• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.37-37
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• 2011

최근 세계적인 지진의 발생과 함께 구조물의 내진성능 평가 및 증진 방법에 대하여 많은 연구가 진행 되고 있다. 특히 교량 구조물의 교각의 경우에는 상부구조의 고정하중 및 활하중을 지반에 전달하여 주는 역할을 하기 때문에, 역으로 지진이 발생하였을 경우 교각의 내진성능에 따라서 교량의 안전도에 많은 영향을 미칠 수 있다. 또한 산악지역이 국토의 70%이상을 차지하는 우리나라의 지형적인 특성상 고교각을 이용한 장대교량의 건설이 필요하며 도시지역의 교통량 증가로 인한 도시고속도로의 건설 등 고가교의 필요성이 점차 증가하고 있다. 그러나 CFT(Concrete Filled Tube)부재의 경우에는 콘크리트가 3축 구속 상태로 존재하지만 자중이 크며 내진 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 CFT부재의 단면을 중공으로 만듦으로써 부재를 경량화하고 내부 튜브를 삽입하여 내부를 구속 시킨 내부 구속 중공 CFT 부재(Internally Confined Hollow CFT Member, ICH CFT)가 개발되었다. 이는 콘크리트가 내 외부 튜브에 의하여 구속되어 3축 구속 상태로 존재함으로써 콘크리트 중공부로의 취성파괴를 방지하여 연성도 및 강도를 향상시켜주며, 단면의 감소로 인해 재료비를 절감 할 뿐 아니라 자중 감소로 인해 내진 설계에도 유리하다. 현재 내부 구속 중공 CFT 부재에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 튜브를 삽입함으로써 부재의 중공부로 발생하는 구속력의 특성을 해석적으로 정립한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 압축을 받는 중공 CFT 부재에 내부 튜브를 삽입함으로써 발생하는 콘크리트의 구속력을 해석적 연구를 통하여 수행하였으며, 구속력을 파악하기 위한 평가 방법으로는 구속 콘크리트의 중공비와 직경, 외부튜브의 두께, 내부튜브의 두께 등으로 평가하였다. 해석적 연구 결과, 내부 튜브를 삽입함으로써 발생되는 외부 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값과 비슷한 값을 가지지만 내부로 발생하는 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.429-438
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• 2013

콘크리트 장기변형이 합성단면과 부재의 경계조건에 의해 내 외부 구속된 구조물에 단계별계산법(SSM)을 적용하 기위해 축-휨 요소가 적용된 객체지향 전산구조해석 프로그램이 개발되었다. 단순 및 연속 지지된 PS 콘크리트 박스 및 합성거더, 연속 강합성거더의 조립식 바닥판, 단순 프리플렉스 합성거더에 대한 SSM의 전산구조해석 결과 구속정도가 클수록 수정계수는 감소하였다. 수정계수의 감소에 대해 선인장의 손실률에는 큰 변화가 없으나, 선압축의 손실률은 급격히 증가하였다. 연속보의 내부지점에서 선압축의 손실률은 더욱 증가하였다. 이는 선인장의 손실에 기초한 설계는 내 외부 구속 정도가 큰 구조물에 대한 선압축의 손실을 과소평가할 수 있음을 보여준다. 전산구조해석을 만족하는 크리프의 수정계수는 0.35~0.95의 값이었으며, 수정 계수는 콘크리트 장기변형의 내 외부 구속의 정도를 나타내는 지표로 사용될 수 있다. 도로교설계기준의 수정계수 0.5는 긴장력이 도입된 강합성단면의 조립식 바닥판에 대해서는 부적절하며, 2007년 도입된 AASHTO LRFD 도로교설계기준(2008)과 한계상태에 대한 도로교설계기준의 긴장력 손실에 적용된 수정계수 0.7과 0.8은 PS 콘크리트 합성거더의 연속화에 대한 손실률을 과소평가한다. 복합구조 합성단면의 수정계수는 0.4 이하의 값이 적절하다.

• 동력기계공학회지
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• 제1권1호
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• pp.124-143
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• 1997

본 논문은 능동 구속층 감쇠(active constrained layer damping) 처리된 관의 동적 모델링과 정식화를 제시한다. 판의 운동방정식은 Hamilton정리를 이용하여 전개된 판, piezoelectric film 및 점탄성층의 운동방정식을 조합하므로서 유도된다. 이 운동방정식은 외부인가전압의 영향하에서 적층판의 해석적 모델을 제공할 뿐만이 아니라, 판 구조내에서 진동에너지를 감소시킬 수 있는 전단층의 효과에 대한 변위관계식을 나타낸다. 그리고 운동방정식에 대응하는 경계조건도 유도되었다. 또한 판과 능동구속층감쇠계의 동특성을 설명하기 위한 유한요소모델이 유도되었다. 이 모델의 타당성을 실온조건에서 실험적으로 입증하였다. 개발된 이론 및 실험적인 결과들은 판과 능동구속층 감쇠계가 구조진동의 감쇠를 위한 매우 유효한 수단으로 사용될 수 있음을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.362-370
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• 2001

콘크리트포장 보수공사에서 조기교통개방을 위해 현재 국내에서는 초속경시멘트를 사용하고 있으나 이는 초기의 빠른 수화반응과 내.외부적 구속으로 인한 온도수축 및 건조수축이 발생하여 콘크리트포장에 인장응력을 유발한다. 구속으로 인한 수축은 콘크리트내에 균열을 발생시켜 투수성을 증가시키고 장기적으로는 내구성을 약화시킨다. 콘크리트보강재료로서 섬유는 이러한 균열을 제어하는데 효과적이다. 본 연구에서는 국내에서 사용되고 있는 3종류의 초속경시멘트의 내구성을 평가하였고 내구성을 증진시키기 위하여 콘크리트 보강 섬유를 혼입하였으며 일반 콘크리트와 섬유보강 콘크리트를 비교.분석하였다. 실험결과 조기교통개방콘크리트에서 섬유의 혼입은 일반 콘크리트보다 내구성을 증진시키는데 우수한 효과를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.228-236
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• 2001

매스콘크리트 구조물에서 발생하는 온도응력을 예측하기 위해 많은 연구가 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 수행되어왔다. 그러나 이러한 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 온도응력을 예측하는 것은 한계가 있다. 해석적인 방법은 콘크리트의 탄성계수, 열팽창계수와 같은 물성치를 정확히 알아야 한다. 그리고 실험적인 방법은 대부분이 실제 구조물이나 모형구조물을 통하여 직접 온도응력을 측정한다. 그러나 이와 같은 방법은 경제적인 문제뿐만 아니라 현장의 불확실한 조건들을 감수해야 한다. 본 연구에서는 온도응력을 실내에서 직접적으로 측정할 수 있는 시험장치를 개발하였다. 개발된 온도응력 시험장치는 콘크리트와 다른 열팽창계수를 갖는 재료를 이용하여 실제 구조물에서 발생할 수 있는 콘크리트의 내/외부 구속에 의한 온도응력의 변화를 구현할 수 있으며, 이를 정량적으로 예측할 수 있다. 실험은 해석을 통해 얻은 온도이력을 구현할 수 있는 항온항습조에서 수행하였고, 온도응력은 장비에 부착된 변형률게이지를 통해 얻은 변형률을 이용하여 계산하였다. 개발된 장비의 검증을 위해 매립게이지를 이용하여 온도응력을 측정하는 실험을 동시에 수행하였고, 이 결과에 의하면 개발된 시험장치는 불확실한 콘크리트의 초기재령 물성치를 고려하여 보다 정확하게 온도응력을측정할 수 있으며, 검증실험 결과에 의해 그 객관성과 타당성을 입증할 수 있었다.

• 기술혁신연구
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• 제19권2호
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• pp.153-184
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• 2011

본 연구는 기업의 핵심 기술전략 중 하나인 기술협력과 관련하여 기업들이 어디에 위치한 기술협력파트너를 더 선호하는지에 대하여 알아본다. 가까운 거리일수록 지식의 전달이나 확산이 효과적이라는 점에서 근접한 파트너가 유리할 수 있지만, 새롭고 다양한 지식의 확보가 기술협력의 목적이라면 원거리 파트너의 장점 역시 간과할 수 없다. 또한, 기업들이 많이 모여있는 집적지에서 발생하는 외부경제 및 불경제 현상 역시 고려할 필요가 있다. 따라서 이번 연구에서는 두 협력파트너가 서로 가까이 위치하는가와 각각 얼마나 많은 기업이 밀집한 곳에 위치하는가를 통해 지리적 특징이 기업의 파트너 선택에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 2008년도 기술혁신조사를 이용한 실증분석 결과를 요약하면, 기업은 기술협력파트너를 선택하는 데에 있어서 파트너의 지리적 근접성을 매우 중요하게 생각한다. 효과적인 의사소통이 가능하고, 정보비대칭성을 줄이며, 협력관계 중에도 꾸준한 모니터링이 용이하기 때문이다. 하지만, 파트너가 집적지에 위치한다는 것은 파트너 선택에 별다른 영향을 주지 못한다. 반면, 자신이 집적지에 위치해있다는 것은 중요한 요소로 여기는데, 관련산업의 집적지에 위치할 경우 파트너를 가까운 곳에서 찾으려는 경향이 있지만, 비관련산업이 많은 곳에 위치했을 경우 파트너를 외부에서 찾으려는 경향을 보인다. 관련산업 집적지 내의 파트너에게서 자신에게 유용한 혁신 정보를 얻을 수 있는 반면, 비관련산업의 집적지는 혼잡비용, 의도치않은 지식유출, 기술적 구속 등의 단점에 대한 우려가 더 큰 것으로 보인다. 이러한 특성은 경쟁사, 공급자, 수요자, 대학, 정부연구소 등 파트너의 종류에 관계없이 상당부분 일정하게 나타나며, 다만 정부연구소와의 협력의 경우에만 지리적 근접성의 효과가 약화된다. 본 연구는 기업의 혁신 행태를 분석하는 데에 여러 시사점을 제시한다. 우선, 기업은 효과적인 지식확산을 위해 근접한 파트너를 선택하지만, 자신이 비관련 산업 집적지에 위치한 경우 외부의 파트너를 적극적으로 선택하려는 행태를 보인다. 가까운 파트너와 관련 기술을 집중적으로 연구하려는 유인과 외부의 파트너에게서 새로운 아이디어를 얻으려는 유인이 종합적으로 작용하고 있음을 유추할 수 있다. 이에 따라 정책 방향 역시, 산업클러스터 내에서 비슷한 기술을 가진 기업들끼리의 협력을 유도하는 한편, 클러스터-클러스터 간 혹은 다양한 지역 간에 여러 기술을 전파하고 공유할 수 있는 기회를 제공할 필요가 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.31-42
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• 2015

소성응력분포법과 변형률적합법은 콘크리트충전 각형강관(RCFT, rectangular concrete filled tube) 기둥의 P-M조합강도 산정을 위한 대표적인 두 방법으로, 일반적으로 소성응력분포법은 근사적인 강도치를 제공하는 반면 변형률적합법은 단면에 사용되는 각 물성치의 구성방정식이 정확하다는 전제 하에서 정해에 가까운 해를 제공한다. 최근 변형률적합법에 따른 RCFT기둥의 P-M조합강도 산정에 관한 필자의 연구에 따르면, 현재 연구된 외부 강관으로 구속된 콘크리트 구성방정식이 부정확하기 때문에, 변형률적합법을 통해 산정된 다양한 물성치를 가지는 콘크리트와 강재의 조합으로 이루어진 단면의 P-M조합 강도가 부정확하게 산정되는 것으로 나타났다. 이에 따라 본 연구에서는 기존에 수행된 실험결과를 분석하여 콘크리트충전 각형 강관기둥의 P-M 조합강도 예측을 위한 변형률적합법에 활용될 수 있는 충전콘크리트의 구성방정식을 제시하고 그 타당성을 입증하였다. 본 연구에서 추구하는 모형은 실무적용을 위한 우회적이고 현상학적 모형으로, 외부 강재와 내부 콘크리트 간 상대강도비와 강재의 판폭두께비의 P-M조합강도에 대한 영향을 압괴변형률의 크기에 반영하여 단면내의 힘의 재분배 정도를 조절함으로써 실험결과와 합치하는 결과를 얻어내는 모형이다. 이를 위해 현 규준에서 제시하고 있는 압괴변형률 0.003의 일괄적 제한의 한계를 지적하였으며, 상대강도비와 판폭두께비의 P-M조합강도에 대한 영향을 압괴변형률의 크기에 반영하여 단면내의 힘의 재분배 정도를 조절함으로써 실험결과와 합치하는 결과를 얻어내는 모형을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.56-66
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• 2017

이 연구에서는 고연성 PET 시트 및 HF(PET+aramid) 스트랜드로 보강한 RC 원형 기둥의 내진 보강 성능에 대하여 실험적으로 비교 고찰하였다. 고연성 PET 및 HF 스트랜드로 횡 구속된 RC 원형 기둥의 내진 성능 실험결과, 모든 보강 기둥에서 최대 휨 강도 및 연성 능력 모두 무보강 기둥보다 향상되었으며 극한단계에서 섬유의 파단은 발생하지 않았다. 또한 PET 시트 25겹 보강 기둥과 HF 스트랜드 1겹 보강 기둥의 저항 내력 및 변위가 거의 유사하여 HF 스트랜드 1겹은 PET 시트 약 25겹(동일 폭 기준)과 동일한 횡 구속 효과를 나타내었다. 결과적으로 휨 강도 증진 및 연성 능력 측면에서 PET는 RC 구조물의 내진 보강재로서 적합한 것으로 사료되나 현장적용의 가능성을 높이기 위해서는 이 연구에서 사용된 HF 스트랜드와 같이 많은 양의 섬유를 함유한 제작품과 같이 1겹으로 다수 PET 시트의 성능 효과를 내는 재료가 필요할 것으로 사료된다. 한편 PET의 내구성에 대해서는 별도의 연구가 필요하며 현재 연구가 진행중이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1993-1999
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• 2013

강합성 구조는 교량의 상하부 구조, 풍력 타워, 건축물의 기둥 등의 많은 분야에서 연구되어지고 있다. 강합성 구조의 가장 큰 특징은 강재와 콘크리트를 합성시킴으로서 두 요소의 단점을 극복하여 더욱 우수한 성능을 발휘하게 한다. 강합성 구조에서 강재와 콘크리트가 합성거동을 하지 않을 경우에 성능의 향상을 기대하기 어렵기 때문에 반드시 합성구조화 시켜야 한다. 교량의 상부구조에서는 강합성 보를 합성 거동시키기 위하여 다양한 방법의 합성방법을 제시하였으나 내부 구속 중공 RC 기둥이나 내부 구속 중공 CFT 기둥과 같은 새롭게 제안된 강합성 부재의 경우에는 거의 연구가 되지 않은 실정이다. 이러한 강합성 부재는 내 외부와 콘크리트가 합성되지 않을 경우, 두 재료간 슬립이 발생하여 설계 성능보다 성능이 감소할 가능성이 매우 크기 때문에 반드시 콘크리트와 강재가 일체 거동을 할 수 있도록 합성 방법을 제시하여 주어야 한다. 본 연구에서는 전단 연결재를 위의 기둥들에 적용하는 방안을 마련하기 위하여 전단 연결재의 실험적 거동 특성을 분석을 통해 추후에 전단 연결재 설계법 제시를 위한 기초 자료를 구축하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.123-130
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• 2001

본 연구는 초속경시멘트를 사용한 조기교통개방 콘크리트의 역학적 특성을 향상시키기 위하여 수행되었다. 실제로 포장콘크리트의 현장조건하에서는 외부적 또는 내부적인 요소에 의해 콘크리트의 수분과 열에 의한 수축을 구속함으로써 인장응력이 발생되며 이러한 인장응력은 균열을 발생시켜 콘크리트의 역학적 성능을 감소시킨다. 이러한 인장응력에 의한 균열을 제어하는 데 있어서 초속경시멘트 콘크리트내에 섬유를 사용하면 효과적이다. 국내에서 많이 사용되고 있는 3종류의 초속경시멘트를 사용하였고, 2종류의 섬유를 혼입하여 섬유보강 콘크리트와 일반콘크리트를 비교하였다. 시험결과 초속경시멘트를 사용한 섬유보강 콘크리트가 일반 콘크리트보다 우수한 역학적 특성을 나타냈다.