• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.90-90
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• 2011

최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.55-65
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• 2010

본 실험 연구의 목적은 횡방향 정적가력을 통하여 2층 R.C 전단벽식 구조의 내진성능을 평가하는 것이다. 본 연구의 실험체는 대상 건물의 개구부를 가지는 T자형 벽체 1층과 2층의 일부분을 대상으로 실물크기의 3/5 크기정도로 축소하였고, 인방보의 유 무를 실험변수로한 2개의 실험체를 제작하여 횡방향의 정적가력 실험을 수행하였다. 인방보 유무에 따른 벽체의 구조적 성능 및 거동의 차이를 비교한 결과, 인방보가 있는 실험체가 인방보가 없는 실험체보다 최대내력과 연성능력 등의 내진성능이 우수한 것으로 판단되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.30-30
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• 2011

국내의 내진설계 기준은 1988년에 처음 도입되었으며, 최근 점차 강화되고 있는 실정이다. 공동주택에 주로 적용되는 전단벽식 구조시스템에서 증가된 지진력에 저항하기 위해서는 벽량과 철근이 증가하게 되어 공사비가 상승하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위한 제진설계의 필요성이 대두되고 있는 실정인데, 기존의 제진장치는 주로 가새형 또는 벽체형을 대부분이라 평면계획에 제약이 있다. 따라서 전단벽식 구조의 공동주택의 제진설계 시에는 우리나라와 같은 중 약진 지역에 적합하고 저렴한 비용으로 충분한 내진성능과 평면의 가변성을 확보할 수 있는 댐퍼의 선택이 필요하다. 본 연구의 목적은 기존의 가새형 및 벽체형 제진장치의 국내 공동주택 적용시의 문제점인 평면의 가변성 확보에 유리하고, 수동형 제진장치의 장점을 추구할 수 있는 마찰댐퍼를 삽입한 커플링보 제진시스템의 내진성능을 조사하는 것이다. 내진성능을 평가하기 위해서 실대형 커플링보 실험체를 계획하고 제작하였다. 실험체는 2개로 구성되어 있으며, 하나는 기존의 철근배근 상세를 갖는 철근콘크리트 커플링보 실험체와 커플링보에 마찰댐퍼가 삽입된 실험체이다. 횡하중에 대한 성능을 평가하기 위해서 유사정적 반복가력실험을 실시하였다. 엑츄에이터로부터 실험체 상보의 가력지그를 통해 하중이 전달되도록 하였으며, 가력은 최초 0.25%의 층간변형각부터 변위제어를 통해 목표 층간변형각인 1.5% 이상까지 진행되도록 하였다. 실험결과, 두 실험체의 이력곡선과 에너지 흡수능력을 평가하였다. RC 실험체는 핀칭현상이 관찰되었고, 가력이 진행됨에 따라 커플링보와 벽체에서의 균열이 확산되어 종국적으로 취성적인 커플링보의 전단파괴가 발생하였다. 마찰댐퍼를 삽입한 실험체는 계획된 마찰거동이 잘 발휘되어 목표 층간변형각인 1.5%까지 이선형거동이 잘 나타났다. 최대 내력은 RC 실험체가 3배 이상 크지만, 누적층간변형각에 따른 에너지 흡수능력은 마찰댐퍼 실험체가 2배 이상 우수한 결과를 보였으며, 커플링보 및 벽체에서의 균열이 매우 저감되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권3호
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• pp.137-147
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• 1997

신구콘크리트 계면(접합부)의 전단강도 측정을 목적으로 보시험체를 사용한 정하중 및 피로하중의 재하실험이 수행되었다. 총 13개의 시험체중에서 정적재하실험을 통하여 5개 시험체의 전단강도를 측정하였고, 8개의 시험체는 2,000,000회 또는 3,000,000회의 반복하중을 가력한 후 전단강도를 측정하였다. 실험변수는 접합부거칠기, 전단보강철근 및 시구콘크리트간 부착력의 유무이었다. 정적재하실험에서, 접합부가 거칠면서 콘크리트간 부착력이 존재한 시험체의 경우, 평균전단강도는 $61kgf/cm^2$이었다. 유사한 조건의 시험체의 3,000,000회의 전단하중을 가력한 피로하중실험에서 접착부의 열화현상은 나타나지 않았다. 이 때 반복가력된 최대전단응력은 $20kgf/cm^2$으로 전단강도의 약 1/3수준이었다. 접합부가 거칠게 처리되지 않은 시험체와 접합부는 거칠지만 콘크리트간 부착력이 인위적으로 제거된 시험체의 경우에는 전단보강철근을 사용하여도 피로하중에 의한 접합부의 열화현상이 나타났다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.165-170
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• 2008

본 논문에서는 새로이 제안된 접합부를 가진 단층 래티스 돔의 비탄성 거동을 실험적으로 분석하였다. 구조적인 성능과 시공성을 모두 만족시키기 위해서 제안된 새로운 접합부를 적용하여 강관으로 구성된 스팬 7m의 축소 실험모델을 제작하였으며, 하중 전이장치를 이용하여 각 절점에 균일한 하중이 가력되는 정적 재하실험을 수행하였다. 최대 가력하중은 설계하중의 약 1.6배였으며, 일부 부재에서 압축 항복점을 넘어 비탄성 좌굴이 발생하였다. 좌굴 발생 이후에는 가력장치가 허용할 수 있는 변위까지 실험을 수행하였으며, 실험을 통해서 구해진 래티스 돔의 거동을 구조설계의 관점에서 분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.23-32
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• 2012

최근 국내에서는 원자력발전소의 모듈화 공법에 적용하기 위하여 SC(steel plate concrete) 구조를 개발하는 연구를 진행하고 있다. 이 연구에서는 전단보강이 없는 비보강 SC 전단벽의 횡방향 내진성능 및 강성특성에 대하여 분석하기 위하여 전단벽 모형 시편을 제작하고, 이를 대상으로 정적가력실험을 수행하였다. 실험 결과를 이용하여, 이 논문에서는 비보강 SC 구조의 횡력에 대한 파괴모드의 유형을 분석하고, 단면강도와 부재의 강성 특성을 검토하였다. 그리고 SC 구조용 설계기준에서 제시하는 단면의 강도 계산식과 실험결과를 비교하였다. 연구결과, 비보강 SC 전단벽의 파괴 형태의 하나는 콘크리트와 강판의 부착 상실로 인한 휨전단파괴라는 사실을 발견하였다. SC 구조 전단벽의 벽체 길이방향 거동은 파괴 시까지 벽체 외측의 강판이 내부 콘크리트를 구속하는 효과를 기대할 수 있으므로 연성능력이 향상되는 것이 확인되었다

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.607-614
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• 2006

건축물의 바닥판에 대한 데크플레이트 합성슬래브 시스템의 사용이 점차 확대되어 최근에는 오피스 빌딩을 중심으로 널리 사용되고 있으나, 각종 건축 설비의 설치를 위하여 슬래브의 천공이 무분별하게 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 건축 설비에 의하여 구조물의 주 구조체인 슬래브에 천공에 의한 개구부가 있는 경우, 휨 부재로써의 역학적 성능 저하에 대하여 실험을 통하여 분석하고자 한다. 본 연구에서는 골형 합성데크 슬래브에 대하여 개구부의 형태와 위치에 따라 시험체를 제작하여 정적 가력 실험을 수행하였다. 2점 정적 반복 가력을 통하여 하중 변위 관계 그래프를 도출하였으며 각 시험체의 연성과 에너지 소산 능력을 산출하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.81-90
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• 2020

기존 비보강 조적벽체의 내진 성능과 에너지 효율을 동시에 보강하기 위한 TCP 보강 공법을 개발하였다. TCP는 경량 모르타르 내 격자형 탄소섬유 시트와 모세관 튜브를 매립하여 일체로 타설한 패널로 조적벽체에 부착하여 탄소섬유 시트에 의한 내진보강과 모세관 튜브에 온수를 공급함으로써난방 또는 단열 등의 에너지 보강을 동시에 달성할수 있는 보강 공법이다. 본 연구에서는 TCP의 내진 보강 효과를 파악하기 위하여 TCP 보강 유무에 따른 조적 벽체를 대상으로 정적가력실험을 실시하였다. 실험 결과, TCP 보강에 의해 최대 강도 및 변위가 약 1.4배증가하였으며, 초기 강성과 에너지 흡수능력에 효과가 있음을 보였다. 또한, 손상에 따른 조적 벽체의 변형이 제어됨에 따라 취성 파괴를 예방할수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.145-154
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• 2009

이 논문에서는 새롭게 제안된 접합부를 적용한 단층 래티스 돔의 비탄성 거동에 대해 실험적으로 분석하였다. 구조적인 성능과 시공성을 모두 만족시키기 위해서 제안된 새로운 접합부를 적용하여 강관으로 구성된 스팬 7m의 단층 래티스 돔의 축소실험모델을 제작하였으며, 각 절점에 균일한 하중이 가력되도록 하중전이장치를 이용하여 정적재하실험을 수행하였다. 최대가력하중은 1,114kN이었고, 일부 접합부의 항복 이후에 강관부재의 좌굴이 발생하였다. 강관부재의 좌굴발생 이후에는 가력장치가 허용할 수 있는 변위까지 실험을 수행하였으며, 실험을 통해서 구해진 단층 래티스 돔의 비탄성거동을 하중 단계별로 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.341-347
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• 2018

본 연구의 목적은 기존의 콘크리트형 및 강재형 인공어초가 가지고 있는 제작, 설치 및 운용상의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 복합형 인공어초를 개발하고 이에 대한 기본적인 구조 성능을 정적가력 실험을 통하여 평가하는데 있다. 이를 위해 기존에 콘크리트형 및 강재형 인공어초의 장단점을 문헌적으로 평가하고 두 인공어초가 가지고 있는 장점은 최대한 유지하면서 각 인공어초의 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 새로운 형태의 복합형 인공어초를 개발하여 대안으로 제안하였다. 또한 제안된 복합형 인공어초의 제작, 설치시 장점을 현실적으로 평가하기 위해 단위 모듈에 대한 제작 및 설치를 수행하여 제안된 복합형 인공어초의 현장 설치 용이성 및 목표한 장점의 확보 가능성을 확인하였다. 또한 제작, 설치된 단위 모듈을 대상으로 인공어초의 기본적인 구조 성능 평가를 위하여 정적가력실험을 실시하였다. 이상의 연구를 통하여 개발된 복합형 인공어초가 제작, 조립의 용이성을 확보하면서 적절한 구조적 성능이 발현됨을 확인하였다.