• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권2호
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• pp.117-125
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• 2016

도시 내 인구집중과 기후변화로 인해 다양한 형태의 도시 물 문제가 발생한다. 이에 대한 피해 예방과 사회적 손실 최소화를 위해 회복탄력적인 대안 수립이 필요하다. 본 연구는 도시 물 문제 저감을 위한 회복탄력적 사회기반시설 구축 전략 수립에 관한 기초연구로서, 대표적인 도시 물 문제 중 하나인 도시홍수를 사례로 하여 구조적 대안의 내구성을 평가하였다. 내구성 평가를 위한 지표로 내구성 지수 (robustness index, RI) 및 비용지수 (cost index, CI)를 결합한 내구성-비용지수 (robustness cost index, RCI)를 제안하고, 이를 강남역 상습침수구역에 적용하여 기존 기반시설과 구조적 대안 (하수관거 확충, 저류조 설치, 옥상녹화)을 평가하였다. 그 결과, 2~20년 빈도의 강우강도범위에서 저류조와 옥상녹화설치가 상대적으로 높은 RCI 값을 나타내었고 두 대안 중 RCI가 보다 높은 대안은 강우강도에 따라 달라지는 경향을 보였다. 30년 빈도 강우강도에 대하여는 저류조와 옥상녹화를 병용 설치하는 대안이 가장 높은 RCI 값을 나타내어 가장 회복탄력적인 대안으로 확인되었다. 최종적으로 재해의 계획규모에 따른 현행 사회기반시설의 내구성 평가 및 최적의 구조적 대안 선택 절차를 수립하여, 도시홍수 문제에 대한 회복탄력적 사회기반시설 구축 전략을 제시하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.191-196
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• 2020

본 연구에서는 랜딩기어의 길이에 따른 3가지 형상을 가진 모델링으로서 내구성을 해석하였다. 전반적으로 랜딩 기어의 상부로 갈수록 변형량이 많이 발생하나 등가응력의 경우는 하부 바로 윗부분에서 응력이 많이 작용하는 것을 알 수 있었다. Model 3는 Model 2에 비하여 최대의 등가응력은 4배 이상이 나오고 최대의 전변형량은 24배이상 나타남을 알 수 있었다. Model 3는 하단부에서 항복응력을 넘어서 파손이 발생할 수 있음을 알 수 있었다. 상단부가 하단부 보다 긴 Model 2는 3가지 모델들 중 최대의 등가응력과 전변형량이 가장 적게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 구조적인 면에서 Model 2가 착륙시에 가장 내구성이 있고 Model 3가 내구성 면에서는 가장 저하됨을 알 수 있었다. 본 연구의 설계 및 해석 결과는 실제적으로 랜딩기어의 구조적 내구성을 파악하는 데에 효율적으로 적용할 수 있다. 랜딩기어의 구조적 내구성 해석을 적용함으로서, 본 논문이 미적인 설계에 부합된 융합 연구라고 보여진다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.67-74
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• 2015

콘크리트 구조물은 경제적이고 내구적인 구조물이지만 철근부식에 따라 성능이 내구적, 구조적 저하하게 된다. 최근들어 내구성설계가 도입되고 있는데, 콘크리트 구조물의 내구수명은 해수에 같이 노출되더라도, 국부적인 노출환경과 설계방법에 따라 다르게 평가된다. 본 연구는 3.5년~4.5년 해수에 노출된 4개의 RC 교각을 대상으로 실태조사를 수행하여 25개의 콘크리트 코어를 채취하였으며, 전염화물을 평가하여 표면염화물량 및 겉보기 확산계수를 도출하였다. Fick's $2^{nd}$ Law를 기본으로 한 결정론적 방법과 임계확률을 고려한 확률론적인 방법을 수행하여 내구수명을 각각 평가하고 분석하였다. 확률론적인 방법은 보수적으로 평가되었으며, 같은 구조물이라 하더라도 간만대 및 40.0 m 이상의 비말대에서는 비교적 낮은 내구수명이 평가되었다. 본 연구에서는 코어채취높이에 따른 염화물 거동 분석과 내구성 설계방법의 현시점에서의 한계성이 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.343-352
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• 2010

최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제20권3호
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• pp.48-56
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• 2019

유연 OLED 디스플레이 구현을 위한 박막 봉지 기술에 대해 두 가지 관점으로 살펴보았다. 첫 번째 다층 구조를 통한 박막 봉지 특성 개선에 대한 연구는 현재까지 다양한 연구들이 진행되어 왔으며 활발히 진행 중이다. 특히 우수한 투습 방지 특성을 가지며 동시에 기계적 내구성을 잃지 않기 위해 유 무기 적층구조는 중요한 연구 주제였다. 유기물 층은 다양한 소재, 증착 방법들이 연구되었으며 무기물 층은 ?고 좋은 특성을 가지기 위해 원자층 증착법을 활용하는 것이 중요하다. 특히 원자층 증착법이 대면적 증착이 가능하며, 균일도가 높다는 점에서 향후 양산에서도 활용이 가능하다는 점에서 원자층 증착법과 분자층 증착법을 통한 유 무기 적층 구조 연구가 중요하다고 할 수 있다. 또한 막에 구조적인 변화를 주어 가해자는 응력을 최소화하는 방법을 소개하였다. 이론적으로 전체막에서 외부 응력이 가해지더라도 받는 응력이 0이 되는 중립면을 활용하면 큰 외부 응력이 막에 가해지더라도 열화가 확연히 줄어든 연구 결과들이 있었다. 결론적으로 유연 OLED 디스플레이 구현하기 위해 박막 봉지 측면에서 이루어 져야 할 연구의 방향은 소재적으로 유 무기 적층 구조를 통한 막 내구성 및 투습 방지 특성 확보가 중요하고 구조적으로는 OLED 패널 제작 시 박막 봉지 층 이외에 상부 추가되는 막의 두께와 탄성 계수를 조절하여 기계적 내구성이 낮은 백플레인 부분과 박막 봉지 부분을 중립면에 위치시켜 외부 응력으로부터 자유로워 지도록 하는 방향으로 진행될 것으로 예상된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.969-974
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• 2008

본 연구는 철근콘크리트 구조물의 사용을 증진하기 위한 성능중심형 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위해 환경 조건 및 사용목적에 따른 설계요소를 알아보고 대표적인 성능검증 방법에 관하여 언급하고자 한다. 일반적인 콘크리트의 성능은 주로 강도, 내구성, 유동성의 3요소를 의미하지만 성능중심형 콘크리트는 연구자의 소견과 환경에 따라서 많은 차이를 보일 수 있다. 따라서 콘크리트 배합설계시 사용 기간 내에는 구조체 및 부재에 대하여 요구 성능을 만족하여야 하며, 콘크리트 배합설계자는 구조물의 용도, 기능 및 사회적 중요도를 바탕으로 설계 년수를 결정하여야 한다. 성능중심형 콘크리트는 반드시 배합시험을 통하여 결정하는 것을 원칙으로 하며, 사용자로부터 요구되는 내용연수 및 요구성능과 법적, 사회적 제약조건을 만족하는 설계내용년수를 설정해야 한다. 또한 현장조사를 통하여 구조물이 위치하는 환경적 요인을 충분히 고려하고 부재의 설계 강도, 타설시기,타설물량등 제반조사 및 시험이 완료되어야 할 시점을 결정하여 전체실험 계획을 수립하여야 한다.본 연구에서는 다양한 열화 환경요소 중 콘크리트의 내구성에 관한 기본적인 요소로써 기온, 온도, 일사열, 중성화, 동해 및 염해 등 일반적인 구조물에 작용한다고 판단되는 요인만을 산정하였다. 또한 대표적인 성능중심형 고내구성 콘크리트의 성능 검증방법으로 탄산화, 동해, 염해 및 화학약품에 대한 성능검증 방법에 대해 언급하였다. 아직까지 국내에서는 콘크리트 구조물의 성능중심형 고내구설계 시공지침으로서 표준적인 시방이 정해지지 않았으나 향후 양질의 사회자본을 축척하고 이를 계승발전하기 위해서는 국내의 콘크리트 구조물에 대한 고내구성 콘크리트의 배합설계를 위한 연구는 필수적이라고 판단된다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.211-220
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• 2005

중${\cdot}$저준위 방사성폐기물 처분시설의 주 인공방벽으로 콘크리트 구조물이 고려되고 있다. 콘크리트는 투수성이 낮아 물의 침투를 최소화할 수 있으며, 핵종 물질의 누출 차단에도 효과적이기 때문이다. 그러나 콘크리트에 열화가 발생하면 처분구조물의 구조적 안정성이 낮아지며, 투수성이 증가하여 외부로부터 물의 침투로 인한 핵종물질 누출 가능성이 높아진다. 따라서 처분구조물의 오염물질 격리 성능을 증진하기 위해서는 콘크리트의 열화를 최소화하여야 한다. 콘크리트 구조물의 대표적 열화 원인으로 황산염의 침투, 염화물 침투에 의한 철근 부식, 칼슘 수산화물의 침출, 알카리-골재 반응, 그리고 구조물의 반복적인 동결-융해가 있다. 이러한 열화과정의 공통적 원인은 구조물에 물 및 유해한 화학물질이 침투하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 열화원인 및 메커니즘 검토에 기초하여 인공방벽으로서 콘크리트 처분구조물의 장기적 내구성을 확보하기 위한 설계 및 설계수명 평가 방안을 검토하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권3호
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• pp.71-76
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• 2002

콘크리트는 거의 반영구적인 재료라고 인식되어져 왔으나, 최근들어 해양환경, 적설한랭지대, 도심과 같은 열악한 환경속에서 예상보다 빨리 조기열화 되는 현상이 널리 알려지면서 콘크리트 구조물의 구조적 성능뿐만 아니라, 장기적인 내구성에 대한 관심이 높아져 가고 있다. 실제로 여러 선진국에서 염해와 같은 열화환경의 피해를 받은 콘크리트 구조물이 예상공용년수 이전에 철거되거나. 개보수 비용이 초기 건설비용보다 더 많이 드는 예가 적지 않게 보고되면서, 적절한 내구성 유지대책 및 구조물의 장수명화를 위해 많은 연구와 노력이 진행되고 있다.(중략)

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.239-248
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• 2006

최근 들어 염해환경하의 콘크리트 구조물에 대한 정량적인 사용수명 및 장기적인 성능의 확보를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 확률론에 기초한 새로운 내구성 해석 및 설계개념이 콘크리트 구조물의 사용수명을 증진하기 위해 매우 효과적인 것으로 나타났다. 이와 관련하여 아직까지는 설계변수와 관련한 신뢰성 있는 자료가 부족한 실정이지만, 새로운 콘크리트 구조물의 경우에는 확률론적 내구성 설계 개념을 부분적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 시간에 따라 변화하는 염소이온 확산계수를 고려하여 Fick의 확산방정식에 대한 해를 구하였으며, 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation에 기초한 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 또한, 이를 통해 콘크리트 구조물의 내구성과 관련된 각 설계변수들의 영향을 명확히 하였으며, 제시된 확률론적 내구성 해석절차를 다양한 콘크리트 구조물로부터 얻어진 염소이온 침투자료에 적용하여 유용성을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제시한 확률론적 내구성 해석절차는 향후 염해 환경에 처한 중요 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 기존 구조물의 염해에 기초한 잔존수명 예측에 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권3호
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• pp.182-188
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• 2016

본 연구는 도시 홍수문제의 구조적 해결방안을 도출하기 위하여 내구성-비용지수 (robustness cost index, RCI)를 수질오염 문제 사례에 재해석 및 적용하였다. 처리기준 산정방식이 다른 하수 처리수 내 내생호르몬 오염과 취수원 원생동물 번성을 대표 사례로 선정하여 기존시설과 대안시설 (구조적 대안)의 내구성 지수 (RI) 값이 1 이상인 경우를 내구성을 확보한 대안으로 판정하고 내구성 지수와 비용지수 (CI)를 결합한 RCI 값을 산정하였다. 하수 처리수 내 내생호르몬 오염은 인체로부터 기인하는 $17{\beta}$-estradiol 을 대상 오염물질로 하여 현재 하수처리시설과 대안시설 (고도처리공정 증축)을 비교하였고, 고도처리공정을 증축한 사례에서 RI뿐만 아니라 RCI 값이 큰 결과가 나타났다. 취수원 원생동물 번성의 경우 크립토스포리디움을 처리하기 위한 소독방안으로 자외선 소독과 오존 소독을 대상으로 RCI를 산정하였고 오존 소독시설이 RCI값이 더 높은 것을 확인하였다. 처리기준이 다른 수질오염사례의 RCI 산정과정과 도출한 값을 바탕으로 재해 발생 시 피해 복구와 피해 방지를 위한 구조적 대안 수립과정의 방향을 제시하고 그 구축전략을 제안하였다.