• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1103-1108
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• 2012

주증기관은 보일러와 터빈을 연결하는 주요계통이다. 운전조건으로 인한 배관시스템에 손상을 제한 할 수 있기 때문에 수격현상 해석은 중요하다. 배관시스템의 불안정한 유동에 의해 생성되는 수격현상은 압력의 과도한 변화, 진동 및 소음을 일으킬 수 있다. 주증기관 구조는 운전환경아래 압력맥동 및 여러 진동 등을 안전하게 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 정지 및 정상 운전기간 동안 배관에 유입되는 수격현상을 과도조건에 적용하여 ASME 피로수명 방법론과 유한요소해석에 따라 주증기관의 구조건전성을 평가하였다. 계산된 교번응력 및 피로응력 평가 결과, ASME 피로수명의 허용요건을 만족하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.448-454
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• 2020

본 연구는 항공기 운용 중 발생하는 구조결함의 원인을 규명하고 개선형상에 대한 구조 건전성을 확인하고자 한다. 항공기 균열은 Bulkhead 체결구조로서 연료탱크 경계 Web 파열로 인한 연료누유 현상에서 식별되었다. 균열의 특성을 확인하기 위해 파단면을 분석하였고 반복하중에 의해 균열이 진전되어 최종 파단으로 이어지는 피로파괴로 판단하였다. 또한 다중 시작점에서 균열이 시작되는 것으로 소재의 결함이 균열의 주요 원인으로 판단되지 않는다. 항공기 운용 중 발생하는 기동하중에 대한 균열 영향을 확인하기 위해 항공기 지상 및 비행시험을 통해 분석을 수행하였다. 항공기 운용 중 균열 부위의 하중 측정 데이터와 항공기 설계하중과의 비교를 통한 분석 결과 측정하중은 설계 대비 30% 수준으로 파손을 유발할 수준은 아니라고 판단하였다. 항공기 운용 시 진동하중의 원인으로 조립 및 단품 제작공차가 최대 0.06inch 발생할 수 있는 Gap을 검토하였고, 분석결과 균열부위에서 큰 응력인 약 32ksi가 발생하였다. 또한 Pre-Load에 의해 M.S.(Margin of Safety)가 +0.71에서 +0.34로 약 50%이상 감소되는 것으로 확인되어 항공기 설계 하중과 조합 시 균열 가능성이 급격히 증가하였다. 따라서 항공기 균열부위에 대하여 구조 보강 및 Gap 제거를 통해 결함을 개선하였다. 개선형상에 대하여 구조강도 해석 결과 Bulkhead는 허용응력 대비 M.S.가 약 +0.88이고 Fitting 형상은 약 +0.48로서 충분한 마진이 확보되었다. 또한 수명해석 결과 형상 개선 전 수명인 약3,600 시간 대비 개선형상은 약84,000 시간으로서 항공기 설계수명 대비 구조건전성을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.357-363
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• 2005

건축물이 고층이 될 수록 고강도 강재의 사용요구가 증대된다. 그러나 고강도 강재는 일반 강재와는 전혀 다른 기계적 특성을 갖고 있다. 고강도 강재를 건축구조물에 적용하기 위해서는 비탄성 영역에서의 거동이 일반 강재와 동등한가를 확인해야 한다. 본 연구에서는 SM570TMC 강재로 제작된 박스형 및 H형 단면을 갖는 기둥의 국부좌굴강도를 평가하기 위해서 중심압축실험을 세장비를 변수로 수행하였다. 단주압축 실험결과 판폭두께비의 제한치를 만족하는 기둥부재의 최대내력은 국부좌굴에 의해 결정되며, 판폭두께비를 만족시키지 못하는 경우에는 최대내력에 도달하기 전에 국부좌굴이 발생되었으나 급격한 내력저하는 발생되지 않았다. 장주압축 실험결과 SM570TMC 강재는 허용응력도 설계법과 한계상태 설계법에서 정하고 있는 설계기준을 만족하였다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.345-350
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• 2009

경주-감포간 국도건설공사 중 양북터널의 종점부측은 산악지형으로 도로가 산지의 사면으로 통과하기 때문에 대절토 구간으로 이루어져 있다. 이 구간에 사면안정공법으로 PAP옹벽을 설치하였다. 옹벽을 설치한 후 6개월 정도가 지나면서부터 PAP옹벽의 앵커체 일부가 파단되었다. 즉시 계측기를 추가 배치하고 응급조치를 한 다음 지금까지의 계측기록으로 역해석을 실시하였다. 동시에 앵커체의 정착부를 확인하기 위한 지층조사와 앵커체의 이상여부를 확인하는 인장시험을 실시하였다. 역해석 결과 당초 설계에 적용한 토질정수의 90%를 적용함이 타당한 것으로 나타났다. 이를 근거로 재설계를 시행하였으며, 재설계의 결과는 당초 허용응력 306 kN이던 앵커체를 591 kN 및 784 kN의 앵커체로 교체하고, 정착부의 위치를 당초 11.0 m에서 23.0 m를 증가시켰다. 앵커체를 교체한 후 약 5개월 정도가 지난 지금까지의 계측 결과는 안정된 상태를 보여주고 있다. 이 사례는 대형사고로 이어질 수 있었던 사례를 신속하고 정확한 조치로 사면을 안정화시킨 사례이다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.155-161
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• 2000

터널공학에 있어서 지보시스템에 가해지는 최종 하중을 제어하기 위한 지보의 거동에 관한 많은 연구가실시되었다. 기술적으로 타당한 설계와 안전율이 확보된 경제적인 시공을 위해서는 해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 굴착과 보강의 일련의 시공과정에 대한 역학적인 이해가 필요하며 암반-지보 반응거동에 대한 규명이 이루어 져야 한다. 암반과 지보의 거동에 관한 대부분의 연구는 단순화한 가정에 의한 이론적 해석이 주를 이루고 있다. 또한 터널 주위의 암반 조건에 따른 명확한 기준이 없어 터널 설계시 어려움이 많다. 본 연구에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 암반조건에 따른 해석을 실시하여 암반-지보 반응곡선을 구하였다. 실제 시공과 유사한 조건을 부여하기 위해 암반등급과 측압계수를 달리하여 해석을 실시하였다. 그 결과 암반조건에 다른 암반-지보 반응곡선의 nomogram을 도출하였으며, 이는 설계 초기에 지보압 및 터널의 허용변위에 대한 효율적인 예측을 실시하는데 있어 유용할 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.403-409
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• 2000

터널공학에 있어서 지보시스템에 가해지는 최종 하중을 제어하기 위한 지보의 거동에 관한 많은 연구가 실시되었다. 기술적으로 타당한 설계와 안전율이 확보된 경제적인 시공을 위해서는 해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 굴착과 보강의 일련의 시공과정에 대한 역학적인 이해가 필요하며 암반-지보 반응거동에 대한 규명이 이루어져야 한다. 암반과 지보의 거동에 관한 대부분의 연구는 단순화한 가정에 의한 이론적 해석이 주를 이루고 있다. 또한 터널 주위의 암반 조건에 따른 명확한 기준이 없어 터널 설계 시 어려움이 많다 본 연구에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 암반조건에 따른 해석을 실시하여 암반-지보 반응곡선을 구하였다. 실제 시공과 유사한 조건을 부여하기 위해 암반등급과 측압계수를 달리하여 해석을 실시하였다. 그 결과 암반조건에 다른 암반-지보 반응곡선의 nomogram을 도출하였으며, 이는 설계 초기에 지보압 및 터널의 허용변위에 대한 효율적인 예측을 실시하는데 있어 유용할 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.395-402
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• 2007

허용응력설계법과 강도설계법으로 설계된 강합성 플레이트 보강형과 콘크리트 보강형으로 구성된 장대교량인 복합사장교의 확률적 위험도 평가를 수행하였다. 최대 축력, 전단력 및 정 부모멘트 발생단면에 기초한 위험단면에 대해 AFOSM 알고리즘과 시뮬레이션기법을 사용하여 케이블, 주탑, 보강형 및 강-콘크리트 접합부의 요소신뢰성을 평가하였다. 체계신뢰성해석을 위해, 케이블, 주탑 및 콘트리트와 강합성 보강형으로 구성된 복합사장교의 시스템을 조합 파괴모드로 모델링하였으며, 이를 통해 전체 구조시스템의 파괴확률과 신뢰성지수를 산출하였다. 본 연구를 통해 복합사장교의 거동특성에 기초한 파괴모드를 제안하였고 위험도평가 방법으로서 부분 ETA기법의 효용성을 확인하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권2호
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• pp.29-40
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• 2018

Strength design wind loads for the wind resistance design of structures shall be evaluated by the product of wind loads calculated based on the basic wind speed with 100 years return period and the wind load factor 1.3 specified in the provisions of load combinations in Korean Building Code (KBC) 2016. It may be sure that the wind load factor 1.3 in KBC(2016) had not been determined by probabilistic method or empirical method using meteorological wind speed data in Korea. In this paper, wind load factors were evaluated by probabilistic method and empirical method. The annual maximum 10 minutes mean wind speed data at 69 meteorological stations during past 40 years from 1973 to 2012 were selected for this evaluation. From the comparison of the results of those two method, it can be found that the mean values of wind load factors calculated both probability based method and empirical based method were similar at all meteorological stations. When target level of reliability index is set up 2.5, the mean value of wind load factors for all regions should be presented about 1.35. When target level of reliability index is set up 3.0, wind load factor should be presented about 1.46. By using the relationship between importance factor(conversion factor for return period) and wind load factor, the return periods for strength design were estimated and expected wind speeds of all regions accounting for strength design were proposed. It can be found that return period to estimate wind loads for strength design should be 500 years and 800 years in according to target level of reliability index 2.5 and 3.0, respectively. The 500 years basic wind speed map for strength design was suggested and it can be used with a wind load factor 1.0.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3A호
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• pp.235-241
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• 2009

PSC 거더교는 타 공법에 비해 매우 경제적인 교량 형식이지만 국내에서는 PSC 빔 표준도에 근거하여 도로교의 경우 25~35 m 경간에 주로 적용되어 왔다. 이러한 경간상의 제약사항을 극복하기 위해 다양한 신형식 거더교들이 개발되었지만 주로 50 m 이하 경간에 적용되고 있는 실정이다. 따라서, 이 연구에서는 PSC 거더교를 50 m 이상의 경간까지 확장할 수 있는 장경간화 기법들을 재료, 설계 및 시공 측면으로 나누어 분석함으로써 장경간화의 가능성을 고찰해 보았다. 이 때 각 기법이 경간 증가에 미치는 기여도를 일목요연하고 용이하게 평가할 수 있는 방법론을 제안하였다. 제안된 방법은 허용응력 설계법에 근거한 PSC 거더의 단계별 안전성 평가식을 프리스트레싱 텐던의 개수와 경간의 관계를 나타내는 그래프로 치환하여 설계 가능 영역을 찾아내는 방식이며, 일반 PSC 거더, 다단계 긴장식 PSC 거더, Decked PSC 거더로 구분하여 수식을 전개하였다. 후속 논문에서는 이를 실교량 예제에 적용하여 경간 증가량을 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.33-40
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• 2010

본 연구에서는 강재스트립 보강재에 지지부재가 결속된 형태의 보강재에 대하여 인발시험을 수행하였으며, 인발시험결과와 기존에 제안된 지지저항 평가식에 의한 결과를 비교함으로서 인발변위 50mm일 때의 인발력과 최대 인발력에 의한 지지부재의 지지저항 특성을 평가하였다. 인발변위 50mm일 때의 인발력 적용에 의한 지지저항응력(${\sigma}^{\prime}_b$)은 수직응력 증가에 따라 전면전단파괴에서 펀칭전단파괴로 근접하였으며, 지지부재 개수의 증가에 따라서는 펀칭전단파괴에서 전면전단파괴로 근접하는 것으로 확인되었다. 최대 인발력을 적용한 지지저항응력(${\sigma}^{\prime}_b$) 은 수직응력 조건 및 지지부재 개수와 관계없이 전면전단파괴에 근접하였지만, 보강토옹벽의 허용변위를 고려한다면 설계 적용에는 무리가 있을 것으로 분석되었다. 그리고 Prandtl의 소성이론 및 원주공동확장이론에 의한 이론식을 이용한 지지저항 평가는 인발시험결과가 Prandtl의 소성이론을 이용한 예측결과에 보다 가까운 것으로 확인되었다. 또한 Prandtl의 소성이론 및 원주공동확장이론을 이용한 지지저항 평가모델은 전면전단파괴와 펀칭전단파괴모델 사이에 위치하는 것을 확인하였다.