• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.677-686
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• 2011

본 연구에서는 하천의 이동상 실험분석을 통하여 보 하류부의 하상보호공 길이 산정을 위한 공식을 제안하였으며, 실제 하천과 유사한 모형수로와 하천을 횡단하는 보 구조물을 설치하여 수리모형실험을 수행하였다. 실험을 통하여 하천 횡단 구조물인 보가 설치되었을 경우 수리학적 특성인 수위, 유속의 변화와 하상변동 등을 분석하였으며, 수리모형실험 수행 이후 실험 결과에 대한 분석을 통하여 보 설치에 따른 수리실험을 실시하여 하상 보호공 공식을 고정보 및 가동보에 대하여 제시하였고, 제시된 공식과 기존의 하상보호공 길이 산정공식을 비교해 본 결과 본 연구에서 제안된 공식에 의하여 산정된 바닥보호공 길이가 실험결과와 일치하는 것으로 나타났다. 또한, 본 실험을 통하여 보 설치에 따른 하상 퇴적 길이 및 하상변화를 산정하였으며, 산정결과 유량의 증가에 따라 보 직하류부부터 시작되는 세굴심과 최대세굴거리가 증가함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.454-454
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• 2016

하천의 치수안정성 확보 및 수심유지, 생태복원 등과 같은 다양한 요구를 충족하기 위한 보의 성능 개선에 대한 연구가 필요하며, 계단형 보는 재료에 의한 폭기효과 및 서식처 효과 등의 환경적요소를 내포하고 있다. 기존 연구는 표면류 흐름특성을 검증하고 유량변화에 따른 하류단 도수발생위치 변화를 분석하는 등 계단형 보에 대해 수리특성을 정량화한 연구가 대부분이며 흐름변화에 따른 유속장에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 기능성 친환경 횡단 구조물 유형 중 하나인 계단형 보의 안정성 검토를 위한 수리적 특성을 분석하고자 함으로써 구조물 안정성에 영향을 줄 수 있는 자체 및 하류 보호공 주변의 유속 분석을 통한 흐름 특성을 검토하고 설계시 외력 고려를 위한 자료를 제공하기 위한 목적이 있다. 이를 위해 계단형 보모형에 대해 수리모형실험을 수행하였다. 폭 0.24 m, 총 길이 3.70 m, 높이 0.30 m인 순환실험수로를 이용하였으며, 계단형 보 모형은 5단으로 단 높이 2 cm와 단 길이 5 cm이며, 보 높이는 10 cm, 보 길이는 25 cm 모형으로 실험하였다. 하류에 전도식 게이트를 설치하여 하류 수위를 증가시키면서 보 하류부에서 발생하는 완전도수부터 하류수심이 보 높이를 초과하는 잠김흐름 조건에 대해 실험하였다. 측정기법은 입자영상측정계(Particle Image Velocimetry; PIV)를 이용하였으며, 상류영역부터 하류영역에 대해 보 주변 흐름의 순간적 유속분포를 확인하였다. 또한 측정된 전반적 흐름 양상에 대해 통계적 수리분석을 수행하였다. 흐름특성에 대한 연구는 향후 계단형 보의 물받이 길이 및 보의 적정 규모 설계시 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.615-619
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• 2010

4대강 살리기 프로젝트 중 하나인 금강 살리기에는 현재 금남보, 금강보, 부여보가 신설 예정이다. 본 연구에서는 금강 살리기 사업 중 부여보에 대하여 계획홍수량인 100년빈도 유량의 흐름 예측을 위한 1 2차원 수치해석과 수리적인 형상을 실제 흐름으로 관찰하기 위한 수리모형실험을 실시하여 부여보의 치수안정성을 검토 및 분석하였다. 본 연구를 위하여 1차원 수치해석은 HEC-RAS모형, 2차원 수치해석은 SMS RMA2 모형을 사용하였다. 수리모형 실험은 부여보 기준 상 하류 3km 구간에 대하여 축척 1/60 정상모형으로 제작하였다. 그 결과 부여보 상 하류구간에서 원활한 흐름특성이 나타났으며, 100년빈도 유량에 대하여 수치해석과 수리모형실험 모두 계획홍수위를 넘지 않는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.26-26
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• 2020

하천수의 수심을 유지하기 위하여 설치된 콘크리트 취수보 대신 강자갈이나 쇄석을 채움재로 하는 돌망태를 사용하게 되면 토사퇴적으로 인한 건천화나 상, 하류 수생태계 단절과 같은 문제를 어느 정도 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자갈접촉산화작용에 의한 수질개선과 공사비 절감 효과 등의 장점이 있다. 그러나 돌망태는 투수성이므로 불투수성인 콘크리트 보다 저류측면에서 불리하다. 콘크리트 취수보에서의 흐름은 보 정점의 형상, 보의 폭, 높이, 그리고 월류수심에 좌우되며, 베르누이 방정식과 연속방정식에 의해 방류량 산정식을 유도하고, 유량계수와 같은 실험상수를 결정하여 방류량을 계산한다. 돌망태 취수보의 흐름은 보의 높이, 보의 길이, 보의 상류수심 외에 채움재의 형상, 입경, 배치상태가 흐름에 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 취수보에 적용되었던 기존의 방류량 산정식을 그대로 적용할 수 없다. 돌망태 보의 통과류는 실험상수가 포함된 비선형 수두손실방정식으로 표현할 수 있다. 실험상수는 비표면적의 크기를 의미하는 채움재의 평균동수반경와 관계되며, 평균동수반경은 채움재 입자의 형상으로 부터 구할 수 있다. 따라서 실험을 통하여 채움재 입자의 형상과 크기에 따른 실험상수와 평균동수반경의 관계를 구하면 비선형 수두손실방정식으로부터 통과류의 방류량을 계산할 수 있게 된다. 본 연구는 돌망태 취수보가 대수층함양 원수 공급시설물로서 타당한가를 평가하기 위하여 수행되었다. 콘크리트 취수보의 월류량 계산은 기존의 방류량 산정식을 이용하였으며, 돌망태 취수보는 실험상수와 평균동수반경의 기존관계식을 이용하여 통과류의 방류량을 계산하였다. 이와 같이 계산된 각각의 수심-방류량 관계로 부터 수심을 비교하였다. 동일한 유량조건에서 돌망태 취수보의 상류수심은 콘크리트 취수보보다 작게 계산되었다. 상류수심은 돌망태 채움재 입자의 크기가 작을수록 증가하여, 돌망태 취수보는 채움재의 입자크기가 작을수록 저류성능이 개선됨을 알 수 있었다. 따라서 돌망태 취수보는 채움재의 입경이 작을수록 콘크리트 취수보의 저류수준에 접근할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.91-101
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• 2004

본 연구는 철골조 초고층 아파트에 있어서 주거부분의 충고를 낮추기 위한 새로운 보-슬래브 구조시스템 개발을 위하여 제안되어진 합성보에 대해서 역학적 성능 및 구조적인 검토를 실험적으로 고찰하여 그 타당성을 확인하고 구조설계의 지침을 제시하고자 하는 것이다. 이상과 같은 연구목적을 달성하기 위해서 제안된 아파트의 기준층 구조평면에 근거하여 본 연구의 대상이 되는 9.8m 스팬의 보를 대상으로 구조재료실험, 합성보의 균등 흼실험, 합성보의 중앙집중 재하실험, 휨 전단 가력실험, 그리고 전단 가력실험 등을 진행하였다. 실험결과로부터 상플랜지에 스터드 커넥터를 대한건축학회 강구조계산규준의 합성보 설계 규정에 따라 정상적으로 배치하고 슬래브의 상부 철근을 정상배근하면 충분한 구조적 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.466-466
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• 2016

최근 들어 보의 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 구조물 설치가 요구되면서 고정보의 형태도 다양하게 제안되고 있다. 그러나 실무에 적용하기 위한 고정보의 설계 가이드라인은 매우 한정적이며 대부분 보 하류부에 대한 세굴이나 세굴 방지에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 따라서 본 연구는 국내 중소하천에 설치된 고정보의 물리적 제원 변경에 의한 수리적 특성을 분석함으로써 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 고정보 설계 시 반영할 수 있는 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위해 경사형 및 계단형 보에 대해 crest 변화에 따른 기본적인 유량계수를 도출하였으며 수위-유량 관계 곡선을 개발하였다. 또한 유량과 crest 등과 같은 수리학적 조건을 변화시켜 자유 흐름 조건 및 잠긴 흐름 조건의 흐름특성을 분석하였다. 실험은 crest 길이에 따라 총 4개의 case로 나누어 수행하였다. 각 case 별 총 8개 유량조건에 대해 각각 자유흐름과 잠긴 흐름에서의 수위를 측정하였으며 정확한 흐름 및 수위 계측을 위해 디지털 카메라와 캠코더를 활용하였다. 분석결과 같은 유량조건에서는 crest가 증가할수록 수위 값도 증가하였으며 유량별 수위의 범위는 경사형 보가 계단형 보 보다 넓은 것으로 나타났다. 향후 본 연구 결과는 현장에서 고정보에 대한 crest 설계 시 충분히 고려될 수 있는 자료가 될 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권1호
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• pp.103-113
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• 1993

일반적으로 스터럽이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트 압축강도, 주철근비, 전단스팬비 및 보 유효깊이에 좌우된다는 것이 많은 연구를 통하여 밝혀지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보의 거동 및 전단강도 특성을 분석하기 위하여 주철근비, 전단스팬비 및 보 유효깊이를 변수로 두고 총 22개의 단철근 보 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과는 ACI규준식, Zsutty식 및 Bazant & Kim식의 예측값들과 함께 비교, 분석되었는데, ACI 규준식은 주철근비 및 전단스팬비의 효과를 과소평가할 뿐만 아니라 유효깊이가 915mm인 큰 보의 경우 안전측이 아니어서 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단된다. Zsutty식은 주철근비의 효과를 적절하게 평가하는 것으로 나타났으며, Bazant & Kim 식은 유효깊이 증가에 따른 전단강도 감소 경향을 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한, 다른 연구자들의 실험치와 비교, 분석해본 결과 주철근비 및 전단스팬비의 효과는 콘크리트 압축강도 수준에 따라 큰 변화가 없는 것으로 판단된다.

• 실천공학교육논문지
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• 제13권3호
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• pp.497-505
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• 2021

재료의 변형률과 진동 측정을 실습하기 위한 외팔보 형태의 실험 장치를 개발하였다. 주변에서 구할 수 있는 재료와 저렴한 제어기를 사용하여 제작하였다. 철재 자로 된 외팔보에 서로 다른 위치에 변형률게이지를 설치하여 외부 하중에 따른 보의 변형률을 측정할 수 있도록 구성하였다. 전자석으로 외팔보를 가진하며, 함수발생기로 원하는 주파수로 외팔보에 진동이 발생하도록 하였다. 장치를 사용하여 수행이 가능한 세 가지 실험을 제시하였으며, 각각 저울 만들기 시험, 외팔보의 공진주파수 측정 실험, 그리고 가진주파수와 측정 주파수의 차이를 구하는 실험이다. 간단하면서도 저렴하게 만들 수 있는 실험 장치와 실험 포트폴리오를 통해 효과적인 하중 및 진동 측정 교육 수행이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.295-295
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• 2018

본 연구는 보 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부의 세굴 문제점 개선을 위해 하상경사에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 실험연구이다. 세굴실험은 상류 하상경사 변화에 대해 보 하류부의 세굴변화를 중심으로 세굴영향을 검토하였다. 본 실험은 상류 하상경사 변화에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 것으로 총 6개 하상경사에 대해 국부세굴 및 퇴적경향을 비교분석하였다. 보의 높이 및 물받이 길이는 0.3 m로 설치하였고, 실험 단위폭당 유량은 $0.117m^3/s/m$로 모든 케이스에 동일하게 적용하여 수행하였다. 보를 통과하는 고속사류로 인한 국부세굴의 영향분석을 위해 광대역 레이저 스캐너(RIEGL LMS-Z390)를 이용하여 세 퇴적량을 측정 및 분석하였다. 연구결과, 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부 세굴 특성 분석 결과 상류부의 하상경사가 급해질수록 세굴길이 및 세굴심도의 값은 크게 변화하는 것을 확인하였다. 이는 하상경사 변화에 따라 수류의 총에너지 경사가 급하게 변화하게 되고 따라서 보 하류부의 소류력 증가에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.37-48
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• 2018

이 연구에서는 원형 개구부가 있는 전단지배 하이브리드 강재 연결보의 내진성능을 평가하기 위해 탑-시트 앵글이 있는 실험체 3개(SCB1, SCB2, SCB3)와 앵글이 없는 실험체 1개 (SCB4) 등 총 4개의 강재 연결보 시스템에 대한 반복가력 실험이 수행되었다. 실험변수는 웨브 개구부의 크기, 즉 전단강도비이다. SCB1, SCB2, SCB3, 그리고 SCB4 실험체의 전단강도비(웨브 개구부 크기)는 0.34(300mm), 0.49(268mm), 0.78(200mm), 그리고 0.34(300mm)이다. 실험결과, 제안된 연결보 시스템은 우수한 변형능력과 강성을 보여주었다. 실험연구를 통해 하이브리드 강재 연결보 시스템에 적용가능한 설계전단강도를 제안하였다. 연결보의 전단강도가 소성전단강도의 50% 이하일 때 핀칭이 완화되는 것으로 나타났으며, 이로 인해 내진 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 핀칭을 최소화하고, 내진성능을 향상시키기 위해서는 연결보 구조설계 시 연결보의 전단강도를 50% 이상 저감시키는 방안도 고려될 수 있을 것으로 판단된다.