• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.484-487
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• 2009

초고층구조물의 경우 중저층 구조물과 다르게 설계시 중력하중과 풍하중의 크기가 매우 크므로 이를 제어하는 구조물의 코어에 강성이 큰 전단벽을 설치하고 최상층에 아웃리거나 벨트트러스를 설치하는 방법을 많이 적용한다. 그리고 홍콩의 IFC와 같이 초대형기둥과 아웃리거를 설치하여 횡하중에 저항하는 구조시스템도 제시되고 있다. 이러한 초고층구조물에서 연쇄붕괴가 발생할 경우 세계무역센터의 붕괴에서 나타나듯이 상상을 초월하는 피해를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초고층 구조시스템의 연쇄붕괴저항능력을 Pushdown해석을 이용하여 평가하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.23-31
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• 2011

To investigate the performance of apartment buildings which were built in the 1990s and which have RC bearing wall systems with coupling beams, construction drawings of 13 buildings were collected and analyzed. To evaluate the seismic performance, FEMA 356 and FEMA 440 were selected as guidelines. For the demand curve, the seismic design spectrum in KBC 2009 is used. For each building, the performance points for life safety and the collapse prevention state are calculated. It was found that 9 out of 13 buildings (about 70%) showed damage more severe than the collapse prevention level at the performance point and more damage could be seen at the coupling beams than the walls. However, the story drift limit of FEMA 356 was satisfied for all buildings. Through the analysis of performance points, it was shown that the spectral acceleration has an inverse relationship with the natural period.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.152-155
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• 2011

최근 폭발 등 극한하중에 대한 관심의 증대와 함께 방폭 및 연쇄붕괴방지를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에, 본 연구에서는 폭발하중하의 강구조물의 손상도와 저항성능을 수치적으로 평가하고자 하였다. 이를 위해 구조물의 폭발피해경감을 위해 가장 중요한 구조부재인 기둥을 대상으로 폭발물과 구조물과의 이격거리를 달리하여 폭발하중을 적용하였다. 유한요소해석을 수행한 결과를 토대로 기둥의 손상도와 잔여압축강도를 비교하고 관계를 도출하였다. 본 연구의 목적은 폭발에 의해 기둥이 손상된 경우 구조물 전체의 연쇄붕괴저항성능에의 손상된 기둥의 기여도를 평가하는 것이다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.4
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• pp.215-222
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• 2014

The objective of this research is to evaluate the seismic performance of steel intermediate moment frames(IMFs) with different heights. The seimic performance is conducted according to ATC-63. Three-, six, nine- and twelve-story IMFs are designed according to KBC 2009. The connection is modeled to have a drift capacity of 0.02rad, which is required for IMF connections. This study shows that the probability of collapse increases with an increase in the height of the frame. Nine- and twelve-story frames did not satisfy the requirement specified in ATC-63.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.54-54
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• 2020

본 연구에서는 제방의 세굴이나 붕괴를 방지하기 위해 바이오폴리머(Biopolymer) 기반 신소재를 활용한 흙 제방의 보강공법을 제시하였다. 바이오폴리머 기반 제방의 보강공법은 흙과 바이오폴리머를 소량만 섞어도 흙의 강도 증진시킴과 동시에 빗물에 대한 내침식성과 식생의 생장을 촉진하는 생태성도 뛰어나기 때문에 제방 사면을 보호할 수 있는 친환경적이고 효율적인 공법이다. 이에 안동하천연구센터는 실증실험을 통한 신소재 제방 보강공법의 안정성 검증을 목표로 2 건의 월류붕괴 실험을 수행하였다. 첫 번째는 흙 제방 조건(Case 1)이며, 두 번째는 바이오폴리머 혼합 토양을 사면에 도포한 후 식생이 활착된 조건(Case 2)이다. 제방 붕괴에 따른 수로 내 수위변화를 측정하기 위해 압력식 수위계를 설치하였으며, 영상분석을 위한 다수의 카메라 및 드론을 활용하여 실험의 전 과정을 실시간 촬영하였다. 또한, 제내지 측 사면을 대상으로 월류에 따른 붕괴 지연효과를 정량적으로 제시하기 위해 이미지 픽셀 변화 측정 기법을 통한 시간에 따른 표면 손실률을 산정하였다. 흙 제방과 신소재 처리 제방의 시간에 따른 표면손실률을 비교한 결과, Case 2의 사면손실률이 Case 1에 비해 약 1.5~2.3 배 지연되는 것을 확인하였다. 하지만 단일 조건만으로 실험군과 비교군의 붕괴지연 결과가 제방 성능을 평가함에 있어서 일반화될 수 없으므로 이러한 정량적 평가는 다소 한계가 있다. 향후 이러한 부족한 부분을 해결하기 위한 노력과 다양한 조건의 추가실험을 통한 계측 데이터 및 붕괴지연시간의 평균값을 도출하여 신소재 제방의 안정성을 평가하기 위한 타당한 결과를 도출할 예정이다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.18 no.2
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• pp.9-20
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• 2014

Steel intermediate moment frames (IMFs) have been generally used as seismic load resisting systems (SLRSs) of a building to provide resistances against strong ground shaking. However, most of low and mid-rise steel buildings in Korea were constructed during pre-seismic code era or before the introduction of well-organized current seismic codes. It has been recognized that the seismic performance of these steel IMFs is still questionable. In order to respond to such a question, this study quantitatively investigates the seismic capacities of steel IMFs. Prototype models are built according to the number of stories, the levels of elastic seismic design base shear and the ductilities of structural components. Also, the other prototype models employing hysteretic energy dissipating devices (HEDDs) are considered. The collapse mechanism and the seismic performance of the prototype models are then described based on the results obtained from nonlinear-static and incremental-dynamic analyses. The seismic performance of the prototype models is assessed from collapse margin ratio (CMR) and collapse probability. From the assessment, the prototype model representing new steel IMFs has enough seismic capacities while, the prototype models representing existing steel IMFs provide higher collapse probabilities. From the analytic results of the prototype models retrofitted with HEDDs, the HEDDs enhance the seismic performance and collapse capacity of the existing steel IMFs. This is due to the energy dissipating capacity of the HEDDs and the redistribution of plastic hinges.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.480-480
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• 2018

전 세계적으로 자연 친화, 하천생태계 보전, 친수하천 등을 조성하기 위한 대대적인 하천 정비사업이 활발히 진행 중에 있다. 최근 홍수로 인한 제방 붕괴에 대응하기 위한 제방의 안정화 및 개선을 위한 방법으로 기존의 시멘트와 같은 혼합물질을 사용하지 않고 환경 친화적이고 지속 가능한 대안에 대한 수요가 증가되고 있는 추세이며 현재 노후화 된 불안정 제방에 대한 보강대책을 수립해나가는 과정으로써 친환경 신소재를 활용하여 제방을 보호하는 연구가 수행되고 있다. 제방사면에 적용되는 신소재는 바이오폴리머를 활용한 재료로써 공동연구기관 카이스트에서 개발된 환경 친화적인 물질로 미생물에 의해 유도된 고인장 및 인체 무해성 등의 특성을 갖고 있으며 경제적 타당성인 측면에서 시멘트와 비교 분석 되어야 하고 실제 현장에서의 적용 가능성, 신뢰성 및 내구성 검토 등 성능을 보장하기 위한 지속적인 연구가 필요한 상황이다. 이에 본 안동하천실험센터에서는 중규모 제방을 직접 제작하여 수리모형실험을 통한 친환경 신소재 활용 제방의 안정성 및 성능 평가를 실시하였다. 수리실험 조건은 카이스트에서 제시된 레시피를 기반으로 먼저 분말형태의 바이이폴리머를 물과 희석하여 만들어진 바이오폴리머 용액을 흙과 혼합한 뒤 제방표면에 직접 미장작업을 수행하여 실험조건에 따라 일정한 두께(1cm, 3cm, 5cm)로 피복하였다. 이후 월류 붕괴 실험이 가능한 3 - 5일 정도의 양생기간을 거쳐 실험을 진행하였다. 실험결과는 다수의 고프로(GoPro) 및 비디오 카메라 등 다양한 영상장치를 이용하여 픽셀기반의 영상분석기법을 활용한 시간 흐름에 따른 제방 사면에서의 붕괴규모를 산정하여 신소재의 피복 두께에 따른 제체의 붕괴 거동 및 안정성을 평가하였으며, 또한 제방 파괴부에서의 흐름 상황 및 유속이 붕괴 발달에 미치는 영향을 분석하기 위하여 PIV 분석을 실시하였다. 이번 연구의 최종목표는 지속적인 예비실험을 수행하여 월류 및 침투, 파이핑 등 파괴 인자 별 신소재의 성능 개선 및 개발된 새로운 공법에 대한 효과 검토를 통한 최적안을 도출함으로써 향후 실규모 실험실증을 통한 신소재 시공 및 공법에 대한 현장적용 가능성 검증을 거쳐 최종적으로 신소재 제방 공법 설계 기술, 신소재 및 공법 표준안, 제방공법 안정성 평가 가이드라인 등을 제시하고자 하며, 이러한 실험데이터를 축적함으로써 실제 제방 붕괴 시 비상대처계획 수립에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.220-220
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• 2021

2020년 장마는 6월 중순부터 8월 중순까지 전국적으로 평균 687 mm의 강수가 내려, 1973년 이후 역대 2위 강수량을 기록하였으며, 연이은 태풍으로 큰 인명 및 재산 피해가 발생하였다. 특히, 섬진강 및 한탄천 등에서 계획홍수위를 초과하는 홍수로 인해 상당수의 제방이 월류로 인해 붕괴된 것으로 나타났다. 따라서, 향후 기후변화에 따른 연평균 강수량이 증가할 것으로 전망되는 가운데 집중호우로 인한 제방 붕괴 피해를 최소화하기 위한 고도화된 기술 개발을 통한 선제적 재발 방지대책이 필요한 시점이다. 한국건설기술연구원은 바이오폴리머라는 새로운 친환경 신소재를 이용하여 제방의 안정성 평가 기술 개발 연구를 수행하고 있다. 이에 안동하천연구센터에서는 실규모에 준하는 제방모형(높이 3 m, 사면경사 1:2, 길이 10 m 이상)을 제작하고, 제방 표면에 바이오폴리머 신소재를 처리하여 전방 월류 흐름 유도에 따른 실규모 제방붕괴실험을 수행하였다. 또한, 신소재 보강 및 무보강 조건에 따른 영상분석 기반 붕괴지연효과를 정량적으로 분석하여 신소재의 성능을 평가하였다. 하지만, 기존에 수행된 실험은 댐 붕괴 흐름과 같이 홍수파가 발생하여 제내지로 퍼져 나가는 형태로 진행되어, 보강공법의 검증에 있어 실제 하천에서 발생하는 횡월류 흐름을 재현하지 못한다는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 횡월류 흐름(0.6 m³/s 이상)을 발생시켜 수리실험에 따른 축척효과(scale effect)를 최소화하고, 현장에 대한 충분한 자연성을 재현하는 것을 목표로 하여 실험을 수행하였다. 실험 조건은 1) 신소재가 처리된 식생 제방, 2) 신소재가 처리되지 않은 식생 제방으로 각각의 조건에 따른 횡월류 흐름 및 제방 붕괴를 유도하여 영상분석 기법(이미지 픽셀분석 및 3D 포인트 클라우드 모델링)을 통한 침식 저항에 관한 분석결과를 제시하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.34 no.6
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• pp.417-426
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• 2021

Recently, use of the precast concrete (PC) system, which can increase economy by minimizing field work, has rapidly increased. However, the PC system cannot exhibit structural performance under construction, specifically before integration between members. Furthermore, since it is difficult to secure the structural integrity of beam-column joints even after construction, the PC system is vulnerable to progressive collapse. In the PC system, various types of details for PC beam-column joints have been proposed, while the structural/construction details of PC system generally used in Korea differ from those of overseas PC systems. However, studies on the progressive collapse of the domestic PC system are limited. Thus, in this study, we investigated the structural/construction details of PC beam-column joints mainly used in Korea. Based on the investigation, for the prototype PC system with typical joint details, a nonlinear finite element analysis was carried out to evaluate its structural performance under progressive collapse. Further, a parametric study was performed, and the effect of the design parameters was investigated, to recommend a method to improve the progressive collapse resistance of the PC system.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.4
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• pp.387-394
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• 2010

The alternative load path method based on a column removal scenario has been commonly used to protect building structures from being progressively collapsed due to probable blast loading. However, this method yields highly conservative result when the columns still have substantial load resisting capacity after blast. In this study, the behavior of RC columns with rectangular and circular sections under the blast loading was investigated and the remaining capacity of the partially damaged columns was compared. AUTODYN which is a hydrocode for the analysis of the structure on the impact and blast loading was used for this study. The blast loading was verified with the experiment results. The analysis results showed that the circular columns are preferable to the rectangular ones in respect of the blast resistance performance.