• 한국건축시공학회지
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• 제23권4호
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• pp.405-416
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• 2023

최근 중국과 튀르키예에서 발생한 지진과 함께 세계 곳곳에서 지진으로 인한 피해가 발생하고 있으며, 그 피해의 정도 또한 매우 심각한 상황이다. 지진 활성단층에 위치한 우리나라도 더 이상 지진의 안전지대가 아니며, 지진에 대한 선제적 대응이 절대적으로 필요한 시점이다. 정부에서는 기존에 지어진 공공건축물에 대한 내진성능평가, 절차, 내진보강 방법 등을 마련하여 내진설계가 미흡한 시설물에 대한 내진보강을 추진하고 있다. 하지만 민간 소유의 아파트는 강제할 방법이 없고, 사전 연구와 가이드라인의 부족으로 국민 안전을 위한 선제적 조치가 매우 미흡한 실정이다. 국내 주거용 건축물의 약 48%가 30년 이상 된 노후 건축물이며, 그 중 공동주택은 80% 이상으로 그 심각성을 뒷받침하고 있다. 본 연구에서는 건축물의 내진설계 기준을 기반으로 지반 유형, 건물의 중요도, 노후도, 층수 등 공동주택의 내진보강을 위한 총 7개의 주요 영향 요인을 도출하고, 내진보강 우선순위를 보다 간결하고 효율적으로 결정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.277-291
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• 2020

쉴드 TBM은 기존 재래식 터널(Drill and Blast)에 비하여 터널을 굴착하는 지반 및 선형조건에서 적용범위가 넓은 공법으로 대단면, 대심도, 초연약지반에서의 터널링 공법으로 중요성이 부각되고 있으며, 현재 13.3 m의 대구경 slurry 쉴드 TBM이 한강 하부 통과를 위한 시공을 준비하고 있다. 쉴드 TBM은 이수압식과 토압식 쉴드 TBM으로 구분되고, 각각의 특성에 따라 시공 중 관리 항목이 달라진다. 본 논문에서는 연약지반에 주로 시공되는 이수압식 쉴드 TBM을 대상으로 장비형식, 발생기원, 적용 사례 및 트러블 사례를 분석하였다. 또한, 적정 챔버압, 장비 전방으로의 이수 분출(또는 누수)가능성을 토피고 조건에 따라 2D 및 3D 모형실험 실시하였다. 이를 토대로 연약지반 조건에서 이수압식 쉴드 TBM 시공 시 적정 굴진면 토압과 챔버압 예측을 위한 기초 및 참고자료 제공 그리고 토피고 조건에 따른 이수분출 위험 높이를 제안하여 이수분출로 인한 안정성 및 환경요인 저하원인을 최소화하기 위한 방안을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.933-939
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• 2010

얼마전 판교 근교에 위치한 흙막이 가시설 공사에서 가시설 구조물이 붕괴하여 인적 물적 피해가 발생한 사례가 있다. 그러한 사례가 발생되었음에도 불구하고 현재 흙막이 가시설 구조물 붕괴를 미연에 감지하고 조기 대응하는 방식을 자동화 시스템으로 도입 할 것에 대하여 시공사에서 미온적인 태도를 보이고 있다. 이와 같은 대표적인 이유는 제한된 예산과 계측의 불신임이 가장 큰 이유로 알려져 있다. 비록 지반 시설물에 대하여 현재 센서기반 자동화 계측 시스템을 일부 도입하고 있으나, 현재 운영되고 있는 대부분의 시스템은 계측데이터를 분석하고 시설물 내부 위험을 평가하여 관리주체에 보고 하는데는 상당한 시간이 소요되고, 긴급하게 시설물 이상여부를 보고해야 하는 상황에 자동화 계측시스템이 경고 전파를 적절하게 발휘하지 못하는 경우가 비번하게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 기존 지반관련 자동화 계측의 경고전파체계에 관한 문제점을 살펴봄으로써, 보다 적절한 경고전파 시스템을 제안하며, 제한된 시스템은 국부 단일 계측 설비에 적용 가능할 뿐만 아니라, 지반구조물 안전관리에 활용 연계 될 수 있도록 표준 프로토콜 및 네트워크도 제안하고자 한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.45-58
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• 2020

국내 지형특성은 산지의 비율이 높아 토석류로 인한 피해 위험이 높다. 또한 기후변동성으로 인한 게릴라 국지성 호우는 토석류 재해의 발생빈도와 잠재적 위협을 증가시킨다. 토석류는 발생에 대한 예측이 어려워 거동특성을 분석하여 사전에 피해를 예방하는 것이 효과적이다. 본 연구는 공차와 평균경사가 각각 다른 경사지 형상을 FLO-2D를 사용하여 전파면과 경사면에 대해 발생하는 피해규모를 연구하였다. 수치모의를 통해 계산된 유속, 수심, 충격응력, 도달거리, 전파형상을 분석하였다. 수치모의 결과, 평균경사가 낮을수록 경사형상이 토석류 거동에 미치는 영향이 크며, 층격응력, 유속에서 분명한 차이를 나타낸다. 본 연구결과는 산지 주변 구조물 설계 및 시공 시 토석류 발생 피해 및 대비에 대해 참고할 자료가 될 것을 기대한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.76-84
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• 2008

건축물의 지상층 주요구조부인 기둥, 보 및 바닥에 대한 내화성능의 연구는 활발하게 진행되고 있으나, 모든 구조적 하중을 지반으로 전달하는 지하층의 기둥을 비롯한 주요 구조부의 내화성능에 관한 자료 및 연구는 거의 없는 실정이다. 개구부율이 낮은 지하층에서의 화재크기는 지상층 화재보다 열에너지량이 크므로 구조적 붕괴의 위험성은 높다. 따라서 본 논문에서는 지하에 위치된 구조부재에 대한 내화성능의 적정성 평가를 위한 기본 자료 제공을 목적으로 국내외 지하 구조물의 내화법규정을 조사하고, 국내의 기시공된 건축물의 지하층의 구조형식, 구조재료 및 내화피복 현황을 분석하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.25-28
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• 2010

최근 건축물의 초고층화에 따른 커튼월 시공에 따라 유리의 비중이 증가하고 있으나 커튼월 구조는 바람, 지진, 화재에 있어서 취약할 것이라 판단되어 국내외 건축용 유리 및 커튼월의 안전기준에 대한 조사를 실시하였다. 그 결과, 국내의 유리 기준은 단열 및 내풍압 성능에만 집중되어있으며 화재 및 지진, 안전 성능에 대한 기준이 미비한 실정이다. 따라서 국내에 적합한 유리 안전성 평가 프로세스를 구축하기 위한 기초 데이터를 마련하기 위해 유리 내화 실험을 시행하였다. 실험 결과, 일반유리, 복층유리, 강화유리, 접합유리 순의 파열 시간을 가지는 것을 알 수 있었으나 시험체 4개가 화재 초기에 파열되는 것으로 나타나 상층부로의 수직 화재 확대 위험성이 높을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.419-428
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• 2013

이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역의 스터럽 및 띠철근 유무에 따라 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 내진성능을 평가하였다. 총 5개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 시험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고인성섬유 복합모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 섬유의 가교역할로 인한 균열 분산효과로 인하여 균열 제어 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 시공성 및 내진성능을 개선하기 위하여 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체(BCJNSP 시리즈)는 스터럽과 띠철근이 제거 되었음에도 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 전단보강근이 없는 실험체 BCJNS의 1.09~2.03배로 증가하였다. 그리고 고인성섬유 복합모르타르를 사용하여 보강한 실험체(BCJNSP 시리즈)는 표준실험체 BCJC의 최대내력이 0.92~0.96배로 거의 비슷하였고, 에너지소산능력은 최대 1.62배로 크게 증가하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권2호
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• pp.137-145
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• 2020

최근 교량은 장대화, 신공법의 도입에 따른 위험요인의 증가로 교량공사에서의 철저한 안전 및 리스크 관리 체계가 필요하다. 공사 현장 주변에 있는 발주자 건설공사 관련자 및 공사와 관련이 없는 제 3자의 기존 재산에 손해를 발생시킬 수 있어 제3자 피해 손실로 인한 리스크가 명확히 분석되어야 함에도 불구하고 연구가 미비한 실정이다. 본 연구는 교량건설 사업에 대한 국내 주요 보험사의 과거 보험료 지급 실적을 토대로 실제 교량 건설에서 제3자 피해 손실로 인한 손실에 대한 교량건설 특성에 따른 리스크 요인을 분석하고, 정량화된 예측 손실 모델을 개발하고자 하였다. 정량적 교량건설 손실모형 개발을 위해 사고 건당 보험지급액을 총공사비로 나눈 손실비율을 종속변수로 선정하였고, 상부구조, 하부구조, 홍수 및 도급순위가 교량건설 중 제3자 피해에 의한 손실비율에 영향을 미치는 지표로 나타났다. 도출된 결과는 건설프로젝트에 대한 손실 평가 모델 개발에 기존의 프로젝트 내부에서 발생한 손실과 더불어 제3자 피해손실을 고려함으로써 더불어 균형 있는 리스크 평가에 필수적인 지침으로 활용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1105-1123
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• 2018

도심지 터널굴착 시 지반침하는 지반조건, 굴착방법, 지하수 상태, 터널 지보방법 등 다양한 조건이 복합적으로 작용하여 발생할 수 있으며 대표적인 위험요인은 크게 터널굴착에 의한 지반침하와 지표면함몰로 나눌 수 있다. 터널굴착에 의한 지반침하를 예측하기 위해서는 대상구간의 현황 및 시공조건 등을 반영하고 응력 및 변위를 고려한 수치해석을 수행하여야 한다. 그러므로 터널 전체 노선 및 인근 지장물 현황을 포함하는 영역에 대해, 터널 심도가 변하는 다양한 조건을 고려해야 하는 수치해석의 복잡한 과정을 단순화하여 터널굴착으로 인한 지표면 및 심도별 지반침하를 간편하게 예측하고 평가할 수 있는 기법이 필요하다. 본 연구에서는 지하안전영향평가 수행 시 주요 평가항목인 터널굴착으로 인한 지반침하를 연구대상으로 선정하고, 지층조건, 지반특성, 토피고(터널심도) 및 터널 중심선으로부터 횡방향 이격거리와 같은 지반침하 영향요소를 고려한 매개변수해석을 수행하여 심도별 지반침하 특성 및 침하 발생경향을 분석하고, 터널굴착으로 인한 지반침하를 간편하게 예측할 수 있는 침하량 평가도표를 도출하였다. 도출된 침하량 평가도표는 수치해석 결과와 비교 분석을 통해 적정성이 검증되었으며 침하량 평가도표를 이용하여 터널굴착 시 지표침하뿐만 아니라 지중 매설물의 위치와 심도에 따른 침하량을 간편하게 예측하고 평가할 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.92-92
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• 2011

최근 건설기술의 발전과 함께 강재 케이블을 이용하는 시설물의 시공이 점점 증가하는 추세이다. 특히 현수교, 사장교와 같은 초장대 교량에 사용되는 케이블은 주거더 및 상판에 의한 하중의 대부분을 지지하는 핵심부재이다. 하지만 이러한 케이블 부재는 부식, 파단 등으로 인한 단면손실이 발생할 수 있고, 이로 인한 손상부의 응력집중으로 인해 시설물 전체의 붕괴로 이어질 수 있는 위험성을 가진다. 따라서 조기에 단면손실을 찾아 사고를 미연에 방지할 수 있는 강재 케이블 비파괴 검사 기술기반의 건전성 모니터링이 필수적이다. 이러한 효율적인 건전성 모니터링을 위해 스마트 센서를 활용한 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 그중 대표적인 스마트 센서중 하나인 마그네틱 센서는 높은 신뢰도와 어디에나 적용 가능한 재현성 때문에 구조물 건전성 평가에 적용하기 유용한 기술로 그 적용범위가 선박, 항공등으로 점점 넓어지고 있는 추세이다. 마그네틱 센서는 그 적용대상에 따라 다양한 마그네틱 특성을 활용할 수 있는데, 최근에는 투자율 계측을 통해 케이블의 장력 측정이 가능한 Elasto-Magnetic 센서(E/M 센서)가 개발되었고 그 활용성에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 이에 본 연구에서는 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술을 제안하고자 한다. E/M 센서는 본래 케이블의 장력측정을 위해 개발되었지만 본 연구에서는 강재 케이블 부재의 단면손실 검색을 위해 적용하였다. 제안된 기술의 실험적 검증을 위해 E/M 센서를 이용하여 4가지의 다른 직경을 가지는 강봉시편을 E/M 센서헤드의 1차 코일을 통해 자화시키고, 각각의 직경에서 출력전압을 2차 코일을 이용하여 계측하였다. 그 결과 강봉의 직경이 감소함에 따라 출력 전압이 감소함을 보였다. 반복실험을 통해 해상도 및 선형성이 확보되는 최적의 입력전압과 출력전압의 워킹포인트를 선정하였고, 선정된 조건에서 강봉시편을 일정 간격으로 스캔한 결과 단면감소에 따른 선형적인 출력전압 감소와 동시에 단면 변화 지점에서는 추세선에서 크게 벗어난 출력전압 계측값을 나타내었다. 본 실험을 통해 제안된 E/M 센서를 이용한 강재 케이블 모니터링 기술의 유용성 및 적용가능성을 확인할 수 있었다.