• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.194-202
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• 2006

최근 시공적, 계획적 측면에서 많은 장점을 가지는 무량판 구조형식이 고층주거건물의 구조형식으로 많이 사용되고 있다. 특히 국내에서 건설되고 있는 무량판 구조시스템은 횡력에 대한 저항성을 크게 하기 위하여 기둥의 단면이 매우 큰 직사각형 형태를 가지는 벽기둥을 사용하는 경우가 많으므로 구조해석을 위한 강성산정시 이러한 기둥의 형태적 요소를 적절히 반영해야 한다. 본 연구에서는 무량판 시스템 강성산정에 가장 일반적으로 이용되는 유효보폭산정법을 실험연구와 수치해석을 통하여 분석하였다. 분석결과, 유효보폭식을 사용하여 무량판 구조시스템의 강성을 산정할 경우, 하중가력방향 기둥폭이 큰 경우에 있어서 시스템의 강성을 과대평가하며 기둥형태에 따른 강성평가가 합리적으로 이루어지지 못함을 밝혀내었다. 본 연구에서는 기둥단면형상에 의해 변화되는 무량판 시스템의 강성을 합리적으로 계산할 수 있도록 기존 유효보폭식을 개선하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.85-92
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• 2006

이 논문은 일단고정 타단스프링으로 지지된 변단면 Beck 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 변단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler보 이론을 이용하여 경사종동력이 작용하는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 스프링 강성이 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.699-705
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• 2005

이 논문은 자유단에 집중질량을 갖고 종동력이 작용하는 변단면 캔틸레버 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler 보 이론에 의한 자유단 집중질량을 갖고 종동력을 받는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 질량비가 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.233-241
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• 2005

본 연구는 콘크리트로 충전한 절곡된 단면을 갖는 각형강관 기둥의 부착특성을 매입인발(Pull-out) 시험을 통해 평가하였다. 시험체는 단면 $250{\times}250mm$의 강관 단면에 콘크리트를 충진한 PSSC기둥으로 표준형(P), 사다리꼴(I), 직사각형(II), 역사다리꼴(III)의 4가지 형태(Fig. 3)와, 부착길이에 대한 폭비 (L/D=2.0, 2.5, 3.0) 단면의 폭두깨비(d/t)으로 설정하여 총 13로 하였다. 실험결과 얇은 판요소 절곡된 강관과 콘크리트의 부착거동은 일반적인 부착거동과 유사하게 화학적 부착과 기계적 부착의 형태로 거동하였으며, 부착응력은 강판의 절곡형태가 (equation omitted)순으로 높게 나타났다. 또한 (equation omitted)타입 시험체의 경우에는 얇은 판요소를 갖는 단면임에도 불구하고 AIJ에서 제시하고 있는 $0.147N/mm^2$의 값을 상회하는 것으로 나타나 부착응력을 고려할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.97-109
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• 2002

본 연구에서는 콘크리트 기둥 발파시 단부 조건을 고려하여 수직 하중에 따른 발파에 의한 파쇄형태를 비교하였다. 또한 파쇄도에 대한 정량적인 해석을 위해 상·하단부의 무게비와 각 방향별 단면의 면적비를 비교하였으며, 장전층을 달리한 모형 구조물 발파해 체시 각 층별 기둥의 파쇄형태와 방향별 면적비를 비교하여, 전체적인 구조물의 파쇄도를 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.153-160
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• 2020

지진동 하의 구조 시스템에서 기둥은 가장 중요한 구조 요소 중 하나이다. 이러한 관계로, 철근콘크리트(RC) 기둥의 내진 성능에 FRP 보강이 미치는 영행을 평가하기 위하여 광범위한 실험 연구가 이루어졌다. 이 중 상당수는 CFRP 또는 GFRP로 보강된 원형 단면 또는 정사각형 단면의 RC 기둥의 지진 거동에 집중하였다. 단면의 형태가 FRP 보강으로 인한 구속 효과에 영향을 미치기 때문에, 보강 효과와 최종 파괴 패턴이 형상에 따라 상이할 수 있다. 본 연구에서는 현무암 섬유를 함유한 BFRP 시트와 복합섬유 패널로 보강한 직사각형 단면을 가진 RC 기둥의 지진 거동을 살펴보기 위하여 반복하중 실험을 수행하였다. 실험 결과는 보강 효과가 크지 않았음을 보여주는데, BFRP 시트와 복합섬유 패널에 의한 구속 효과의 증가가 미미했음을 의미하며, 이는 기둥 단면 형상에 일부 기인하는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.257-266
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• 2006

최근 공기단축, 낮은 층고, 자유로운 평면계획 등의 많은 장점을 가지는 플랫플레이트 구조형식이 고층주거건물의 구조형식으로 많이 사용되고 있다. 특히 국내에서 건설되고 있는 플랫플레이트 구조시스템은 횡력에 대한 저항성을 크게 하기 위하여 기둥의 단면이 매우 크며 직사각형 형태를 가지는 벽기둥(wall-column)을 사용하는 경우가 많으므로 접합부 강도산정모형에서는 이러한 기둥의 형태적 요소를 적절히 반영해야 한다. 기둥단면형상에 따른 플랫플레이트-기둥 접합부의 거동특성을 분석하기 위하여 기존의 강도모델을 검토하고 비선형 유한요소해석을 실시하였다. 기존 강도모델은 위험단면에서의 전단응력분포를 가정함에 있어서 기둥단면형상의 영향을 고려하지 못하여 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확하게 예측하지 못하였다. 비선형 유한요소해석 결과, 하중가력방향과 평행한 기둥폭이 길어질수록 위험단면 측면에서 비틀림 전단을 받는 유효영역과 측면 최대전단강도가 줄어들어 접합부의 강도가 큰 폭으로 감소한다. 따라서 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확히 산정하기 위해서는 하중가력방향과 평행한 기둥폭의 길이($c_1$)이 접합부 거동에 미치는 영향을 적절히 반영해야 할 것이다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.32-32
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• 2011

최근 국내외에서 친환경건축물에 관한 관심이 매우 높아짐으로 인해 콘크리트의 물량을 절감하여 이산화탄소량을 줄이는 중공슬래브는 다양한 형태로 세계적으로 개발이 되고 있는 추세이다. 특히 이방향 중공슬래브는 환경적인 측면에서 이방향 중공슬래브는 중공부 생성에 재생플라스틱을 활용하여 폐자원을 재사용하고, 콘크리트와 철근의 사용량 절감에 따른 화석에너지 및 이산화탄소 발생량을 감소한다는 장점이 있다. 또한 시스템 측면에서 이방향 중공슬래브는 기존의 철근콘크리트 플랫플레이트 바닥구조 시스템의 자중을 절감하여 구조체를 경량화 시키고, 이에 따라 장스팬 구현이 가능하며, 단열효과가 뛰어나다. 이와 같이 이방향 중공슬래브는 장점이 많지만 플랫플레이트 슬래브의 취약점인 뚫림전단 파괴에 주의해야 한다. 이에 본 연구에서는 선행으로 실시된 이방향 중공슬래브-기둥 접합부 뚫림전단 성능평가 실험을 바탕으로 하여 경량체가 이방향 중공슬래브-기둥 접합부 뚫림전단 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 경량체량 및 위치를 주요변수로 한 해석적인 변화를 검토하였다. 본 연구를 통해 경량체가 삽입된 이방향 중공슬래브의 뚫림전단 성능에 대해, 해석결과 경량체 량과 위치에 따라 최대 뚫림전단강도는 기준 실험체에 비해 74.3%, 73%의 강도저하를 나타내는 것으로 알 수 있었다. 이는 실험상의 강도저하 값인 84.1%, 56.4%와 다소 차이가 있으며, 해석에서 중공부 주위의 응력집중 현상이 제대로 반영되지 않은 것으로 판단된다. 또한 이방향 슬래브에 경량체를 삽입 할 경우 경량체가 시작하는 부분에서 응력이 급격히 감소하는 현상이 나타났으며, 이러한 급격한 응력감소는 기둥 주위 위험단면의 변화를 가져오는 것으로 추정된다. 즉, 위험단면의 변화는 기둥으로부터 경량체 사이의 거리에 따라 달라지며, 위험단면 내의 콘크리트 단면 손실은 뚫림전단 강도를 감소시킨다. 본 연구에서는 이방향 중공슬래브의 뚫림전단강도를 산정할 수 있는 근사식을 제안하였으며, 보다 정확한 이방향 중공슬래브의 뚫림전단강도의 산정식을 위해서는 위험단면의 변화와 콘크리트 단면손실로 인한 전단강도 저하의 관계에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.9-16
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• 2017

본 연구는 단면형태 및 단면크기에 따라 무피복 및 무용접 조건에서 CFT기둥의 내화성능을 평가하기 위하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과, 슬롯형 CFT기둥(${\square}500$)은 무피복 조건에서 180분 이상의 내화성능을 발휘하였다. 슬롯형 CFT기둥(${\square}300$)은 무피복 조건에서 125분의 내화성능을 발휘하였고, 이때 변형률을 분석한 결과 슬롯형 CFT 기둥이 용접형 CFT기둥에 비해 연성파괴를 하는 것으로 나타났다. 또한 용접형 CFT기둥이 내화성능을 상실한 시점에서 중심부 온도는 슬롯형 CFT기둥에 비해 높게 나타났다. 따라서 슬롯접합이 콘크리트 내부온도에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 판단된다.