• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.523-535
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• 2014

현 내진기준의 근간인 역량설계법(capacity design)에 의할 때, 중심가새골조의 내진설계는 기둥 및 보부재는 탄성부재로, 가새부재는 반복적인 인장과 압축을 통해 지진에너지를 소산하는 비탄성 부재로 설계되어야 한다. 가새부재는 에너지를 소산하는 과정에서 기둥부재에 추가적인 축력을 유입시키므로, 이 추가 축력을 고려하여 기둥부재를 탄성설계해야 한다. 현행 기준은 중심가새골조의 기둥부재 설계시 전층의 가새가 동시에 인장항복 및 좌굴하는 가장 보수적인 상황을 가정하여 기둥의 축력을 산정하거나 특별지진하중에 대해 기둥을 설계하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 전층의 가새가 동시에 좌굴할 가능성은 희박하며, 특별지진하중에는 시스템 초과강도라는 경험적이고 우회적인 요소가 도입되었다는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 몇몇 선행 관련 연구들 역시 가새의 좌굴을 명시적으로 고려하지 못하였을 뿐더러 역학적 근거도 희박하다. 최근에 행해진 연구 중에서 역 V형 중심 가새골조를 대상으로, 기존의 기둥축력 산정법이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기둥축력 산정법이 제안된 바가 있다. 하지만 역 V형 중심 가새골조와 X형 중심 가새골조의 하중전달 메커니즘은 상이하기 때문에 이 축력산정법을 X형 가새골조에 그대로 적용할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 X형 중심가새골조만의 역학적 특성을 고려한 네 가지의 기둥축력 산정법을 제안하였다. 특히 모달질량을 가중치로 고려하여 고차모드의 영향을 반영할 수 있는 새로운 방안을 제시하였다. 방대한 지진데이터를 입력으로 한 비선형 동적해석을 수행하여 제시된 방안의 타당성을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.179-188
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• 2011

건물에 요구되는 성능수준에 대해 명확히 명시하지 못하는 현행의 설계법에 대한 대안으로 성능중심설계법의 필요성이 부각되고 있다. 미국과 일본 등의 선진국에서는 이미 성능중심설계의 기반을 구축하기 위한 연구가 진행중이며 최근 국내에서도 성능설계에 관한 연구가 진행된 바 있으나 아직 전반적인 관련기술이 낙후되어 있는 실정이다. 한편 지진동에 의한 수평력 작용시 건물의 기둥, 특히 하층부의 외주는 전단휨과 함께 전도모멘트에 의한 변동축력을 받게 된다. 이러한 변동축력은 부재의 국부좌굴시점 및 열화역 이후의 종국거동에 영향을 미칠 가능성이 크다. 따라서 본 연구에서는 변동축력을 받는 기둥부재 실험을 실시하여 변동축력으로 인한 국부좌굴 시점 및 부재의 종국거동 등의 구조성능에 대하여 분석하였다. 또한 이를 바탕으로 강구조 건축물의 성능중심설계에 대한 성능한계를 층간변위각의 형태로 제안한 국내연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.683-691
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• 2003

최근, 철골구조, 철골 철근콘크리트 구조 및 합성구조의 주각부는 국부적으로 제한된 부분에 큰 집중하중이 작용하고, 이 하중은 베이스 플레이트를 통하여 철근콘크리트 기초에 전달하게 된다. 따라서 철골구조 및 철골 철근콘크리트 구조의 설계에서 큰 축력을 받는 주각부의 지압강도를 정확히 평가하기가 매우 어렵다. 철골주각부는 역학적 특성이 다른 재료의 접합부로 설계 및 시공상 제약을 받게 되고, 응력전달도 매우 복잡하다. 특히, 구조설계시 지압강도의 적절한 평가는 무엇보다 중요하다. 지압강도에 영향을 미치는 요소는 지압응력을 받는 부재의 형태 및 재료, 하중의 작용형태, 지압면에서의 마찰구속력, 철근보강, 건조수축 등 매우 많다. 지압강도에 대한 대부분의 실험 및 연구에서는 중심축력을 받는 주각부에 대한 연구를 수행하였다. 그러나, 실제 철골주각부 설계에서는 일축편심 또는 이축편심축력을 받는 경우가 많이 있다. 본 연구에서는 베이스플레이트에 작용하는 편심축력과 편심거리에 따른 지압강도의 변화 및 실험체의 파괴형태에 대하여 검토하였고, 편심축력 작용시 지압강도 산정방법을 제시하였다.

• 토지주택연구
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• 제7권1호
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• pp.31-41
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• 2016

이 논문은 최근 천영수 등(2011)에 의하여 제안된 벽체 단부 횡보강상세를 지닌 벽체를 중심으로 벽체의 구조성능 영향 변수들을 대상으로 한 실험결과와 그에 따른 내진거동 및 이력특성을 제시하고 있다. 제시된 결과는 동 벽체의 비선형이력특성을 규명함으로써 향후 성능기반설계의 적용을 위한 기초자료를 제공하게 될 것이다. 실험결과, 제안된 횡보강 상세를 채용한 실험체의 균열 및 파괴 양상은 축력과 내진철근의 적용 여부와 상관없이 유사한 경향을 나타내었으며, 기준에서 제시하고 있는 설계식에 의하여 실험체의 최대강도를 잘 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 축력이 높을 수록 초기강성과 최대강도는 증가하나 변형능력은 떨어지는 경향이 있어 고 축력으로 인한 변형능력 감소에 대한 고려가 필요할 것으로 보이며, 고 축력이 작용하는 벽체의 경우 내진철근의 사용이 변형능력의 확보라는 관점에서 매우 효과적인 방안이 될 것으로 보임으로 가능하다면 소성힌지 영역은 내진철근을 사용한 경계요소로 보강하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.453-461
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• 2004

국내에서는 아직 철골구조의 베이스플레이트에 대한 설계기준이 작성되어 있지 않으므로 외국 기준 및 자료들을 근거로 중심축하중을 받는 H형강 기둥아래의 베이스플레이트에 대한 ASD 설계식을 제안하고자 한다. 또한 제안된 설계식과 하중을 변화시키며 설계한 예제를 비교한 결과, 보통의 축력을 받을 때에는 플레이트 면이 위험단면 $0.95d{\times}0.8b_f$인 사각형 길이면에 고정시킨 외측캔틸레버 보와 H형강 기둥 내부3변고정 플레이트로 가정한 것 중 위험한 쪽으로 설계한다. 그리고 적은 축력을 받을 때에는 베이스플레이트의 위험단면 및 지압면은 웨브에 면한 기둥 플랜지 사이의 캔틸레버로 설계한다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제16권1호
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• pp.26-33
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• 2014

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.864-873
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• 2002

현재의 CFT기둥 구조에 대한 연구는 대부분 강재측 측면에서 접근한 연구와 강관 내부에 충전되는 콘크리트의 충전성 등과 같은 시공적 측면에 대한 연구성과가 주류로 되고 있으며, 콘크리트 측면에서의 연구는 미흡한 실정이다. 이것에 대한 연구를 중심으로 HCFT 기둥이 축력아래에서 단주가 동일한 휨-모멘트를 받을 때의 변형성능(M-ø)에 대하여 해석적으로 수치적인 값을 검토하였다. 그리고, 기본적인 가정을 바탕으로 실험에서 얻은 CFT 단면의 변형성능의 해석에 대하여 모멘트-축력-곡률관계의 해석 프로그램의 개발(C-Language)을 실시하였다. 따라서, 본 연구에서는 폭-두께비(D/t), 세장비(λ), 콘크리트의 종류를 주요변수로 하여 편심하중 아래에서의 강도 600kgf/$\textrm{cm}^2$를 충전한 HCFT 기둥에 대한 내력 및 곡률과 같은 구조적 특성을 고찰하였으며, AISC-LRFD, AIJ, Tokanori Sato의 식을 이용한 내력설계식의 비교분석을 실시하였다. 본 연구에서 검토한 내력 및 곡률은 향후 HCFT 기둥에 대한 내력설계식의 제안 및 해석에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.435-444
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• 2005

본 연구에서는 휨모멘트와 축력의 효과가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 이용하여 철근콘크리트 기둥의 전단거동을 예측하였다. TATM의 해석결과를 검증하기 위하여 다양한 전단경간비와 축력비를 가지는 총 9개의 철근콘크리트 기둥을 전단 실험하였다. 철근콘크리트 기둥의 곡률, 축변형 및 전단변형을 측정하기 위하여 기둥 옆면 전단위험단면을 중심으로 5개의 변위변환기(LVDT)를 설치하였다. 하중은 최대하중의 $85\%$ 이하로 떨어질 때까지 가력하였으며, 모든 실험체는 휨 철근의 항복이전에 전단파괴 되었다. 기둥의 전단강도와 강성은 축 하중이 증가할수록 증가하는 반면 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. TATM으로부터 얻은 전단응력-전단변형률 관계와 전단응력-전단철근변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였으며, 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM, FA-STM)보다 더 우수하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.471-478
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• 2004

이 연구의 목적은 노출형 원형강관 주각이 중심축압축력을 받을 때 그 역학적 거동을 실험적으로 조사하고 탄성수치해석을 통하여 실험결과를 검토하고자 함에 있다. 실험에 앞서 AISC의 제안식 및 기존 연구에 관한 문헌조사를 실시하였다. 실험으로 중심축압축가력을 실시하였으며 베이스 플레이트 두께를 변수로 하여 두께 9mm부터 35mm까지의 9개의 시험체를 제작하였다. 실험결과는 하중 - 베이스 플레이트 수직변위관계, 하중 - 베이스 플레이트 변형도관계 등으로 정리하였다. 실험결과를 검토하기 위하여 탄성수치해석을 실시하였으며 탄성수치해석 프로그램으로는 Ansys version 6.1을 사용하였다. 실험 및 해석결과는 향후 실시할 비탄성해석결과와 함께 설계식 제안에 사용될 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.100-108
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• 2010

본 논문에서는 노후화된 부재의 내력평가 및 보강설계를 위한 기본 자료를 구축하기 위하여 기존 공동주택에서 채취한 철근 콘크리트 기둥에 대한 구조실험을 통하여 노후화된 부재의 내력특성을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 기존 재건축 아파트 현장에서 총 10개의 기둥을 채취하고, 각각의 기하학적 특성에 따라 중심축력 및 편심축력 실험을 실시하였다. 채취된 부재의 치수는 도면과 최대 40mm 정도 차이가 있었으며, 철근 피복두께는 약 25~115 mm 정도의 범위로서 매우 고르지 못한 분포를 나타냈다. 본 실험결과에 의하면 모든 부재의 실험 압축내력이 계산치보다 최소한 75% 이상 큰 것으로 나타나 현행 설계기준을 만족하는 것으로 파악되었다. 그러나, 부재의 변위 연성비는 최소 2.12, 최대 5.86으로 나타나 전반적으로 부족한 것으로 파악되었다.