• 한국안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.171-179
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• 2005

건물의 마감재료가 화재에 노출될 때 그 마감재료의 역할을 이해하는 것은 필수적이다. 실물화재실험을 통해서 재료의 성능을 평가하는 것이 가능하다. 그러나 실물화재 실험 시 소요되는 시간과 높은 비용으로 인해 실물 화재 실험이 수행되는 경우는 드물고 대신 컴퓨터 화재 시뮬레이션이 개발되어 왔다. 컴퓨터 화재 시뮬레이션에서는 초기입력 데이터로서 점화 버너의 화염으로부터의 Heat Flux Map이 요구된다. 현재까지의 연구에서는 열전대 혹은 열유속 센서와 같은 실험장치의 제한으로 인해 $10kW/m^2$간격의 Heat Flux Map이 나와있을 뿐이고 공간적으로 더 상세한 Heat Flux Map은 없는 실정이다. 화재 시뮬레이션의 성능을 증가시키기 위해서는 점화 버너로부터의 정확하고 상세한 Heat Flux Map이 필요불가결하다. 본 연구의 목적은 적외선 카메라로부터 얻어진 표면온도를 이용하여 벽에서 점화 버너 화염에 대한 Heat Flux Happing Procedure를 개발하는 것이다. 높은 수준의 공간적 해상도는 적외선 카메라로부터 제공된다. 개발된 Heat Flux Mapping Procedure를 증명하기 위해서 ISO 9705 점화버너를 이용해서 실험이 행해졌다. 실험 결과를 통해 개발된 Heat Flux Mapping방법의 열유속 해상도와 공간적 해상도가 얻어졌다. 또한 그 실험 결과가 현재 쓰여지고 있는 Heat Flux Map과 비교되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.557-566
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• 2002

본 논문은 4개의 철골모멘트 접합부에 대한 반복재하 실물대(實物大) 실험결과를 요약한 것이다. 주요 실험변수는 기둥과 보의 접합방식 (볼트접합 대 용접) 및 패널존의 강도 (강한 패널존 대 중간강도 패널존)이다. 중간 패널존 강도를 갖는 시험체는 패널존과 RBS 영역 모두에서 균형잡힌 방식으로 에너지가 소산되도록 고려하여 설계된 것으로 패널존 보강비용을 줄이고자 시도한 경우이다. 보웨브가 용접으로 접합된 경우의 시험체들은 특별연성모멘트골조에 요구되는 충분한 접합부 회전성능을 보여 주었지만, 웨브를 볼트로 접합한 시험체들은 스캘럽을 가로지르는 보플랜지의 조기 취성파괴로 인해 열등한 내진성능을 노출하였다. 보웨브를 볼트로 접합하면 비용을 줄일 수 있으나 원래 보단면의 전소성모멘트를 기둥에 전달하기 어려운 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용된 것과 같이 양질의 용접시공에 의해 일단 그루브 용접부 자체의 취성파괴 문제가 해결되고 나면, 용접접근공내에 위한 보플랜지 모재의 파단이 다음의 문제로 대두됨을 알 수 있다. 용접접근공 내의 보 플랜지 파단문제를 역학적인 측면에서 이해하는데 도움이 되는 해석적 연구도 수행되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.413-418
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• 2016

최근 한중, 한일 해저터널과 같은 대규모 프로젝트가 구체화되고 있으며, 해저터널에 대한 관심이 높아지고 있다. 해저터널은 일반 지상터널에 비해 열차화재에 따른 대규모 피해가 발생할 수 있으며, 기존의 일반터널 방재설계 이외에도 효율적인 소화방안에 관한 연구가 필요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 열차화재를 구난역에서 신속하게 진압하기 위하여, 일반적인 포 소화설비를 개량한 '압축공기포(CAF) 소화설비'를 활용한 실물 화재실험을 7차례 수행하였다. 실험은 가상의 터널에 구난역을 설치하고 KTX 열차의 1 량 규모의 가상열차를 대상으로 실시하였다. 압축공기포를 화원에 직접 분사한 경우에 햅탄(Heptane) 원료 30 L의 가연물을 1분 이내에 소화시켰다. 본 실험 연구를 통하여 해저터널 구난역 열차화재 소화설비에 압축공기 포 소화설비가 적합한지 확인하였으며, 해저터널 외에 일반터널에서도 CAF가 갖는 장점을 활용하여 빠르고 손쉬운 소화가 가능하도록 노즐 각도 및 설치위치 등을 변경하여 소화수와 소화약제를 최소화하기 위하여 추가로 실험 연구를 진행해야 한다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.23-32
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• 2006

본 연구는 현재의 강도로교가 대규모화, 장지간화 되어가는 경향에 비추어 사용이 증대될 것으로 기대되는 강바닥판교에서 기존에 발생하는 문제를 최소화하여 최적의 강바닥판 시스템을 개발하기 위한 연구의 일부분으로 수행되었다. 이를 위하여 국내외의 여러 가지 종리브 횡리브 연결 상세 중, 유한 요소 해석 결과를 분석하여 국내의 강도로교 상세부 설계지침 상에서 제시하고 있는 폐단면 종리브 표준형태와 유럽에서 널리 사용되고 있는 토끼형(rabbit type) 상세를 대상으로 개선 상세가 적용된 3차원 실물 모형체를 제작하여 정적 및 일정 진폭 피로 실험을 수행하였다. 강바닥판 시스템에서 흔히 나타나는 스켈럽 하부 곡률부에서의 균열이 전혀 발생하지 않은 것으로 보아 내부 다이아프램의 효과가 충분히 검증되었다. 또한 국내형 상세와 유럽형 상세의 경우 피로강도 측면에서는 큰 차이를 보이지 않았으나 용접 끝단의 마무리가 피로강도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 스캘럽의 형상, 내부 다이아프램 설치 및 완전 용입 용접 등의 효과는 피로강도를 부분적으로 향상시켰지만, 피로강도를 더욱 향상시키기 위해서는 용접의 품질 관리 방안이 강구되어야 할 것으로 판단된다. 실험에서 얻어진 결과는 실제 강바닥 설계를 위한 최적의 상세에 적용시키고자 하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.89-96
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• 2010

본 연구에서는 건축외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 화재위험성을 평가하기 위하여 외장재 실물 연소실험을 실시하였다. 그 결과 알루미늄복합패널의 빠른 화재확산을 보였으며, 이는 알루미늄 복합패널에 내장된 폴리에틸렌이 연소되면서 화염의 수직확산이 급격히 일어난 것이다. 본 실험에서 알루미늄복합패널의 최고 열방출률은 1,144kW로 나타났으며, 열전대에 의해 측정된 표면온도는 알루미늄의 용융점인 $660^{\circ}C$를 넘는 최고 $903.3^{\circ}C$ 이상 상승하였다. 그러므로 알루미늄복합패널의 화재는 상층으로의 급격한 연소확대나 개구부를 통한 내부로의 화재확산에 의한 큰 피해를 줄 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실물실험에서 얻어낸 결과는 향후 알루미늄복합패널의 모델링 구현과 비교함으로써 알루미늄복합패널의 화재 확산 예측에 적용 될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.267-272
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• 2010

전 세계적으로 수많은 고층 건축물이 건설되고 있다. 건축물의 높이가 높아질수록 비상시 필요로 하는 유효 피난길이와 총 피난시간은 점점 길어진다. 일반적으로 건축물에서의 피난은 지상층의 안전한 공간으로 대피하는 것을 의미하는데 고층 또는 초고층 건축물의 대규모 수직적 공간에서는 하향식 피난뿐만 아니라 상향식 피난도 고려되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 고층 아파트 1개소를 선정하여 수직적 이동방향에 따른 실물 피난실험을 실시하여 피난특성을 관찰하였다. 본 실험에서 피난자 개개인의 특성을 파악하기 위해 피난자들이 지상층에 도착하자마자 설문조사를 실시하여 피난행동간 개인 고유의 행동데이터를 수집하였고 이를 PASW 18을 활용하여 통계적 해석을 실시하였다.

• 항공우주기술
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• 제6권1호
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• pp.128-135
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• 2007

분사기 헤드에 설치된 분사기 수를 바꾸어가며 실물형 가스발생기의 연소 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 가스발생기에 공급되는 총 추진제의 유량은 같으면서 분사기당 유량이 달라지는 실물형 가스발생기 3대가 사용되었다. 각 가스발생기에는 13개, 19개, 37개의 내부 혼합형 이중 스월 분사기가 배치되었다. 연소시험 결과, 13개, 19개 분사기를 장착한 가스발생기는 축방향 공진주파수에 해당하는 섭동이 발생하지 않았지만, 37개 분사기가 장착된 가스발생기의 경우 강도가 작긴 하지만 축방향 공진주파수에 해당하는 압력 섭동 현상이 나타나고 있다. 분사기 수가 증가할수록 연소실내의 온도 분포 편차는 점차 작아지지만, 분사기 LOx post의 손상은 증가하는 결과를 나타내었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.183-183
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• 2011

전 국토의 65%가 산악지형으로 이루어져 있는 우리나라는 도로개설 및 산업기지 건설, 대규모 주택단지 개발 등으로 자연사면을 변형시키는 규모나 빈도가 증가하고 있고, 최근에는 기상이변에 의한 집중호우가 빈번히 발생하여 절토사면에서 낙석이 발생할 위험이 점점 높아지고 있는 실정이다. 낙석방지를 위한 대책공법으로는 낙석방지 망, 낙석방지 울타리 등이 있으며 이중에서 낙석방지 울타리는 국내의 국도 낙석방지 대책공법 중 70% 이상을 차지하고 있다. 그러나 국내 설계지침에는 낙석방지 울타리에 대한 다양한 성능등급과 성능평가를 위한 표준화된 시험방법이 제시되어 있지 않아 현장여건을 고려하여 적절한 낙석방지 울타리를 선정하고 낙석방지 울타리들의 성능을 비교검토하기에 어려움이 있다. 유럽의 경우 유럽연합 출범이후 낙석방지 시설에 대한 통합기준의 필요성이 대두되어 유럽 여러 나라의 성능평가 방법과 스위스의 설계지침을 고려하여 2008년에 유럽 통합 지침인 ETAG 27을 제정하였다. ETAG 27에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~4,500kJ이상 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별로 Service Energy Level과 Maximum Energy Level에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험과 구성요소에 대한 검증시험을 수행하도록 되어있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 미국의 경우에는 주별로 상이한 설계기준으로 인하여 발생하는 문제를 해소하기 위하여 2003년에 스위스의 설계지침을 준용하여 통합기준인 NCHRP Report 20-07을 결정하였다. NCHRP Report 20-07에는 낙석방지 울타리의 성능등급이 100kJ~5,000kJ까지 9등급으로 분류되어 있고 성능등급 별 낙석질량이 규정되어 있으며 등급별 낙석에너지의 50%와 100%에 대하여 실물시험을 통한 성능평가 시험을 수행하도록 되어 있다. 실물시험은 낙석에너지의 산정과 낙석질량의 타격위치를 정확하게 결정할 수 있는 방법을 이용하여 수행토록 규정되어 있다. 낙석방지 울타리에 대한 국내 설계지침과 유럽과 미국의 설계지침을 비교분석하고 국내에서 수행된 실물실험을 통한 성능평가 연구결과를 검토하였다. 또한 구성요소의 역학적 특성변화가 전체 시스템의 성능에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국내 설계 지침에 제시된 낙석방지 울타리에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 성능평가를 수행하였다. 이러한 연구결과에 근거하여 국내 설계지침은 현장여건에 따라 적절한 낙석방지 울타리를 선정할 수 있도록 다양한 성능등급을 규정하고, 낙석방지 울타리의 성능을 합리적으로 비교검토 할 수 있게 하는 표준화 성능평가 시험방법과 평가기준을 정립하며, 구성요소의 품질에 대한 신뢰성을 확인하는 구성요소의 검증시험을 포함하는 방향으로 개선될 필요가 있는 것으로 조사되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.417-428
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• 2011

강구조 설계는 재료의 비탄성 변형능력을 활용하는 정도에 따라 탄성설계법, 소성설계법, 내진설계법으로 대별할 수 있다. 현재 국내외 강구조 설계기준에서는 항복강도 450MPa를 초과하는 고강도강재에 대해서는 비탄성 변형능력에 대한 우려와 국부좌굴 및 횡좌굴 거동에 대한 실험자료의 부족으로 소성설계의 적용을 금하고 있다. 본 연구에서는 일반강재를 대상으로 개발된 현행 강구조설계기준의 플랜지 판폭두께비 제한식을 최근에 개발된 고강도강재인 HSB800에도 그대로 확대 적용할 수 있는지 여부를 확인하고 고강도강 휨부재의 국부좌굴 및 비탄성거동을 파악하기 위한 실물대실험을 수행하였다. HSB800 및 SM490A(비교강종) 강재로 조립된 H형강 휨부재를 각각 5개씩 총 10개의 실험체를 제작하고 실험하여 비교분석하였다. 모든 SM490A 비교실험체는 설계기준 상의 판폭두께비에 따른 요구강도와 연성능력을 충분히 발휘하였다. HSB800 실험체 역시 강도 발현의 측면에서는 매우 만족스런 성능을 발휘하였다. 즉, 비콤팩트 및 세장판 요소 플랜지를 지닌 실험체에서도 소성모멘트를 충분히 상회하거나 이에 육박하는 강도가 발현되었다. 이는 현행 판폭두께비 제한규정을 HSB800 고강도강에 그대로 적용해도 강성과 강도 확보를 목표로 하는 모든 탄성설계에 충분히 보수적으로 적용할 수 있음을 의미한다. 그러나 SM490 실험체와는 달리 HSB800 실험체 5개 가운데 3개가 가력점 스티프너와 접합된 하부플랜지에서 조기 인장파단이 발생하여 소성설계에 요구되는 회전능력 R=3에는 미달하였다. HSB800 실험체에서 관측된 파단원인을 규명하고 고강도강재에 보다 적합한 판폭두께비의 정립을 위한 추가실험과 해석적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.337-348
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• 2003

본 연구는 8개의 RBS (reduced beam section) 내진 철골모멘트접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. 본 실험의 주요변수는 보 웨브 접합법 및 패널존 강도를 택하였다. 균형 패널존 시험체는 접합부의 내진성능을 감소시키지 않으면서, 보와 패널존이 함께 균형적으로 지진에너지를 소산시키도록 설계하여 값비싼 패널존보강판(doubler plates)의 수요를 줄이고자 시도한 것이다. 보 웨브를 용접한 시험체는 모두 특별 연성모멘트골조에서 요구되는 접합부 회전능력을 충분히 발휘하였다. 반면 보 웨브를 볼트접합한 시험체는 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 성능을 보였다. 보 그루브 용접부 자체의 취성파괴가 본 연구에서와 같이 양질의 용접에 의해 방지되면, 스켈럽 부근의 취성파단이 다음에 해결해야 할 문제로 대두되는 경향을 보인다. 보 웨브를 볼팅한 경우에 접합부 취성파단의 빈도가 월등히 높은 이유를 실험 및 해석결과를 토대로 제시하였다 측정된 변형도 데이터에 의할 때, 접합부의 전단력 전달메카니즘은 흔히 가정하는 고전 휨이론에 의한 예측과 전혀 다르다. 이는 전통적 보 웨브 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 아울러, 본 연구의 제한된 실험자료 및 접합부에서 요구되는 바람직한 거동기준을 근거로 균형 패널존의 강도범위에 대한 예비적 추정치를 제시하였다.