• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.171-183
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• 2020

이 연구의 목적은 대심도 복층터널 Test Bed 구조물에 대한 슬래브의 사전 구조안전성 평가를 통해 슬래브의 가설시와 공용하중 작용시에 발생 가능한 문제점과 개선점을 미리 분석하는 것이다. 대심도 복층터널의 설계 및 시공기술개발의 성과물을 Test Bed 구축을 과정을 통해 검증하고 확인할 수 있으며, 엔지니어 및 일반인들의 학습현장으로도 활용할 수 있어 지하공간 개발의 시기를 더욱 앞당길 수 있는 계기가 마련될 것이다. 특히, 원형의 대심도 복층터널 단면 내부에 구축되는 슬래브는 시공방법과 사용하는 시공장비에 따라 설계하중이 달라지며, 이번 Test Bed 구조체는 그 내부에 상부 슬래브 및 풍도슬래브를 전용 가설장비를 이용하여 설치하는 동안 가설장비하중과 상·하부 슬래브에 공용하중으로 가정된 KL-510의 3등급 트럭하중을 하중조합별 작용위치를 달리하며 상·하부 슬래브에 각각 재하하여 그 영향을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.85-92
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• 2023

완공된 건물과 달리 시공 중인 건물은 설계단계와 다른 하중 작용 및 콘크리트 강도 미발현 등 다양한 요인에 의해 설계단계에서 검토한 하중을 초과하는 하중이 작용하여 건물의 안전성에 문제가 생길 위험이 있다. 또한 시공 중인 건물에 지진이 발생할 경우 더 큰 피해가 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구는 전형적인 다양한 규모의 5층, 15층, 25층, 60층 예제모델을 작성하고 골조완성도에 따른 시공단계 모델을 통해 시공 중인 건물의 지진하중의 영향을 분석하였다. 시공 중인 건물의 시공기간은 완공단계 이후의 사용기간에 비해 매우 짧으므로 설계단계와 동등한 수준의 지진을 적용하는 것은 과도한 하중이 적용될 수 있으므로 시공단계 모델에 재현주기 50~2,400년의 지진을 적용하여 지진하중을 검토하고 부재단면성능을 분석하였다. 그 결과 설계단계를 초과하는 하중의 여부 및 구조적 안전성 확보가 가능한 수준의 지진재현주기를 검토할 수 있었다. 또한 각 예제모델의 시공기간을 가정하여 시공기간에 따른 지진재현주기를 선정하고 선정한 재현주기의 설계 적절성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.44-54
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• 2018

복합발전플랜트 배열회수보일러 고압증발기의 기기인 분배기에 대하여 설계조건과 과도운전조건을 고려하여 응력 및 피로에 관한 안전성을 평가하였다. 먼저, 배열회수보일러 튜브군 모델의 해석결과로부터 분배기의 상부에 연결되는 수직 강수관, 하부에 연결되는 수직 급수배관, 열교환기의 입구헤더로 향하는 수평방향의 방사형 배관들에 대하여 노즐하중을 도출하였다. 이와 같이 구한 노즐하중은 분배기의 상세모델에 대한 설계조건과 과도운전조건의 해석 시에 노즐 단면에 가해지는 하중으로 사용하였다. 분배기의 상세한 해석모델을 만들고 설계조건의 내압과 노즐하중에 대한 정적구조해석을 수행하였다. 설계조건에서 최대응력은 수평방향 배관의 노즐 보어에서 발생하였다. 최대응력 위치의 국부 1차 막응력이 쉘과 노즐에서 허용기준보다 작으므로 ASME Code의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 배열회수보일러에 주어진 8가지 과도운전조건을 고려하여, 분배기의 상세모델에 대하여 열해석을 수행하고, 과도운전 시의 내압, 노즐하중, 열하중에 대한 과도구조해석을 수행하였다. 과도운전조건에서 최대응력은 분배기 상부의 수직 강수관 노즐 부위에서 발생하였다. ASME Code에 의거하여 수직 강수관 노즐 부위의 피로수명을 평가하였다. 결과적으로 계산된 누적피로사용계수가 허용기준보다 작으므로 기대수명 동안에 피로파손에 관하여 안전한 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권2호
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• pp.62-70
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• 2013

전기로 산화슬래그를 콘크리트용 잔골재로 사용하기 위해서는 제철소에서 제강과정에서 불안정한 용융상태의 제강슬래그를 에이징처리하여 안정된 구조로 변환시켜 이온이나 전자의 이동을 억제, 슬래그의 화학적 물리적 저항성을 증대시켜 사용하여야 한다. 우리나라에서는 전기로 산화슬래그 잔골재를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위한 제도적 기반으로서 KS F 4571이 제정되어 부산물의 자원화 시스템 기반이 마련되었다. 본 연구에서는, 전기로 산화슬래그 잔골재를 PMC(Polymer Modified Concrete) 포장공법에 잔골재로 치환하였을 경우, 콘크리트의 고정하중 증가에 따른 교량 상부에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 선정된 4가지 형식의 교량(RC 슬래브교, RC 라멘교, PSC Beam교, Steel Box girder교) 포장의 단위질량이 상향 적용시, 포장하중 증가에 따른 전체 고정하중은 약 1~2% 이내로 증가하고, 하중조합에 의한 부재력(설계모멘트)은 약 2% 이내로 증가하였다. 그리고 포장하중 증가에 따른 대상 구조물의 단면검토를 수행한 결과, 단면 안전율이 약 3% 이내로 감소하였다. 따라서, 포장의 단위질량 증가로 인해 구조물의 구조적 안전성에는 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.54-66
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• 2016

이 연구에서는 흡수경계조건을 적용하여 경계부분에서 발생한 갑작스런 하중조건의 변화에 의해 발생한 탄성파의 전달 및 반사현상을 감소시키고자 하였으며, 흡수경계조건이 사용 유무에 따른 효과를 검증하였다. 또한, 정점하중재하의 경우와 이동하중에 의한 동적해석결과를 비교함으로써 정점하중재하가 이동하중을 적절히 표현할 수 있는가의 여부를 분석하였다. 주행속력의 변화에 따른 KTX 열차조건에서의 이동하중에 의한 동적해석을 수행하여 아스팔트 콘크리트 궤도에서의 동적안정성을 검토하였으며, 준정적인 표준 열차하중에 의한 해석결과를 비교함으로써 아스팔트 콘크리트 궤도의 구조 안전성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.137-146
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• 2002

폐기물 매립지에는 침출수가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해 지오멤브레인, 점토차수재 및 토목섬유 점토 차수재(GCL) 등이 널리 사용된다. 매립지의 사면에 설치되는 GCL과 지오멤브레인 사이의 접촉(interface) 전단강도는 사면에 설치되는 차수 및 최종 덮개시설의 안전한 설계를 위해 꼭 필요한 물성치로서, 본 연구에서는 대형 직접전단 시험기를 사용하여 두 종류의 GCL과 지오멤브레인 사이의 접촉 전단강도를 측정하였다. 본 논문에서는 Mohr-Coulomb 파괴 포락선을 이용하여 전단강도를 평가하였으며, 연직하중, 수화 및 건조상태, 수화조건 등이 전단강도에 미치는 영향을 알아보았다. 분석 결과 연직하중이나 수화 상태가 전단 거동 및 전단 강도에 미치는 영향은 하중의 크기와 토목섬유의 종류에 따라 다르게 나타났다. 6kPa의 하중을 가한 상태에서 수화를 시킨 후 실시한 전단 시험 결과는 기존의 문헌에 제시된 결과와도 잘 일치하는 모습을 보였다. 마지막으로 연직하중 및 수화조건에 따른 마찰각을 제시하여 유사한 토목섬유가 적용되는 현장의 설계시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.357-361
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• 2012

풍향풍속계는 실시간으로 풍향과 풍속을 측정하는 기상관측기구로서 바람의 영향을 많이 받는 항만, 조선소, 해상구조물, 또는 건설현장에서 사용되는 크레인에 장착되어 작업가능 여부를 알리거나 전도 사고를 예방하기 위한 안전시스템과 연동되어 사용된다. 로드 셀형 풍향풍속계는 로드 셀을 이용하여 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 것으로 4개의 날개에 연결된 로드 셀의 하중 합을 이용하여 풍속을, 하중 비를 이용하여 풍향을 측정한다. 본 연구에서는 하중 비와 풍향사이의 관계식을 도출하기 위하여 각각 이론적 접근, 해석적 접근, 실험적 접근 세 가지를 병행하여 결과를 비교 분석한다. 풍향을 설계변수로 설정하며, 해석 시 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 $11.25^{\circ}$ 간격으로 9가지 풍향조건을, 실험 시 $10^{\circ}$ 간격으로 10가지 풍향조건을 설정한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.235-242
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• 2022

시공 중인 건물은 시공이 완료된 건물과는 다르게 콘크리트의 강도발현이 충분히 이루어지지 않았기 때문에 지진과 같은 자연재해에 더 취약한 모습을 가질 수 있다. 현재 국내 기준은 건축물의 내진등급별 최소성능 목표를 제시하고 있지만, 설계를 위한 지진하중은 재현주기 2,400년의 지진위험도를 기반으로 한다. 하지만 건물의 시공기간은 건물의 사용기간보다 훨씬 짧기 때문에 재현주기 2,400년의 지진을 시공 중인 건물에 적용하는 것은 과도하다. 따라서 이 연구는 주거용으로 사용되는 철근콘크리트 건물의 시공 중 지진하중을 분석하기 위해 5층, 15층, 25층, 60층 건물의 시공단계모델을 작성하고 재현주기에 따라 저감한 지진하중을 적용하여 구조적 안정성을 확인하였다. 그 결과, 시공기간에 따라 선정한 재현주기의 지진을 적용할 때 구조적 안정성을 확인하였으며, 건물의 규모의 따라 구조적 안전성을 확보할 수 있는 지진재현주기를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.622-628
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• 2016

자동차에 부착하여 사용하는 자전거 캐리어 지지용 흡착 패드는 운행 중 임의의 진동과 원심력과 같은 과도한 동적 하중을 받을 수 있어, 구조 안전성의 검토가 중요하다. 이를 위해서는 유체-구조 연계 유한요소해석을 이용하여 패드의 하부 압력이 패드에 가해지는 하중이나 모멘트의 변화에 따라 실시간으로 변화하는 것을 고려하여야 하나, 실제 상황의 모델링이 어렵고 계산을 위한 소프트웨어 비용이 높은 단점이 있기도 하지만, 정확한 결과를 얻기도 어렵다. 따라서 이 논문에서는 실험과 전산적인 방법을 조합하여 활용하는 새로운 방법을 제시한다. 이는 변화하는 하중에 따라 패드 하부의 압력과 접촉 면적을 실시간으로 측정하고 여기서 얻어진 데이터를 비선형 탄성 유한요소해석에 입력하여 활용하는 방법이다. 개발 단계의 제품 형상으로 실험 및 계산을 수행한 결과, 마운트 패드는 축 방향 하중에 대해서는 비교적 안전하나, 회전 하중이 과도하게 작용할 경우 패드가 바닥으로부터 분리되거나 패드 표면에 국부적인 손상이 일어날 수 있어 안전 여유가 많지 않음을 보여주었다. 작용하는 하중의 크기 및 형태에 따라 변화하는 접촉 거동을 예측하는 결과는 실험 결과와 잘 일치하였다. 본 연구에서 제안하는 해석 방법은 유사한 흡착 패드 시스템을 설계할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.1731-1741
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• 2014

교통수요의 증가에 따른 교통혼잡을 피하기 위하여 고가도로와 고속도로, 경전철 등이 활발히 건설되고 있으며, 이에 따라 접속부 등과 같은 곡률반경이 작은 곡선교 구간의 발생이 증가하고 있다. 초기에는 직선형의 주형을 연결하여 곡선을 이루는 방법을 사용하였으나, 공사비의 증가와 미관성 측면에서 용이하지 않아 강재를 사용한 곡선주형이 개발되어 적용되고 있다. 강재의 특성상 기하학적인 형상을 구현하는데 상대적으로 손쉽기 때문에 대부분의 곡선교에서는 강재를 이용한 강박스 거더교를 주로 사용하고 있다. 그러나 강박스 거더교는 초기 공사비가 고가이고, 도장과 같은 지속적인 유지관리가 필요한 문제점을 가지고 있다. 최근에는 I형 강재 플레이트 거더를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있으나 곡선 I형상의 특성상 개단면이고 얇은 플레이트를 사용하기 때문에 비틀림 강성이 매우 작아 안전성에 문제가 있는 것으로 지적되고 있다. 이러한 곡선강교의 대안으로 경제성과 안전성이 확보되는 프리캐스트 PSC 곡선거더가 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 프리캐스트 PSC 곡선거더를 효율적으로 제작할 수 있는 스마트 몰드 시스템을 개발하고 이를 적용한 2주형 40m 실물교량의 정적 휨 파괴 실험을 통하여 안전성을 확인하고자 한다. 제작단계에서 단일 거더는 곡률반경에 의해 거더의 전도에 대한 안정성이 문제가 있으나 가로보로 연결된 멀티거더는 하중분배가 적절히 이루어지며 안정성이 확보되는 것으로 나타났다. 정적구조 실험결과에서는 균열하중(1,400 kN)이 설계하중(450 kN)의 약 3배 이상 높은 것으로 나타났으며, 허용처짐량에 해당하는 하중은 설계하중의 4배인 1,800 kN에서 발생하여 사용성과 안전성이 모두 확보되는 것으로 나타났다.