• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-829
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• 2002

철근콘크리트 기둥-철골 보 합성골조는 철근콘크리트와 철골부재의 재료적인 장점을 살린 합리적인 구조물이나, 이질 재료간의 접합으로 인해 보-기둥 접합부의 설계와 해석에서는 많은 구조적인 문제점들이 생기게 된다. 이 연구에서는 철골 보의 하중이 콘크리트 기둥으로 원활히 전달되면서 현장 시공성이 우수한 새로운 형태의 합성골조 접합부의 형식을 제안하고자 한다. 이 연구에서 고안된 접합부는 H 형강을 반분한 T 형강을 시스템 내부 및 외부의 모든 응력 전달 요소를 연결하는 주요 요소로 하고, 보 플랜지의 인장력 전달을 위해 한 방향은 고강도 강봉을, 이와 직교하는 방향은 강재 연결판을 사용하였다. 스티프너보강된 ㄱ형강을 사용하여 보 플랜지의 인장력을 기둥면에 전달하도록 하였으며, T 형강에 용접된 전단 접합판을 보의 웨브와 고력볼트로 접합하여 전단력을 지지하도록 설계하였다. 이 연구에서는 보의 플랜지로부터 스티프너 보강된 ㄱ형강을 통해 강봉이나 연결판으로 전달되는 휨모멘트 전달성능을 확인하고자 구조성능 시험을 수행하였다. 시험체는 실제 보-기둥 접합부를 모델로 하여, 실물크기로 4개가 제작되었으며, 구조실험은 철골 보의 양 단부를 단순지지한 상태에서 기둥 중앙에 집중하중을 가해 보-기둥 접합부에 휨모멘트와 전단력을 작용시키는 방식으로 진행되었다. 실험결과, 이 연구에서 제안된 접합부는 현장 적용이 가능한 가공성과 운반성 및 시공성을 가지며, 철골 보-접합용 ㄱ형강 -연결용 강봉 및 연결판에 의한 응력전달이 매우 순조로운 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.293-300
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• 2007

건축 구조물의 내진설계규정은 1988년에 만들어졌으며, 설계된 지 20년이 지난 많은 구조물들이 내진 성능을 갖추지 못하고 있는 실정이다. 특히, 벽식 구조 공동주택들의 경우 내진설계가 수행되지 않았으며 장변 방향으로는 지진하중을 저항하는 벽들이 배치되지 않아 지진의 위험에 노출되어 있다. 최근에는 기존 구조물에 대해서 내진 성능을 평가하고 부족한 구조물에 대한 보강 방안을 개발하는 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이것은 기존 구조물에 대하여 구조 해석과 설계 과정이 선행되어야 하므로 많은 시간과 노력이 소비되고 있다. 따라서 보다 간단한 방법으로 내진 성능을 평가하는 방법이 필요하다. 이 연구에서는 KBC-code에 의해 내진설계가 수행된 3개의 모델 구조물과 내진 설계가 수행되지 않은 4개의 모델 구조물에 대하여 한국시설안전기술공단에서 제시한 기존 구조물의 내진 성능 평가 방안에 의한 내진 성능평가를 수행하였다. 평가 결과를 MIDAS프로그램을 이용한 CSM법에 의한 내진 성능 평가 결과와 비교하여 개략적인 평가 결과의 적정성을 비교 분석하였다. 평가 결과 기존에 사용되어진 평가 방법은 전단응력 평가와 층간 변위 평가에서 저평가되는 경향이 있었으며, 이는 판정을 왜곡시키는 결과를 가져오게 되었다. 이에 본 연구에서는 기존 평가 방법의 수정안을 제시하여 그 적용성을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.463-474
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• 2009

기존에 설치되어 있는 구조물의 양면대칭 패치보강은 항상 면내거동만을 유발하나 시공상 어려움이 있다. 반면에 일면 패치보강의 경우 인장력의 증가에 따라 중립축의 위치가 대칭이 아니므로 휨에 대한 강성도가 증가하게 되며, 결과적으로 적층판의 휨을 심화시키게 된다. 이 연구에서는 일면 패치보강된 적층판의 두께방향은 물론이고 원공주위의 응력집중계수를 산정하기 위해 p-수렴 완전층별모델을 제안하였다. 가정된 변위장의 정의를 위해, 임의의 층에서 변위-변형률 관계와 3차원 구성방정식은 2차원 및 3차원 계층적 형상함수의 조합이 사용된다. 원형경계의 기하형상을 나타내기 위해 초유한사상기법이 사용되며, 다른 외삽법을 사용하지 않고 각 층마다 절점에서의 응력값을 직접적으로 얻기위해 가우스-로바토 수치 적분이 수행되었다. 제안된 모델의 정확도와 단순성은 기존의 3차원 유한요소해석과 실험에 의해 구해진 결과들과의 비교를 통해 검증되었다. 또한 정사각형, 원형, 고리형 형상의 다양한 패치보강에 따른 휨효과를 조사하였다.

• 자원환경지질
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• 제40권2호
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• pp.171-189
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• 2007

경상분지 남동부에 위치한 양산단층 동편의 화강암질암, 화산암류, 퇴적암류를 대상으로 총 77개 지점으로부터 독립적으로 정향된 542개의 코어시료를 채취하여 대자율 이방성(AMS) 연구를 실시하였다. 총 대자율 측정, 고온대자율 실험 및 등온잔류자기 획득실험을 통하여 연구대상 암석들의 주 자성광물이 자철석 위주의 티탄자철석계열의 것임이 밝혀졌다. 연구의 주 대상암체인 화강암질암에는 자기적 엽리구조와 자기적 선구조 모두가 존재하고 있으며, 자기적 엽리구조의 주향은 북동-남서가 지배적이다. 이 자기적 엽리구조는 화강암질암의 변형에 대한 강한 저항의 물성, 주변 모암의 자기적 엽리구조와의 불일치, 고화 이후 취성변형으로 만들어진 소단층이나 절리 등의 지질구조와의 모순점, 현미경에서 관찰되는 조직 등의 증거로부터 마그마가 관입정치하여 완전히 고화되기 전에 응력을 받아 생성된 일차 미세구조(primary fabric)로 판단된다. 이 북동-남서 주향의 자기적 엽리구조는 북서-남동의 압축력으로 만들어질 수 있는데 이러한 응력은 양산단층의 좌수향 주향운동의 산물로 해석된다. 연구지역 화강암질암의 연령이 약 $60\sim70Ma$로 알려져 있음을 감안하면 양산단층은 이 시기(백악기 말에서 신생대 초)에 걸쳐서 좌수향 주향이동 운동을 하였음을 알 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-115
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• 2010

최근 초고층 건축물은 비정형적 외관을 갖는 랜드 마크적인 역할과 택지의 효율적인 사용을 위한 수직 도시 기능을 수행한다. 건축물의 외관은 비정형적인 요소로서 3T형태(Twisted, Tilted, Tapered)의 설계안들이 대부분 제안되고 있으며, 세장한 형태의 형상비를 만족하기 위한 새로운 구조시스템의 연구 개발이 활발히 진행 중이다. 다이아그리드 시스템의 하중 전달 메커니즘은 대각 가새(Diagrid)의 삼각형 형상에 기인하여 중력하중 뿐만 아니라 횡하중을 전달하기 때문에 대부분의 기둥이 제거되게 된다. 또한 대각 가새의 축방향 거동(인장/압축)에 의해 전단력을 전달하여 전단 변형이 최소화되기 때문에 기둥이 전단력을 전달하던 기존 방식에 비해 비정형적인 외관에 쉽게 대응할 수 있는 구조시스템이다. 본 연구에서는 싸이클론 타워의 건축 계획안을 바탕으로 접합부 디테일 선정 과정과 접합부의 구조안전성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 이를 통해 응력집중 완화 방안을 제시하여 적절한 캡 플레이트 두께와 캡플레이트 확장 길이를 제시하여 응력집중 현상을 완화하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.23-27
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• 2013

기후변화에 따른 토석류 발생과 그로 인한 피해가 세계적으로 증가 추세에 있다. 토석류 연구는 역학적 관점에서 파괴 후(post-failure) 거동에 해당하며 지반강도와 유동특성을 분석함으로써 특성화할 수 있다. 본 연구는 국내의 토석류 발생지역인 상주(화강암 풍화토), 인제(편마암 풍화토), 포항(이암 및 셰일) 지역을 대상으로 지반의 물성-전단강도 상관관계와 토석류의 유동특성을 평가하였다. 본 연구지역을 대상으로 스웨덴 낙하 콘(Swedish Fall cone) 시험장치를 이용하여 지반의 물성 및 지반강도 사이에 일정한 상관관계가 있음을 밝혔다. 실험결과에 따르면, 인제, 상주, 포항지역에서 채취된 시료에 대해 액성지수(IL)와 비배수 전단강도($C_{ur}$) 사이에 $C_{ur}=(1.2/I_L)^{3.3}$의 관계식이 성립한다. 토석류 흐름을 지배하는 항복응력은 재성형 비배수 전단강도에 상응하는 것으로 간주하고, Bingham 모델과 액성지수-항복응력 관계식을 이용하여 토석류의 유동성을 조사하였다. 유동해석은 국내 풍화토와 낮은 활성점토를 구분하여 적용하였다. 이때 액성지수는 액성한계를 기준으로 $I_L=1$, 1.5, 3.0으로 구분하여 비교분석하였다. 동일한 액성지수($I_L=1$)에 대해, 토석류의 발생 5분 경과 후 최대 이동거리는 250m에 다다른다. 액성지수가 3으로 증가 될 경우, 토석류의 이동거리를 5분까지 살펴본 결과, 국내 풍화토는 낮은 활성점토에 비해 2배 이상 큰 유동성이 있음을 알 수 있었다. 본 유동성 평가기술은 토석류 피해저감기술 전략수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.133-141
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• 2007

굴착손상영역(EDZ)은 굴착으로 인해 현지 암반이 역학적으로 손상을 입게 되어 응력상태, 변위상태, 암반의 안정성, 지하수의 흐름상태 등에 변화가 일어나는 영역을 의미한다. EDZ의 역학적 특성과 관련한 많은 연구들이 수행되었지만, EDZ에서의 지하수 유동 특성에 관한 연구는 아직 부족한 수준이다. 따라서 본 연구에서는 굴착으로 인해 굴착면 주변의 수리적 간극이 늘어나는 영역을 산정하여 '수리적 굴착손상영역'이라 정의하고 이를 위해 수리-역학적 상호작용(coupling)해석을 수행하였다. 이는 개별 불연속면 망의 생성을 통한 역학적, 수리적 변화의 모사가 가능한 개별요소법(discrete element method; DEM)을 이용하여 수행하였다. 이를 통해 EDZ에서 지하수의 흐름에 영향을 미치는 각종 조건들(불연속면의 간극, 불연속면 군의 방향, 불연속면 군의 길이, 불연속면의 각도 등)의 변화와, 응력분포, 지하수의 유동 등으로 인해 수리적 간극 값이 어떻게 변화하는지를 파악하였다. 이 결과를 토대로 수리적 간극이 커지는 영역, 수리적 EDZ를 공동 주변의 불연속면 방향에 수직 방향으로 존재하는 타원형의 형태로 모델링 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.481-487
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• 2020

하천 제방의 경우 내진설계 제외 시설로 지정되어 있다. 하지만 지진으로 인해 하천 제방이 붕괴될 경우 경제적 손실과 인명 피해는 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 지진 시 하천 제방의 거동 변화 분석을 수치해석적으로 검토하였다. 기존 연구들과 달리 실지진파를 이용한 동해석을 수행하였으며, 지진 발생 전/후 하천 제방의 거동을 정량적으로 비교하고 분석하였다. 연구결과, 제방의 활동 안전율은 지진 발생전 대비 약 28.5% 감소되었지만, 최소 기준 안전율은 만족하는 것으로 나타났다. 하지만 지진으로 인해 발생한 과잉간극수압으로 연직유효응력은 81.8% 감소하였고, 기초지반 대부분이 액상화 현상이 발생하는 것으로 나타났다. 지진으로 인한 응력-변위 거동 검토 결과, 제내지 측성토층에서 큰 침하가 발생하는 것으로 나타났으며 기초지반 대부분이 항복하는 것으로 나타나 검토 대상 하천 제방은 지진에 상당히 취약한 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 토대로 하천 제방에 대한 내진설계 기준 재정립의 필요성이 확보되었으며, 개략적인 피해영역과 지진취약구간을 예측할 수 있는 기초자료로써의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.25-33
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• 1983

현행(現行) 콘크리트 표준시방서(標準示方書)에서 WSD 또는 USD로 설계(設計)되는 R.C. 기둥의 설계규준(設計規準)에서 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 될 수 있는 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 제안(提案)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 핵심(核心)이다. Cornell의 MFOSM 이론(理論)에 의(依)해 R.C. 기둥 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量) 산정(算定) 알고리즘을 유도(誘導)하여 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)을 산정(算定)했으며, 하중(荷重)의 불확실량(不確實量)은 우리의 실정(實情)을 고려(考慮)한 적절(適切)한 값을 선택(選擇)하여 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계규준(設計規準)을 산정(算定)했다. 현행(現行) WSD와 USD 설계법(設計法)의 신뢰성(信賴性) 수준(水準)을 분석(分析)하고 외국(外國)의 경우와 비교(比較) 검토(檢討)함으로써, 우리 나라에 알맞는 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=4.0$을 택(擇)하여 LRFD 설계규준(設計規準)에 의(依)한 저항(抵抗)-하중계수(荷重係數)를 제안(提案)했다. 또한 철근(鐵筋)과 콘크리트의 허용응력(許容應力)을 산정제안(算定提案)했다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 신뢰성(信賴性)을 설계규준(設計規準) 및 허용응력(許容應力)은 일정(一定)한 신뢰성(信賴性)을 주는 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 되게 하므로 현행(現行) R.C. 기둥의 설계규준(設計規準)에 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)을 하는 것이 바람직하다고 본다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.105-114
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• 2008

본 연구에서는 2006년 개정소방법의 시행에 따라 다중이용업소 및 고층건물에 피난설비 중 피난기구로 설치가 의무화 되고 있는 '완강기'의 현재 나타난 설치상의 문제점을 조사해보고, 제시된 문제점들을 각 항목별로 나누어 원인 분석 및 개선사항을 제시하였다. 설문조사를 통하여 총 367건의 문제점이 지적되었으며, 다음과 같이 설치실태의 문제점이 나타났다. 완강기를 이용한 탈출이 부적합한 창문(34%), 관련문구 미부착(23.7%), 부적합한 설치장소(20%) 및 완강기의 파손(20%) 등으로 조사되었다. 특히 완강기 설치상 문제점으로 완강기를 이용한 탈출에 부적합한 창문이라는 사항이 가장 많이 제시되었기에 탈출 시 필요한 유리의 파괴에 관한 응력해석을 수행한 결과 완강기가 설치된 곳의 유리두께는 3,6 mm로 규정되어야 할 것으로 나타났다. 또한 기존의 소방법에 따른 형식적인 설치가 아닌 화재발생 시 인명을 보호하는 피난도구로써의 완강기 설치 및 사용이 가능할 수 있는 실질적인 완강기 설치상의 개선대책을 제시했다.