• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.13-23
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• 2022

교량 기초의 지반-구조물 상호작용은 지진 시 교량의 거동에 영향을 미치는 주요한 요인으로 지적되어 왔다. 본 연구에서는 지반의 특성 및 기초의 특성이 교량 기초의 지진취약도에 미치는 영향을 분석하였다. 지반의 특성 변화 및 기초의 크기 변화를 고려한 등가정적해석 결과, 상재하중이 작용하는 경우 같은 수준의 횡방향 변위를 발생시키기 위해 요구되는 하중이 증가되는 것을 확인할 수 있었으며, 비선형성은 상재하중이 없는 경우가 더 큰 것으로 나타났다. 느슨한 지반에서 조밀한 지반으로 갈수록 기초의 크기가 증가할수록 동일한 변위를 발생시키기 위해 더 큰 하중을 필요로 하는 것으로 나타났다. 또한, 교량의 지진취약도를 합리적으로 획득하기 위한 접근법을 도출하기 위하여 교량 기초의 지진취약도를 4가지의 조건(고정단 조건, 도로교 설계기준-등가선형강성, 상재하중 고려 시 및 미고려 시 비선형 강성)을 고려하여 비교하였다. 단주교각에 대한 지진해석은 Opensees를 이용하여 수행하였다. 지진취약도 분석 결과, 보수적인 접근법으로 확대기초는 고정단으로 고려할 수 있으며, 말뚝기초의 크기가 작은 경우는 고정단으로 고려하여 안전측 설계를 검토할 수 있으나, 말뚝의 크기가 대형화 하는 경우는 비경제적인 설계가 될 수 있으므로, 지반조건에 따라 기초의 강성을 평가할 수 있는 도로교 등가 선형 스프링 강성을 고려하는 것이 합리적인 접근법으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.372-379
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• 2023

국제유가가 배럴당 85달러에서 하반기에는 최대 100달러까지 오를 것으로 예상하여 세계 시장에서 해양플랜트 발주가 늘어날 가능성이 크다. 해양플랜트의 주요 특징 중 한 가지는 탑사이드에 대형 헬리데크가 위치하며 경량화 및 내부식성을 위하여 알루미늄 합금을 구조의 기본 재료로 사용하고 있다. 선주사는 긴급 상황 발생 시 신속한 인명 대피를 위하여 헬리콥터 크기를 대형화하는 추세이고, 헬리콥터를 데크에 안정적으로 고박할 수 있는 장치의 안전사용하중도 증가가 필요하다. 알루미늄 재질의 특성상 용접에 의한 구조 강도 저하가 크기 때문에, 고정 장치는 데크에 매립하여 볼트로 고정하는 방식으로 설계가 필요하다. 본 연구에서는 대형 헬리데크(직경=28m)에 사용이 가능한 헬리콥터 고정 장치를 개발하기 위하여 알루미늄 합금 6082-T6를 적용한 모델을 개발하였다. 개발된 고정 장치는 실제 고박에 사용하는 하중 조건을 만족하도록 비선형구조 강도 계산을 통하여 검증하였다. 45도 경사각을 갖는 하중 조건은 국부적인 소성 붕괴로 인하여 90도 조건에 비해 낮은 최종강도를 나타냈다. 최종 모델에 대한 비선형 구조 붕괴 거동은 강도 실험과 경향이 유사하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 주요 내용은 유사 알루미늄 기자재의 구조 강도 검토 시 참고 문헌이 될 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.329-338
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• 2007

PSC 박스 교량은 콘크리트, 철근과 텐던으로 구성된 구조물로서 콘크리트의 인장 균열, 철근의 비선형 거동 등 재료의 비선형성 거동 특성 및 콘크리트의 시간 의존적 특성을 가지고 있는 복합 구조물이다. PSC 박스 교량의 시공 중 거동 특성을 고려하기 위하여 뼈대 요소(프레임 요소)를 이용한 시공단계의 설계가 수행되고 있다. 그러나 PSC 박스 교량 중 곡선램프교 등의 경우는 교량의 외측 및 내측의 변위 및 응력 값이 현저히 다르다. 따라서 PSC 박스 교량의 텐던량 및 시공 중 긴장력이 외측 및 내측에서 다르게 산정되어야 함에도 불구하고 현실적으로는 계산이 불가능하여 같은 양의 텐던과 부적절한 긴장력을 사용하고 있어 시공 중 항상 안전사고에 노출되고 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 3차원 해석이 필수적으로 요구되고 있으며 본 연구에서는 PSC 박스 교량의 해석 기법에 필요한 준 적합 쉘 요소를 제안하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.279-287
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• 2012

상 하부 스플릿 T 접합부는 T-stub의 두께, 고력볼트 게이지 거리 등의 주요 변수 조합에 따라서 보통모멘트골조 혹은 특수모멘트골조에 적합한 접합부로 사용된다. 상 하부 스플릿 T 접합부가 안전한 구조거동을 발휘하기 위해서는 건축구조기준에서 규정한 층간변위각 및 접합부모멘트에 대한 요구사항을 만족하여야 한다. 이러한 요구사항 조건의 충족여부를 파악하기 위해서는 접합부의 회전강성 및 한계소성모멘트에 대한 예측이 필수적이다. 따라서 이 연구는 일차적으로 정적하중을 받는 상 하부 스플릿 T 접합부의 회전강성 예측을 위한 해석모델 제안을 위하여 진행하고자 한다. 이를 위하여 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 제안한 해석모델의 적용 적합성은 기존의 해석모델 및 실험결과와 비교 검토하여 입증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.911-917
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• 1995

로듐 자기 기전력형 중성자 계측기는 단위 중성자당 발생되는 전류 신호가 매우 커 계측성이 우수하나 연소율이 빨라 자주 교체해야 하므로 재장전 기간 연장 및 새로운 로듐계측기 구입 등의 문제점이 있다. 75% 연소에 해당하는 제5핵 연료 주기 기간 동안 영광 3, 4호기와 같은 C-E 원자로에 사용되고 있는 로듐 자기 기전력형 중성자 계측기의 연소 거동이 C-E에 의해서 연구되었다. 약 제3핵연료주기까지 분석한C-E의 초창기 연구에서는 중성자 방사화율 개념에 근거하여 약 66%연소시점까지 로듐계측기 연소특성곡선은 선형적임이 밝혀진 바 있다. ［l, 2］ 그 후 C-E의 연구에 의하면 약 75% 연소에 해당하는 제5핵연료 주기까지도 로듐계측기 연소 특성 곡선은 선형적임이 밝혀졌다. 그 결과로 C-E형 원자력발전소에서 사용되는 로듐 노내계측기의 수명을 약 60%연소에서 66%연소 시점까지 연장시킬 수 있게 되었다. ［3］이 정도의 계측기 수명 연장은 약 반년의 원자로 운전 기간에 해당되며 차기 핵연료주기에서 많은 로듐 노내계측기를 계속 사용할 수 있게 한다. 특히 영광 3, 4호기가 12개월 핵연료 주기에서 18개월 핵연료 주기로 재장전 전략을 바꿀 경우 로듐 노내계측기의 수명 이 연장되지 않으면 계측기 교체가 빈번해 질 것으로 사료되어 로듐 수명 연장과 관련된 기술 특히 C-E 및 B&W의 로듐 노내계측기 연소도 특성곡선 불확실도 평가 및 출력 측정 계통 오차 분석 기술을 소개하고자 한다. 영광3, 4호기에서 사용중인 로듐 노내계측기 수명을 현재 연소도 기준 66%내로 한정하고 있는데 C-E 및 B&W의 로듐 노내계측기연소 특성에 관한 연구 내용을 분석한 결과 노내계측기 수명을 연소도가 66%를 초과하는 계측기가 있어도 전체적으로 불확실도가 안전한계를 넘지 않으면 노내상주가 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.425-434
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• 2019

연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량은 다양한 지층을 통해서 단일형 말뚝으로 입력되는 지반운동에 대해서 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 설계지반운동에 부합되는 다수의 인공합성지진을 생성하여 이를 암반의 입력지반으로 하여 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 연약층의 비선형거동특성으로 입력지반운동의 세기는 크게 증폭되지 않아서 교량은 탄성영역 내에서 거동하였다. 한편, 특정 지층에서 산정된 가속도이력을 모든 지반스프링에 동시에 입력하면 응답이 감소하였다. 따라서, 다지점가진 해석을 수행하지 않으면 이러한 형식의 교량의 내진성능을 과대평가할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제16권5호
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• pp.357-367
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• 2006

최근 신설철도가 계획되거나 선형개량공사가 증가함에 따라 터널 구조물이 장대화되고 있다. 장대터널에서 터널내 열차화재 등이 발생하는 경우 대형사고를 초래할 수 있으므로 터널 방재에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따른 터널 방재기준도 더욱 강화되고 있는 실정이다. 따라서 터널계획시 방재기준을 만족하면서 위험도를 최소화할 수 있는 최적 방재시설물 계획이 요구되고 있다. 이와 같이 합리적인 장대터널 방재 설계를 위해서는 열차사고 통계분석 및 피난시뮬레이션을 기초로 한 보다 객관적이며, 정량적인 평가가 필요하다 할 수 있으며, 이를 위해서 본 연구에서는 정량적 위험도 분석기법인 QRA (Quantitative Risk Assessment)를 철도터널에서의 방재설계에 적용하고자 하였다. 대상터널은 연장 약 4.1 km의 산악터널(사례 I)과 연장 약 3.6 km인 도시지역터널(사례 II)로서 두 터널 모두 철도터널 관련 방재기준보다 향상된 터널방재성능이 요구되어, 도시지역 안전기준에 만족하는 합리적인 터널내 방재구조물 계획을 수립하기 위하여 정량적 위험도분석을 실시하였다. 장대터널에서의 갱외탈출로 개념의 사갱 및 수직구 계획을 수립하기 위하여 각각의 경우에 대한 QRA를 실시하고, 장대터널의 방재 안정성을 평가함으로써 실행 가능한 합리적인 수준의 터널 방재설계를 수행하고자 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권5호
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• pp.315-321
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• 2009

초대형 해양 구조물은 매립 방법을 대신한 새로운 해양공간의 이용방법으로서 주목받고 있다. 따라서, 이와 같은 요구에 부합하기 위해서 초대형 해양 구조물이 제안되고 있다. 초대형 해양 구조물은, 매립 공법과 달리, 수심이나 해저의 지질에 관계없이 설치할 수 있고, 또 부체의 아래에 흐름이 존재하기 때문에 자연환경에 영향이 전혀 발생하지 않는다. 또한, 용이하게 조립 해체를 할 수 있기 때문에, 확장이나 철거를 쉽게 할수 있는 장점이 있다. 초대형 부유체 구조물 설계 기준안에 의하면, 구조안정성에 관한 항목 중, 부유체 구조물의 사용환경 및 설치환경에서 발생할 수 있는 최악의 해상조건에 있어 적절한 구조강도 여유를 갖는 것을 쥬정하고 있다. 따라서, 예상 가능한 하중 시나리오에 의해서, 적절한 구조 해석 및 실험을 수행하고, 안전성을 확인하도록 요구하고 있다. 전자에 관해서는 구조부재 레벨의 강도 평가를 수행하고, 후자에 관해서는 구조물의 파괴를 수반한 거동을 확인한다. 지금까지 탄성 응답 해석을 기초로 주요 구조부재의 강도 한계치를 기준으로 한 다양한 검도, 평가가 행해져 왔다. 그렇지만, 부재의 붕괴를 초과한 부하가 작용할 때의 구조 전체로서의 붕괴 거동 및 안전성에 관한 검토는 적다. 따라서, 본 연구에서는 이상 환경 조건하에서 발생 가능한 하중조건에 대해서 대형 해상구조물의 비선형 붕괴 거동을 파악한 것을 목적으로 하고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.211-218
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• 2021

본 연구는 종방향과 횡방향에서 규칙파가 외란으로 입사하는 선박의 종동요 및 횡동요를 억제하는 문제를 다룬다. 선박의 안전 운항을 위해서 파랑 중 선박의 종동요 및 횡동요를 안정화시키는 것은 필수적인 과제로 여겨진다. 종동요 및 횡동요 거동에서 중요한 특징 중에 하나는 공진인데, 이 현상은 특정한 조건에서 예상치 못한 큰 응답을 초래한다. 종동요와 횡동요는 두 운동이 상호 결합되어 있고 복원항이 강한 비선형을 갖고 있음으로 계의 파라미터에 따라 다양한 동적 거동을 보이는 것이 중요한 특징인데, 특히 종동요에서 이 특성이 두드러지게 나타난다. 무엇보다, 선박의 조종성능 및 안전을 위해 선박의 종동요 가속도 응답을 완전히 억제하는 것은 상당히 도전적인 과제이다. 이 연구에서는 준 슬라이딩 모드 제어 기법을 이용하여 종동요와 횡동요를 줄임으로 파랑 중의 선박을 안정적인 직립 상태로 유지시키고, 아울러 채터링을 감소시키는 목적을 달성하였다. 리아프노프 이론으로 준 슬라이딩 모드 제어의 안정성을 판명하였고, 수치 시뮬레이션으로 제어 방식의 유효성을 증명하였다. 제시한 기법으로 종동요 및 횡동요 응답의 수렴 및 채터링 감소라는 두 가지 목표가 효과적으로 달성되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권1호
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• pp.44-51
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• 2013

상대적으로 높은 항공승무원의 우주방사선 피폭을 고려하여 ICRP는 직무피폭의 일부로 간주하고 방사선 방호 대상으로 권고하였으며 이미 유럽 등 일부 국가에서는 항공 고도에서의 항공승무원에 대한 우주방사선 피폭 관리가 이루어지고 있다. 국내에서도 2012년 7월 26일 생활주변방사선안전관리법의 시행과 더불어 항공승무원에 대한 관리 기준이 마련되었다. 본 연구에서는 항공승무원의 개인 선량 평가에서 휴대가 용이한 누적형 고체비적검출기의 적용가능성을 검토하기 위해 수행되었다. 한국표준과학연구원에서 $^{252}Cf$ 중성자 표준 선원을 이용해 선량계의 중성자 선량에 대한 반응도의 선형성과 중성자 입사각에 따른 각도의존성을 평가하였고 한국민간항공조종사협회의 협조를 얻어 항공 고도에 선량계를 노출시켰다. 응답 특성 평가 결과, 선형성에서는 각각의 감속재에 대해 모두 상관계수($r^2$)가 0.99 이상으로 높았고 큰 각도의존성을 나타내었다. 또한 예측된 운항 승무원의 중성자 선량과 비적 밀도와의 상관성은 각각의 감속재에 대하여 r=0.486 (HDPE), r=0.241 (PA)으로 낮게 평가되었다. 누적형 중성자 선량계는 개인 피폭 선량 평가에 활용 가능성이 있을 것으로 판단되나 항공 고도에서의 중성자 에너지 스펙트럼을 고려하여 추가적인 연구가 필요하며 노출 시간을 증가시켜 비적 밀도와의 상관성을 보다 면밀하게 평가할 필요가 있다.