• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2012

막구조(Membrane structure)란 건축분야에서 "fabric structure" 또는 tension structure"와 같이 사용되는 용어로 코팅된 직물(coated fabrics)을 주재료로 사용하는 구조를 말한다. 특히 구조체로서 연성의 막을 이용 이것에 초기 장력을 주어 강성을 늘림으로서 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 장점을 갖고 있다. 초기 창안된 독일의 온화한 기후에 적용되는 반면 한국이나 일본에는 60m/sec를 넘나드는 태풍의 피해와 많은 적설량을 보이는 기후적 제약으로 발달되지 못하였다. 그러나 최근 새로운 소재의 막구조 제품 개발과 구조해석 방법 및 시공기술 등이 개발되어 보편화되어지고 있는 실정이다. 막구조용 재료로 사용되는 섬유소재는 주로 Polyester직물을 기재로 한 PVC 코팅 제품으로 일반 PVC 막재는 장력이 약하고, 광선에 의한 물성이 쉽게 변화되어 내구연한이 5~15년에 불과하다. 유리섬유나 아라미드섬유 등으로 제직한 기재에 고내열 실리콘이나 PTFE 수지를 코팅한 제품은 약품에 대한 내구성이 높고 자외선에 대해서는 매우 큰 저항성을 가지기 때문에 내구연한이 10년에서 30년 까지도 향상된다. 그러나 실리콘 코팅막은 세계적으로 가장 좋은 막재로 알려졌으나 자정능력(Self Cleaning)에 문제가 발생되어 사용량이 감소 추세라고 할 수 있다. 일반적인 코팅 가공의 경우 MEK, Toluene, DMF 등과 같은 유기용제를 다량 사용함에 따라 작업환경 및 대기오염, 화재 위험 등의 문제점이 있으며 특히 가공시 잔류되는 유기용제의 심각성이 대두되고 있는 상황이다. 이와 같이 코팅 가공제 자체를 친환경적인 물질로 대체하여 각종 환경규제에 대응하고 유해 폐기물의 발생을 줄일 수 있는 코팅 가공제 및 가공기술 개발이 절실하다. 이에 본 연구에서는 Glass-Fiber, Aramid 등의 슈퍼 섬유와 고 강력 섬유 등을 이용하여 PTFE 코팅제품과 비슷한 수준의 성능을 부여하는 무용제형 실리콘 코팅 수지를 개발하고 내구성능 향상, Self Cleaning성, 난연성, 자외선 차단, 인장강도 및 인열 강도의 향상 등 다양한 기능성을 부여하는 최적의 환경 친화적 코팅 공정 기술을 개발하여 차세대 건축용 막구조 제품을 개발하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.90-90
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• 2011

최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.215-215
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• 2011

1996년도 UN해양법협약의 발효와 각국의 배타적 경제수역(EEZ) 선포로 연안역에 대한 관심이 국제적으로 고조되고 있는 가운데 우리나라에서도 연안역 관리법(가칭)이 제정되었다. 국토해양부는 연안역 공간이용 효율성 극대화와 부존 해양자원의 치계적인 개발과 보전을 위하여 연안역 관리법을 특별법으로 제정하였으며 1998년 중에 시행령 등 하위법령을 제정해 시행키로 하였다. 이 이후로도 연안역 특별법에 대한 연구는 계속 진행중이며, 현제 연안역은 연안어업, 수산양식장, 모래채취, 염전, 해수욕장, 관광지, 해양시설, 간척, 매립지, 공업단지 등으로 많이 이용되고 있다. 그러나 연안역 안전시설에 대한 상세 설계기준 및 시공에 대해서는 자세히 다루고 있지 않다. 연안역은 관광객이 증가하면서 안전시설과 구난장비의 미비한 실정으로 인해 인적 물적 피해가 빈번히 발생 증가하고 있는 것으로 나타나고 있다. 안전사고의 다발지역을 분석해 보면 관광객으로 인하여 방파제 주변에서의 안전사고가 증가하고 있는 상황이며, 이로 인한 인명피해도 증가하고 있다. 방파제에 대한 안전사고를 막기 위하여 우선적으로 방파제에 대한 안전사고를 해결하고자 인명피해를 막는 구난시설들에 대한 간격 등의 기준을 제시하였다. 다른 지역에 비하여 연안역은 파도에 의하여 사람이 떠내려가는 것을 고려하여 구난시설의 간격을 해안이나 다른 안전시설에 비하여 더 짧게 하였으며, 구난시설이 피해자에게 빠르게 전달되고자 멀리 던진 수 있으며, 구난시설을 잡음과 동시에 숨을 쉴 수 있는 여건이 조성되도록 연구하였다. 안전사고를 효율적으로 방지하기 위하여 인간공학을 접한 안전시설을 연구를 하였다. 인간공학이란, 인간의 행동, 능력, 한계, 특성 등에 관한 정보를 발견하고, 이를 도구, 기계, 시스템, 과업, 직무, 환경의 설계에 응용함으로 인간이 생산적이고 안전하며 쾌적하고 효과적으로 이용할 수 있도록 하는 것이다. 인간공학은 인간이 사용할 수 있도록 설계하는 과정에 있어 인간의 활용성 및 편리성을 증대하는 학문으로 보며, 설계초기 단계에서부터 인간의 요소의 체계적인 고려를 필요로 하게 되었다. 이 논문은 과거에 일어났던 사고사례들을 주시하면서 앞으로의 미래에 똑같은 사고사례가 발생하지 않도록 예방하이 위하여 인간공학과 안전시설을 통하여 연안역의 안전시설의 설치기준에 도움이 되는 자료를 제공하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2803-2809
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• 2009

국내 건설업계는 자체 엔지니어링 기술 확보 및 높은 수준의 건설사업 관리기술의 보유와 더불어 사업초기 단계에서 해당 프로젝트의 경제적 타당성 평가를 수행할 수 있는 능력이 절실히 요구되어진다. 시설물의 설계 및 시공 기술은 최근의 국제 시장에서 수주를 위해서는 반드시 필요한 부분이며 수익을 창출할 수 있는 사업수행을 위해서는 사업초기단계부터 사후유지관리까지의 연속적인 건설사업 관리기술이 요구되어진다. 건설사업 관리기술은 프로젝트 시작단계에서부터 운영 유지관리 단계까지 단계별로 발생하는 비용에 대해 얼마나 경제적이고 효율적으로 관리하느냐에 따라 프로젝트의 성공여부를 결정짓는 역할을 한다. 이러한 단계별 비용항목의 체계적인 분석을 위해 본 연구에서는 국내 하수처리장을 대상으로 프로젝트 전반에 걸친 비용흐름 및 요소를 조사하였다. 특히 국내 하수처리시설의 유지관리비 DB를 조사하여 데이터 모델링을 수행하였고, 실적 DB의 불확실성을 고려하여 불확실성 해소를 위해 몬테카를로 시뮬레이션 방법을 이용하여 타당성 평가를 위한 평가 목적별(처리공법, 운영 주체 등) 유지관리비 예측 추세선을 제시하고자 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.503-511
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• 2001

건물의 내진성을 향상시키는 방법으로 전단벽과 가새 등의 내진요소가 사용된다. 대부분 철근콘크리트 건물에서는 철근콘크리트 전단벽이 철골건물에서는 철골가새가 내진요소로 사용이 되고 있다. 그러나 철근콘크리트 전단벽은 시공이 어렵고 원하는 소성 영역에서 연성(ductility)과 에너지 흡수능력을 만족시키기 어렵다. 강도와 강성이 매우 높고 연성이 우수하며, 자중이 작아서 전단벽의 재료로서 적합하다고 판단된다. 안정적인 거동을 하도록 박강판의 양면에 리브판을 보강하는 방법을 채택하였다. 실험은 강판벽의 폭높이비(D/H) 리브보강형태, 재하이력 등을 변수로 하여 수행하였다. 실험결과로 부터 강판벽의 제반 복원력특성을 분석 고찰하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.177-177
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• 2011

현재 대부분 사용되는 지하매설물용 뒤채움재는 다짐공법을 많이 사용하고 있으며, 실제로 이러한 방법은 부적절한 다짐으로 인해 침하 및 내구성 저하로 인해 파손을 초래하는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결 할 수 있는 하나의 대안으로 유동성 뒤채움재를 이용할 수 있다. 유동성 뒤채움재는 초기 유동성, 시간에 따른 자기 강도 발현 무다짐공법 적용 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현장발생토사, 정수장슬러지 및 폐타이어분말 등 재활용 재료를 이용한 유동성 뒤채움재의 기본물성을 평가하였다. 각각의 재활용재료에 대한 입도 및 비중을 평가하였고, 최적배합설계를 결정하였으며, 모형 시험과 유한요소 해석을 위한 기본 물성값을 위해 일축압축시험, 삼축압축시험, 공진주시험 등을 수행하였다. 최적배합설계를 산정하는 과정에서 수행한 실험중 대표적인 시험으로 자가수평능력 및 자기다짐등에 필요한 유동성을 판단하는 Flow시험(ASTM D 6133) 결과 기준으로 정한 20cm이상의 값을 얻을 수 있었으며 일축압축강도의 경우 시공 후 유지 보수가 용이한 강도인 $3.0kg/cm^2{\sim}5.6kg/cm^2$이하로 설계하였으며 28일재령 일축압축강도 결과 $3.15{\sim}3.74kg/cm^2$라는 유지보수에 적당한 결과값을 나타내었다. 이 배합이 현장에서 사용이 가능하다는 것으로 판단하고 현장모형시험과 유한요소해석를 통하여 현장에서 사용하였을 때 관의 변형과 관에 작용하는 하중변화를 확인하고 현장모형시험과 유한요소해석 간의 상관관계를 규명하였다. 현장 모형 시험은 현장과 비슷하게 제작된 모형을 이용하였으며 최대한 현장과 비슷한 조건에서 뒤채움재를 타설과정 중과 타설이 완료된 상태에서 7일 양생 후 하중재하와 같이 두가지 경우에서 수직 수평토압, 관의 수직 수평변위, 관의 종단변형을 측정하였다. 유한요소해석 프로그램은 Midas GTS를 이용하여 실시하였으며 관의 변형률, 유효응력을 측정하여 규명하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.23-31
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• 2011

국내에서 1990년대 설계된 철근콘크리트 내력벽시스템으로 설계된 공동주택에 대한 내진 성능평가를 연구하기 위하여 실제 시공된 13개 건물의 도면을 수집하고 해석을 수행하였다. 내진성능을 평가하기 위하여 FEMA 356과 FEMA 440에 따라 산정하였다. 요구곡선을 위하여 내진설계 스펙트럼은 건축구조설계기준(2009년)에서 정한 값을 사용하였다. 각 건물에 대하여 인명안전과 붕괴방지의 수준에 대한 성능점을 산정하였다. 붕괴방지수준에 대하여 성능점에 도달할 때의 부재의 상태를 확인하여 본 결과, 총 13개중 9개(약70%)의 건물의 연결보와 벽체에 붕괴방지 수준 이상의 손상이 발생하였으며, 내력벽보다 연결보에서 손상이 더 크게 나타났다. 또한 본 연구에서 산정한 성능점과 주기의 상관성을 고찰한 결과, 반비례의 상관성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.361-373
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• 2009

유전자 알고리즘을 이용한 닐센아치교의 최적설계기법을 이 논문에서 제시하였다. 설계 매개변수로는 닐센아치교의 아치-라이즈비와 강중비에 대해서 최적화기법을 적용하여 각각의 거동을 분석하고, 적정성을 평가하여 최적의 매개변수 값을 결정하였다. 매개변수의 결정은 구조물의 안전성과 사용성 그리고 경제성에 중요한 설계인자로서 정형화가 요구된다. 이를 위해 최적화 기법으로 전역 최적해 탐색능력이 우수한 유전자 알고리즘을 사용하였으며, 설계 목적함수로는 구조물의 총 중량을 사용하였고, 제약조건으로는 변위, 응력, 시공성 제약조건을 두었다. 구조해석은 미소변위이론에 의한 탄성해석을 수행하여 유전자 알고리즘과 조합하여 병렬연산으로 수행시간을 단축시켰다. 이 연구에서 개발된 최적설계기법을 사용하여 최적의 아치-라이즈비와 강중비, 최적설계영역을 제시 하였으며 실무에 적용할 수 있도록 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.17-20
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• 2008

본 연구에서는 강-프리스트레스트 콘크리트(PSC) 복합 보의 연결부 거동과 시공성을 향상시키기 위해 perfobond rib를 적용한 연결부를 제안하였으며, 보 실험을 통해 제안된 연결부의 성능을 검증하였다. 강 플레이트 상 하면에 perfobond rib로 이루어진 연결부를 이용하여 중앙에 위치한 강형부와 지점에 위치한 PSC형부를 연결한 3.9m 길이의 보 실험체 3개를 제작하여 재하실험을 수행하였다. 재하실험 결과, 제안된 연결부를 갖는 보 실험체는 PSC형부의 파괴에 의해 전체 보 부재의 파괴와 극한강도가 지배된다. 또한, 균열의 진전형상과 초기강도, 극한강도 도달까지의 하중저항능력을 분석한 결과, perfobond rib를 적용한 연결부는 기존의 stud를 적용한 연결부만큼 구조적으로 우수한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.41-48
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• 2006

Crib wall은 헤더와 스트레처를 사용하여 옹벽의 골조를 축조하는 격자형 조립식 옹벽공법의 일종이다. 이 공법에서는 부재의 교차에 의해 생긴 격자 안에 자갈로 채움을 실시하여 옹벽의 중력을 유지하게 된다. 따라서 일반 옹벽에 비해 시공속도가 빠르며 경제적이다. 더불어, 옹벽의 배수 능력이 뛰어나며, 전면에 식생이 가능하다는 점을 들어 환경친화적인 장점도 강조되어 왔다. 그러나 Crib wall 시스템에서는 개별 부재 사이의 상대적인 움직임을 허용하며 채움재의 자중이나 외부하중에 의해 채움재에 응력 재분포가 발생한다. 이 때문에 콘크리트 옹벽과 같은 일체식 옹벽과는 토압의 분포에 있어 차이가 있다는 사실이 인식되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Crib wall의 토압특성을 관찰하기 위하여 축소된 모형을 이용한 재하시험을 실시하였다. 토압 특성은 6개의 특정한 높이에서 계측되었으며 이를 이용하여 위치별 토압의 분포 형태를 예측하였다. 시험결과는 기존의 이론식 및 일체식 옹벽과 비교되었으며 차이점에 대해 고찰하였다.