• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.397-404
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• 2012

지진취약도 곡선은 구조물의 피해를 지반가속도에 따른 확률로 나타낸 것으로, 이를 이용하여 구조물의 지진에 대한 손상확률을 추정할 수 있다. 본 연구에서는 6층, 12층 중복도형 격간벽 구조 시스템에 대한 취약도 곡선을 산출하기 위해 22쌍의 지반가속도를 이용하여 증분동적해석(Incremental dynamic analysis)을 수행하고, 다양한 지진강도에 대한 파괴확률을 구하였다. 정형의 격간벽 구조의 해석결과와 1층의 격간벽을 기둥으로 대체한 구조물, 중앙 복도에 기둥이 추가된 구조물의 해석결과를 비교하였다. 취약도 해석결과에 따르면 동일한 수준의 지진하중에 대하여 중앙 복도에 기둥을 추가한 모델이 가장 높은 내진 안전성을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.186-194
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• 2011

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 철근의 복합적인 배근으로 인하여 시공성이 저하되고 철근의 정착공간이 협소하여 정착파괴가 발생할 가능성이 높다. 또한 지진하중 하에서 기둥 또는 접합부의 파괴는 구조물 전체의 파괴를 야기할 수 있기 때문에 기둥 표면에서 일정한 거리이상 떨어진 보에 소성힌지를 발생시켜 보의 파괴가 선행된 후에 기둥 및 접합부가 파괴되는 강기둥-약보의 설계 개념을 적용하여 구조물의 안전성을 확보하고 있다. 본 연구에서는 이러한 접합부의 강도 증가 및 시공성 향상을 도모하고 소성힌지를 보의 내측방향으로 이동시키기 위한 방안으로 보 주인장 철근과 접합부 보강 철근으로 헤디드 바를 활용하고자 하였다. 이를 위해 헤디드 바로 보강된 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대해 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과의 정확성을 검증하기 위하여 선행연구자에 의해 실험된 부재와 동일한 변수에 대한 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였으며, 헤디드바의 우수성을 확인하기 위한 변수를 추가하여 해석을 수행하였다. 해석결과 보 주인장 철근의 정착방법으로 헤디드 바를 사용함으로써 유사한 구조성능 하에서 시공성 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다. 또한 헤디드 바를 접합부에 보강함으로써 설계자가 의도한 위치에 소성힌지를 발생시킬 수 있었으며, 주기하중 하에서 에너지 소산능력의 증가, 강성 감소의 최소화 및 극한응력을 향상시키는 결과를 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.149-156
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• 2023

최근 지진, 쓰나미, 태풍 등의 자연재해에 관한 우려가 점점 커지고 있다. 지진의 규모와 빈도가 커짐에 따라 구조물이 지진하중에 의하여 붕괴되는 것을 막기 위한 연구가 필요한 실정이다. 구조물의 붕괴를 막기 위하여 기둥의 연성화를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 사각기둥에 연속 횡방향철근을 적용하여 사각기둥의 연성화 향상을 연구하려고 한다. 연속 횡방향철근으로 보강한 사각기둥은 띠철근으로 보강한 기둥보다 지진하중과 같은 반복하중에 강하다. 또한 연속 횡방향철근은 콘크리트에 더 나은 구속력을 적용할 수 있다. 본 연구에서 연속 횡방향철근으로 보강된 기둥의 성능 평가를 위해 1축 압축 실험을 진행하였다. 그 결과 원형기둥과 사각기둥 모두에서 연속 횡방향철근으로 보강한 기둥이 띠철근으로 보강한 기둥보다 더 높은 압축강도가 나타났다. 또한, 사각기둥과 원형기둥 모두 나선철근으로 보강된 기둥에서는 초기 균열 및 항복 후에도 하중을 버티는 경향을 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.49-57
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• 2008

지진에 의한 구조물의 응답을 저감시키기 위하여 다양한 면진장치가 사용되고 있으며 면진장치가 설치된 구조물은 고유주기가 길어져서 지진파의 탁월 주기를 벗어나게 된다. 대공간 구조물의 상부(지붕)구조인 트러스 아치는 하부구조인 기둥에 의하여 지지되는 경우가 있을 수 있다. 본 연구에서는 하부 기둥에 따른 면진 트러스 아치구조물의 거동을 분석하고자 한다. 면진장치를 대공간 구조물에 적용할 경우에 수평지진하중에 의하여 수평방향 지진응답이 저감되는 것은 물론 면진장치의 수직강성으로 인하여 수직응답도 현저하게 저감되는 것을 알 수 있었다. 하부의 기둥 강성이 큰 경우에 트러스 아치의 거동은 기둥 없이 트러스 아치가 지반에 직접 지지되는 트러스 아치의 거동과 유사하게 나타나고 있다. 또한 하부구조의 강성이 비교적 작은 대공간구조물에 면진장치를 적용할 경우에는 지진응답에 대한 우수한 제어 성능을 얻을 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1115-1120
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• 2007

본 논문은 기둥 구조의 전극이 내부에 존재하는 노즐을 이용한 정전 분무 마이크로 추진 장치의 새로운 메커니즘을 제시하였다. 기둥 구조의 노즐로 인한 제팅의 효율 증진을 수치적 및 실험적으로 연구하였다. 노즐 상부에 존재하는 전극에 인가된 전압으로 인하여 액면에 형성된 전기장은 액체의 분무를 가능하게 하며 기둥 구조의 전극은 액면의 중앙 부분에 전기장이 집중되도록 하여 제팅을 효율적으로 할 수 있게 하였다. 또한 노즐 크기에 따른 필요한 인가전압의 차이에 대한 연구를 수행하였으며 본 연구로부터 수 마이크로미터의 노즐에 대해서 500V 이하의 전압에서 구동이 가능함을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.341-350
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• 2007

철근콘크리트 적층 쉘 요소에 압력 증분을 추가 자유도로 갖는 압력 절점을 추가하여 쉘 구조물의 체적 제어를 통해 비선형해석을 하는 체적제어법은 기존의 유한요소해석 기법인 하중제어법과 변위제어법이 갖는 한계를 극복하기 위해 개발된 방법이다. 본 연구에서는 개선된 체적제어법을 통해 다양한 하중을 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물의 경로의존적 거동을 효과적으로 분석하기 위해 역반복하중을 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물과 횡하중과 축력을 동시에 받는 철근콘크리트 중공형 기둥 구조물 등에 대한 비선형해석을 수행하였으며, 실험 결과 및 해석 결과와의 비교를 통해 유한요소해석 기법으로서의 체적제어법의 적용성 및 타당성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.255-266
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• 2010

초고층 건물에서 아웃리거를 이용한 횡력저항시스템이 자주 사용되고 있다. 아웃리거가 외부 기둥과 내부 코어를 연결함으로써 외부 기둥이 횡력저항시스템에 참여할 수 있어 구조적 저항능력이 향상될 수 있다. 그러나 아웃리거는 횡력 뿐만 아니라 중력하중의 조절에도 기여할 수 있다. 하중을 메가 기둥으로 전이시키거나 기둥, 벽체, 파일 등의 연직 부재들 간에 중력하중을 균등하게 분포시키며, 기초 시스템에서의 부등침하를 최소화하기 위하여 중력하중의 흐름이 아웃리거 부재에 의하여 변경될 수 있다. 본 연구에서는 100층 이상의 초고층 사례들에 대한 전산구조해석을 통하여 중력하중 조절에 대한 아웃리거의 효과를 분석한다. 아웃리거 유무에 따른 3차원 모델의 구조해석이 수행되며, 기둥과 파일에서의 중력하중 분포 및 기초 침하가 분석된다. 또한, 완공 단계 뿐만 아니라 시공 단계에서의 중력하중 조절에 대한 아웃리거의 효과도 분석된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.399-405
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.143-150
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• 2007

본 연구에서는 카본시트튜브로 구속된 원형기둥에 반복 횡하중을 가하여 기둥의 휨내력을 평가하는 실험을 수행하였다. 중립축을 기준으로 압축 및 인장측 단면의 모멘트를 이용하여 공칭모멘트를 계산하는 등가응력블록계산법을 소개하였다. 또한 실험결과를 분석하여 횡 하중에 대한 거동을 예측할 수 있는 회귀식을 마련하여 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.393-400
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• 2005

강재 매입형 합성기둥 구조는 주로 건물구조와 교량의 교각구조에 적용되어 왔고, 최근에는 교량의 교각구조에 적용하는 예가 늘어나고 있는 실정이다. 교각은 건물의 기둥에 비해 상당히 큰 규모의 구조물이기 때문에 강재비를 적절한 수준으로 유도하면서 의도하는 성능을 만족하는 단면을 설계해야 한다. 그러나 합성구조의 기본원리가 구조물을 구성하는 구조재료의 일체화된 거동에 근거함으론 강재 매입형 합성기둥 구조의 적용에 앞서, 먼저 콘크리트와 강재 단면의 합성 작용에 대한 명확한 정의가 필요하다. 일반적으로 강재 매입형 합성구조는 부착과 마찰에 의해서 합성작용을 확보한다고 가정하고 설계하는데, 콘크리트 단면 강재 단면 그리고 합성 단면으로 각각 다를 경우, 거동의 차이를 가져올 수 있기 때문에 적절한 합성작용을 위한 규정이 요구된다. 이 논문에서는 횡방향 철근에 의한 콘크리트의 구속 효과, H형 강재 복부의 천공에 의한 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재에 의한 영향을 고려하여 실험을 수행하였다. 실험을 통해 계산된 값보다 큰 부착 강도를 얻을 수 있었다. 구속효과, 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재를 통해 전단 강도의 증가를 유도할 수 있었고, 이는 강재 매입형 합성 기둥에서 합성 작용을 확보하는데 효과적으로 이용될 수 있다.