• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.69-74
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• 2018

산업현장에서 사용되는 대형 모터는 전기자권선의 절연내력 저하 및 과열문제 등으로 인하여 정지사고의 위험이 높고 산업재해의 규모가 크므로 넓은 장소의 확보가 필요하다. 따라서 기존 모터에 비해 소형, 경량이면서 절연내력이 뛰어난 대용량 모터가 요구되어지고 있으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되어지고 있다. 초전도 모터는 기존의 발전기나 모터와 같은 회전기의 계자코일을 초전도 화하여 계자의 발생을 크게 증가시킴으로서, 기기의 효율과 출력을 높이고, 소형화 및 경량화, 안정도 향상 등의 장점을 가지고 있으므로 초전도 선재의 성능을 발휘할 수 있도록 선제의 임계온도 이하로 낮추어줄 수 있는 냉각시스템의 설계 및 해석기술이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 100HP 고온초전도 동기모터의 개념설계를 통한 계자손실 해석과 냉각시스템의 저온 열전달 해석을 수행하였다. 계자손실 해석 결과, 고온초전도 선재를 사용하게 되면 균일한 공극자속밀도가 나타남을 확인하였다. 그리고 가스네온 및 액체네온에 대한 저온 열전달 해석 결과, 고온초전도 선재의 저온 안정성을 유지하기 위해서는 액체네온 1kg/min의 유량의 사용이 적합함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.255-263
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• 2017

본 논문에서는 합성단면을 갖는 구조물의 극한 거동 해석에서 요구하는 재료 및 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위한 보 요소를 제시하였다. 제안된 요소는 기하학적 비선형성을 효과적으로 모사할 수 있는 co-rotational 정식화를 통해 도출되었으며, 다양한 합성단면의 저항성능을 재현할 수 있도록 화이버 단면법이 요소의 내력 및 강성을 산정하는데 활용되었다. 제안된 방법을 구현할 수 있도록 해석 프로그램이 개발되었으며, 호장법을 적용하여 최대내력 발생 이후의 연성거동뿐만 아니라 심한 비선형 응답(snap-through 또는 snapback)까지 추적해낼 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안된 요소 정식화와 해석 프로그램의 정확성을 검증을 위해 몇 가지 수치예제가 수행되었고, 해석결과는 제안된 요소의 정확성과 효율성을 보이기 위해 3차원 연속체 모델 및 기존 연구의 결과와 비교되었다. 추가로 합성단면을 갖는 골조 구조물에 대한 수치예제를 통해, 합성단면을 구성하는 재료의 탄성계수 비 및 강도 비에 따른 영향을 분석하였다. 해석결과는 외층 재료의 탄성계수가 증가됨에 따라 준취성 거동이 나타났으며, 외층 재료의 항복강도가 높을수록 선형 거동하는 기하적 비선형 응답과 유사한 응답을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.207-214
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• 2015

이 연구에서는 중량콘크리트 전단벽의 경계요소내에서 횡보강근으로서 와이어로프의 적용가능성을 평가하였다. 와이어로프의 횡보강근의 배근간격은 60 mm에서 120 mm로 변화되었는데, 이때의 횡보강근체적지수는 0.126~0.234이다. 와이어로프는 주철근의 외부와 경계요소내 내부의 크로스타이로 적용되었다. 와이어로프로 횡보강된 5개의 중량콘크리트 전단벽은 축력하중하에서 반복횡하중의 실험이 수행되었다. 실험결과, 횡보강근체적지수가 증가함에 따라 전단벽의 연성은 현저하게 증가한 반면, 휨 내력의 변화는 미미하였다. 전단벽의 휨 내력의 실험결과는 ACI 318-11 기준의 예측값 보다 다소 높았다. 동일한 횡보강근체적지수에서 와이어로프로 횡보강된 전단벽의 변위연성비는 일반철근으로 보강된 전단벽보다 높았다. 특히, 이 실험결과로부터 고연성설계를 위한 곡률연성비 16 이상을 확보하기 위해서는 횡보강근체적지수가 0.233 이상이 요구되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.82-90
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• 2018

원자력 발전소에는 No.36(D36)이상의 대구경 철근이 사용되는데 이러한 대구경 철근으로 갈고리 정착을 할 경우, 기준에서 요구하는 구부림 및 갈고리 길이로 인해 설계 및 배근에 있어 큰 어려움을 겪을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 확대머리 철근을 사용할 수 있다. 2008년 개정된 ACI 318에서는 확대머리철근의 정착길이식을 도입하였으며, 제정 배경 연구를 근거로 하여 횡보강근의 영향력을 무시하고 있다. 그러나 확대머리 철근이 겹침이음이나 컷오프 구간에서 사용될 경우, 인장재에 의해 피복 콘크리트를 밀어내는 힘이 발생하여 횡보강근에 작용하는 인장력이 크게 증가한다. 본 연구의 목적은 휨을 받는 부재 내에 정착된 확대머리 철근의 정착성능에 대한 횡보강근의 영향력을 평가하는 것으로, 이를 위해 횡보강근의 간격을 변수로 한 대구경 확대머리 철근의 정착실험을 수행하였다. 실험방법으로는 컷오프 구간을 모사한 실험을 수행하였으며, 확대머리 철근으로는 D43의 대구경 철근을 사용하였다. 실험 결과, 횡보강근이 없는 실험체의 경우 정착구간의 쪼갬파괴에 이어 단부의 하중이 확대머리 부근의 콘크리트에 직접적으로 작용하면서 상부 피복 콘크리트가 부재에서 탈락하는 취성적인 파괴형태가 나타났다. 또한 확대머리 철근의 발현강도가 항복강도의 절반밖에 못 미치는 매우 낮은 내력을 보였다. 이에 반해 횡보강근이 배근된 실험체의 경우 경우 횡보강근이 실험체 단부의 하중에 직접적으로 저항함에 따라 실험체 내력이 큰 폭으로 상승하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.135-145
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• 1992

최근 철근콘크리트 건축물의 초고층화 추세에 따라 건축물의 설계시에 고강도의 건설재료, 부재단면의 축소, 직경이 큰 철근의 사용이 요구되고 있다. 이에 따라 구조물의 다른 부위에 비하여 접합부 영역의 응력 집중현상이 커지고, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트를 적용하므로써 고정하중의 감소, 부재단면의 축소, 부재내력의 증대, 장 스팬 구조물의 축소 가능, 경제성의 향상을 가져올 수 있는 장점으로 인하여, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트의 이용은 더욱 증대할 것으로 예상된다. 그러나 고강도콘크리트는 보통 콘크리트와 다른 특성, 특히 최대내력이후의 강도저하가 현저하고 파괴성상이 취성적인 성질을 지니고 있으므로 실제 구조물에 적용하기 앞서 구조물의 안전성 측면에서 부재 실험을 통하여 정확한 역학적 특성을 규명할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 반복 주기하중을 받는 고강도 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 거동을 파악하고, 접합부의 내진성능 개선을 위한 새로운 설계방법을 실제 초고층 철근콘크리트 건축물의 설계를 위한 기초 자료로 제시하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.207-215
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• 2014

변성에폭시 모르터 보강은 철근콘크리트 단면내력 보강방법으로 구조적, 재료적 안정성이 우수하여 단면내력 증대뿐만 아니라 구조물 내진성능도 향상되는 것으로 보고되고 있으나 고가의 재료비로 내진보강 자재로서 실험 및 분석을 한 사례는 거의 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 철근콘크리트 골조의 내진성능 보강을 위하여 변성에폭시 모르터를 활용하여 보강한 대안 별로 내진성능과 경제성을 분석하여 적절한 내진성능 보강방안을 제시하고자 한다. 이를 위해, 첫째, 본 연구에서는 변성에폭시 모르터로 보강한 부재의 재료 수직응력-변형율관계를 활용하여 단면 휨모멘트-곡률관계를 확인하고 단면의 유연도가 부재에 선형으로 변화한다고 가정하여 실험체 하중-처짐곡선에 대하여 검증한다. 둘째, 수직하중만을 고려하여 철근콘크리트 구조물을 설계하고 보강대안을 제시한다. 셋째, 부재 비탄성 거동을 고려한 구조해석을 실시한 후 보강대안 별 설계계수와 구조물 거동을 파악하여 내진성능을 확인한다. 넷째, 보강대안 별 물량을 산출하여 공사원가를 비교 및 분석한 후 요구되는 내진성능을 만족하면서 경제성이 우수한 보강방안을 제시한다. 본 연구의 결과는 향후 여러 건설현장에서 변성에폭시 모르터 보강공법으로 내진보강을 실시할 경우 기초자료로서 활용될 것이라 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.719-727
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• 2009

변환각트러스모델에 근거한 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식의 최대 전단보강철근비는 반경험적 방법에 근거한 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비와 많은 차이가 있다. ACI 318-08 기준식, CSA-04 기준식 및 EC2-02 기준식은 콘크리트의 압축강도에 따라서 최대 전단보강철근비가 증가하지만 AIJ-99 기준식은 일정한 값이 적용된다. 고강도콘크리트에 대하여 EC2-02 기준식이나 CSA-04 기준식이 요구하는 최대 전단보강철근비는 ACI 318-08 기준식이 요구하는 최대 철근비에 비하여 매우 크다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도가 최대 전단보강철근비에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 의하면 ACI 318-08 기준식이나 AIJ-99 기준식에서 요구하는 최대 전단보강철근비보다 최대 약 1.9배까지 전단보강철근을 많이 배근하였음에도 불구하고 실험 결과는 전단보강철근이 항복한 이후에 부재가 최대 내력에 도달하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.199-204
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• 2010

전통공법에서는 주로 소나무를 수가공하여 구조부재로 사용하고 있다. 주먹장 접합(이음, 맞춤)은 일반 가구나 구조부재의 접합에 사용되고 있으며, 수가공이나 간단한 기계가공에 의해 쉽게 가공할 수 있는 이점이 있다. 비록 외관상 선형적인 가공이 주를 이루지만, 손쉬운 짜맞춤이 될 수 있어야 하는 고도의 가공정밀성이 요구된다. 더욱이, 장부와 장부받이는 틈새없는 긴결한 접합이 이루어져야 한다. 주먹장접합부에 대한 과학적인 연구는 체계적으로 수행된 예가 많지 않으므로 전통공법과 국산재 활용이라는 관점에서 낙엽송집성재를 기계가공하여 이용하였다. 통주먹장이음 접합부의 인장성능을 파악하기 위하여 150 mm 정각 낙엽송 집성재를 사용하였으며, 내력성능에 영향을 끼치는 주먹장의 다양한 기하학적 요소(장부 너비, 길이, 각도)에 대해 조사하였다. 보강목을 설치하지 않은 시험편은 장부받이(장부홈)의 모서리부에서 할렬이 발생하며 내력도 낮게 나타났다. 기둥머리의 화통맞춤 및 주두와 같은 상황을 고려한 보강시험편은 최대인장내력에서 2배 이상의 성능을 발휘하였다. 장부의 적정각도는 25도 수준이었으며, 어깨폭의 변화와는 상관성이 없는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.73-80
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• 2022

본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.583-593
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• 2012

강판콘크리트(SC)구조에 관한 국내의 연구는 내력을 많이 요구하는 원전건물을 중심으로 연구가 진행되었다. 또한 SC구조는 공장생산과 모듈화시공을 통한 공기단축이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 중 저층의 일반건물에서 낮은 강도로 사용 할 수 있는 SC구조의 토대를 마련하고자 하였다. 강도를 저감시키는 방법으로 친환경재료인 황토와 시멘트를 조합하여 중요도가 낮은 건물에 사용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 중심압축하중을 받는 기둥부재를 대상으로 압축거동, 유효길이계수, 좌굴하중, 강판좌굴 및 스터드의 성능을 검증하였다.