적게 발생하였다.

장수명주택 인증을 고려한 OSC공법 주택의 가변형 평면계획 연구 (Flexible Unit Floor Plan of Off-Site Construction Housing Considering Long-Lasting Housing Certification System)

  • 이지은;노정열;권수혜;김승모
    • 토지주택연구
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    • 제12권4호
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    • pp.103-117
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    • 2021
  • 인구 및 기술의 변화속도가 빠른 현재 상황에서 장수명주택인증은 건물의 물리적 및 기능적 수명 연장 견인책이다. 장수명주택 인증요건인 가변성과 수리용이성은 인필요소를 구조와 구분하여 교체 및 변경하도록 유도한다. 이러한 방식은 공업화주택의 특징과도 부합하여 설계 및 시공방법의 변화로 두 가지 주택 유형은 함께 활성화될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 특징을 고려하여 OSC공법을 활용한 공동주택 모델이 장수명주택 인증기준을 충족하도록 계획하였다. 이러한 결과로 평면가변성 및 설비배관의 설치방법, 화장실 공사 방법 등을 습식 공법과는 다른 방식을 적용하여 제시하였다. 가변형 평면은 22m2와 46m2의 두 가지 타입 평면을 확장하여 69m2평면을 만드는 세대통합방법 그리고 가변 가능한 건식패널 벽체를 활용하여 69m2평면을 여러 가지로 계획하는 방법을 제안했다. 이러한 가변성은 9m×10.5m 스팬의 강콘크리트 합성구조 및 일체형 슬래브로 SI시스템 중 서포트 부분을 구성하고 비내력 외벽 및 내벽, 배관 등을 인필부분으로 구분하여 건축구성재를 부품화하는 방식으로 만들 수 있다. 이러한 서포트와 인필 분리 만으로도 시공법과 관련된 기준을 상당부분 충족할 수 있다. 현재 인필요소를 교체 용이하게 하는 기술은 탄소저감 등에서 국가에 편익이 증가할 수 있으므로 활성화를 위해 세제혜택 등의 인센티브 도입을 검토할 필요가 있다.

새로운 금속막대 커패시터를 적용한 감쇄모드 도파관 대역통과 여파기 (Evanescent-mode Waveguide Band-pass Filter Applied by Novel Metal Post Capacitor)

  • 김병문;윤리호;이상민;홍재표
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.775-782
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    • 2022
  • 본 논문에서는 보다 편리한 튜닝을 위해 Evanescent-Mode Rectangle Waveguide(EMRWG)에 삽입된 새로운 작은 직경의 원통형 포스트 커패시터를 제안하였다. EMRWG급전을 위한 제안된 구조는 입력 및 출력 끝에서 도파관과 동일한 너비와 높이를 갖는 단일 리지 직사각형 도파관을 사용하였다. 삽입된 포스트 커패시터는 EMRWG의 넓은 벽체 하부 중앙에 형성된 원형 홈과 상부에 삽입된 동심원기둥 포스트로 구성된다. 먼저 제안된 구조에 대한 등가회로 모델을 제시하였고, EMRWG와 단일 리지 도파관이 결합될 때 이상적인 변압기의 접합 서셉턴스와 권선비는 각각 HFSS(3d fullwave 시뮬레이터, Ansoft Co.)를 사용하여 두 가지 경우에 대해 시뮬레이션하였다. 얻어진 매개변수와 EMRWG의 특성을 이용하여 삽입된 기둥의 서셉턴스 및 공진 특성을 분석하였다. 중심주파수 4.5GHz, 대역폭 170MHz의 2포스트 필터는 WR-90 도파관을 이용하여 설계하였으며, 등가회로 모델에 대한 계산과 HFSS와 CST를 이용한 시뮬레이션 결과가 서로 일치하였다.

수소 제트화염이 터널 구조체에 미치는 영향 분석 (Analysis of effect of hydrogen jet fire on tunnel structure)

  • 박진욱;유용호;김휘성
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.535-547
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    • 2021
  • 국내에서는 수소경제 활성화 정책을 수립하고 수소사회 실현을 위해 수소 인프라 및 수소차 보급 확대를 계획 하고 있다. 이에 따라 수소차의 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상되며, 동시에 수소차의 사고에 대응하기 위한 대책의 확립이 요구되고 있다. 본 연구에서는 수소차에 의해서 발생되는 수소 제트화염이 터널 내부 벽체에 미치는 영향과 내부 복사열 특성 분석을 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실험은 수소차에서 발생되는 조건과 동일하게 하기 위해 분사압력을 700 bar로 설정하고, 분사노즐 직경은 1.8 mm로 설정하였다. 또한, 일반 터널에 적용되고 있는 콘크리트 압축강도 40 MPa의 터널 내화 시험체를 제작하고 제트화염 분사노즐과 시험체간의 이격거리에 따른 영향을 검토하였다. 분사노즐과 터널 내화시험체의 이격거리를 변수로 하여 2 m와 4 m에 대해 결과를 분석하였다. 그 결과로부터 시험체 내부 최대 온도는 1,349.9℃ (이격거리 2 m)가 측정되었고, 제트화염 주위 복사열은 최대 39.16 kW/m2까지 나타났다.

OSC기반 PC구조 공장제작 적정 공사비 산정을 위한 품셈체계 개발 연구 (A Study on the Development of Construction Production Rates System for Estimating Proper Construction Expenses of Off-Site Construction (OSC) Based PC Structure Factory-Built Assembly)

  • 이정욱;이한수;이치호;노현석
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.89-100
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    • 2022
  • 최근, OSC(Off-Site Construction)기반 PC구조의 활성화를 위한 제도적 기반 마련의 일환으로 적정공사비 산정에 필요한 품셈 개발을 요구받고 있다. PC공법의 공사비는 공장제작-운반-현장설치의 단계로 구성된다. 최근 운반과 현장 설치는 부재(subsidiary materials)별 현장실태 조사 결과를 반영한 표준품셈 체계(standard product calculation system)를 제시하는 등 관련 연구가 진행되고 있다(Lee et al., 2021). 반면, 공장 제작 공사비 산정과 관련된 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 PC 공법의 공장제작 공사비 산정기준 마련을 위해 공장 제작 환경에 활용할 수 있는 품셈 체계를 제시하였다. 이를 위해 시공절차에 따른 작업 공종을 도출하였으며, 공종별로 연계된 표준품셈을 분석하여 작업 특성에 적합한 표준 투입인력을 산출하였다. 품셈 체계는 PC부재의 현장설치와 동일하게 기둥, 보, 벽체, 슬래브 부재로 구성하였으며, 공종별 기능공을 기준으로 부재별 기본공수를 제시함으로서 직접노무비의 산출이 가능하도록 하였다. 또한, 개별 부재의 규격(m3)에 따라 생산성이 변화되는 특성을 고려하여 부재 크기를 품의 할증 요소로 제시하였다. 본 연구결과는 현재 견적에 의해 재료비료 계상되는 PC공법의 공장제작 비용을 객관적으로 검증할 수 토대 마련에 기여할 수 것이다.