• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.383-389
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• 2010

현재 우리나라의 콘크리트구조설계기준은 강도설계법에 근간하고 있다. 강도설계법에 의해 휨부재를 설계할 경우, 콘크리트 응력-변형률 관계는 사용하중 상태에서 선형으로 가정하지만 이후 극한한계 상태까지에 대해서는 규정되어 있지 않다. 이로 인해 콘크리트구조설계기준에서는 처짐 및 균열폭 등의 산정에 대해 개별적인 규정을 두고 있다. 그러나 한계상태설계법에 근거한 EC에서는 재료에 대한 응력-변형률 관계를 규정하고 있다. 따라서 재료의 응력-변형률 관계로부터 휨강도 및 처짐 등을 직접 계산할 수 있다. 본 연구에서는 휨부재에 대하여 주어진 재료 모델을 바탕으로 평형방정식과 적합조건식을 적용하여 휨모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 이로부터 휨강도 및 처짐을 산정하여 현행 콘크리트구조설계기준에 의한 값과 비교하였다. 해석 결과 재료 모델로부터 휨모멘트-곡률 관계를 통해 산정된 처짐은 실험 결과와도 비교적 잘 일치하고, 항복 이후의 처짐 계산도 가능한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.12-19
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• 2021

최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하면서 지진으로부터 철근콘크리트 시설물의 내진설계 및 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 철근콘크리트 구조물의 압축부재인 기둥은 지진에 의한 횡력에 취약하여, 적절한 내진보강공법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시공이 빠르고 간편한 벨크로 내진보강재를 개발하고자 하였다. 벨크로 내진보강재 개발을 위해 기존 공업용 벨크로의 부착성능과 인장력을 증가시켰으며, 공업용 벨크로와 개발된 벨크로 내진보강재의 인장성능을 비교하기 위해 직접인장실험을 수행하였다. 또한 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 RC 기둥의 내진성능을 예측하기 위한 해석연구를 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 비내진 RC 기둥의 벨크로 보강재의 보강에 따른 강도와 연성능력에 대하여 검토하였다. 해석결과 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 비내진 RC기둥의 강도와 연성능력이 모두 증가함을 확인하였으며, 개발된 벨크로 내진보강재의 내진 성능이 공업용 벨크로 보다 크게 나타남을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.541-554
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• 2023

터널 및 에너지/폐기물 저장과 관련하여 지하공간의 활용이 증가하는 추세이다. 지하공간의 안정성 확보를 위해서는 암반균열 및 절리를 보강하는 것이 중요하다. 절리와 같은 불연속면은 암반의 강도를 저하시키고, 지하공간 내부로 지하수 유입을 발생시킬 수 있다. 불연속면 주변의 암반 강도의 증대와 차수를 위해 암반 그라우팅을 활용할 수 있다. 그러나 암반 그라우팅 시 주입재료가 암반 절리 내 원활하게 주입되고 있는지 직접적인 확인에 한계가 있다. 그라우팅 주입재가 사전에 목표한 설계안과 같이 주입되지 않을 시 강도, 내구성 증대 및 차수성 향상 효과를 볼 수 없다. 따라서 실험적으로 평가가 어려운 그라우팅 주입재가 설계대로 주입되고 있는지 수치해석을 활용하여 사전에 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 개별요소 수치해석 프로그램인 UDEC (Universal Distinct Element Code)을 활용한 그라우팅 주입재의 물/시멘트 배합비, 주입압력, 주입유량과 같은 주입변수에 따른 주입성능을 평가하였다. 또한 실내실험을 통해 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 신뢰도를 검증하였다. 본 연구결과는 향후 현장에서 그라우팅 설계 시 주입재의 물성, 주입시간, 펌프 압력과 같은 변수들을 최적화할 수 있는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.65-72
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• 2022

최근 국내 지진으로 인한 건축물의 피해는 주로 학교건물과 필로티형 다가구 주택에서 발생함으로써 동일한 형식의 건물에 대한 내진보강 필요성을 부각시켰다. 학교시설 내진보강사업은 초기에 연성보강방법으로서 댐퍼를 활용한 다양한 특허공법들이 충분한 검증 절차 없이 적용되었다. 그러나 「학교시설 내진성능평가 및 보강 매뉴얼, 2021」에서는 특허공법 적용시 별도의 엄격한 검증절차를 통하여 적용토록 하고 대신 일반공법으로서 강도/강성보강공법의 활성화를 유도하였다. 학교건물의 강도/강성 보강공법으로서 활발히 적용되고 있는 철골 끼움가새골조보강을 위한 내진선능평가 시 실무에서는 일부 제한된 조건에서 안전측의 내진성능평가 결과를 도출할 것으로 판단하여 기존 RC 부재에 철골가새만을 직접연결하여 해석모델을 구성하고 있다. 그러나 철골 끼움가새골조의 해석모델에서 프레임을 제거할 경우 강성감소로 인한 보강 부근의 기존 RC부재에 발생하는 하중감소는 매우 클 것으로 사료되며 이는 보강부위 기초보강 유무 검토에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 철골 끼움가새골조를 이용하여 저층 RC 학교건물 내진보강 시 성능평가를 위한 해석모델에 대하여 철골 프레임 고려 유무, 프레임 링크방식 등을 변수로 한 예비해석과 실제 3층 학교 건물에 대한 비선형 정적해석에 따른 내진성능평가 를 수행하였으며, 변수별 예비해석 및 푸쉬오버 해석결과를 비교함으로써 합리적인 해석모델 설정을 위한 기초자료를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.611-622
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• 2008

보수된 교량 교각의 보수 후의 내진응답 거동을 검토하기 위하여 보수요소를 이용하여 교각 및 교량구조물에 대한 비선형해석을 수행하였다. 본 연구목적을 위하여 단순화된 CFRP 재료의 응력-변형률 모델을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 해석기법 및 모델링을 포함한 교각의 해석결과는 강도와 강성에 있어서 실험결과와 만족할 만한 상관관계를 나타내었다. 또한, 교각의 보수효과가 교량전체구조물에 미치는 영향을 검토하기 위하여 다양한 연속지진하중 조합을 작용시켜 교량구조물의 동적시간이력해석을 수행하였다. 이 해석에서는 교각의 이론적인 소성힌지 구간을 CFRP와 강판피복으로 보수하였고, 비교해석결과는 보수 후의 응답을 위해 보수효과를 직접적으로 반영한 해석의 필요성을 입증해 주었다. 결론적으로 본 연구에서 제안된 해석기법 및 모델은 손상된 구조물의 내진보수와 관련하여 유용한 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.651-660
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• 2014

강섬유로 보강되어 SF-RPC (Steel-Fiber reinforced Reactive Powder Concrete)로 불리는 초고성능 콘크리트의 설계는 이에 대한 연구결과를 기반으로 한 가이드라인을 통해 수행되고 있으나, 명확한 설계기준은 확립되지 않은 상태이다. 특히 SF-RPC 일반적으로 고온($90^{\circ}C$)의 증기양생을 필요로 하므로 프리캐스트 부재 형태로 사용되고 있어 부재간 접합 방법이 중요한 설계 요소로 간주됨에도 불구하고 명확한 설계기준이 존재하지 않음에 따라 현재 안전성 및 경제성 측면에서 많은 의문이 있는 상태이다. 본 연구에서는 SF-RPC의 명확한 정착 설계를 위한 기반으로 SF-RPC와 철근 사이의 부착강도를 실험적으로 파악하고, 기존에 사용하였던 평가 방법의 적용성을 검토하고자 한다. 이를 위해, 콘크리트의 압축강도, 피복두께, 섬유의 혼입량을 변수로 가진 직접 뽑힘 실험을 계획 및 수행하였다. 실험 결과 SF-RPC의 부착강도는 압축강도의 증가량에 따라 증가하고 있으나 그 증가율은 크게 나타나지 않음을 확인할 수 있으며, 피복두께의 증가에 따라 부착강도가 증가하며 $5.2d_b$ 이상의 피복을 가질 경우 매우 짧은 매입깊이인 $3d_b$의 매입깊이에서도 철근을 항복시킬 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 섬유의 보강에 의해 부착강도가 두배 이상 증가하는 것을 확인하였다. 안전하고 경제적인 설계를 위해서는 SF-RPC의 부착강도를 추정할 수 있어야 하나, 현재까지는 이에 대한 추정식이 제시되고 있지 않으며, SF-RPC의 거동이 압축응력하에서는 큰 탄성 거동을 하며, 인장응력하에서는 소성거동을 함에 기인하여 Tepfers의 응력 해석 방법을 적용한 결과 실험 결과와 유사한 추정치를 기대할 수 있는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1179-1185
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• 2011

용접이음부의 신뢰성 확보는 구조물의 건전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 점용접 이음재의 피로설계기준(fatigue design criterion)을 정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 실제 전동차량 차체에 많이 적용되는 냉간 및 열간압연강판인 SPCC, SPCE, SPHE을 대상으로 기하학적 인자(geometrical factors)들을 선별해서 TS형과 CT형의 대표적인 점용접 이음재 시험편을 기본모델로 하여 인장전단하중을 가하여 피로강도 및 피로특성을 평가하고자 하였다. 그리고 피로균열의 발생과 성장 기구에 대한 영향을 분석하기위해 용접 시 발생되는 여러 가지 주요인자들 중 입열량에 의해 발생할 수 있는 용접잔류응력을 X-ray 회절법에 의해 실험적으로 해석하였다. 그리고 이러한 해석을 통하여 얻어진 결과를 중첩(superposition)함으로 해서 잔류응력을 고려했을 경우 너깃 단 최대주응력으로 피로강도를 재평가하여 합리적인 피로설계기준(fatigue design criterion)을 재정립하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.769-777
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• 2015

본 연구에서는 속도 의존성을 나타내는 콘크리트의 인장거동을 모사하기 위하여 유변학적(rheological) 모델을 개발하였고 이를 평가하였다. 일반적으로 외부에서 가해지는 하중 속도가 증가할수록 콘크리트의 물성(강도, 탄성계수, 파괴에너지 등)은 그 크기가 증가한다. 콘크리트의 강도는 다른 물성에 비하여 큰 속도의존성을 나타내고, 압축 하중인 경우보다 인장 하중을 받는 경우 그 속도의존성이 크게 나타난다. 이러한 콘크리트의 속도 의존성을 모사하기 위하여, 기존 RBSN(Rigid-Body-Spring-Network) 모델의 거동을 나타내는 스프링 세트에 대쉬포트(Dashpot)와 같은 점성 요소와 Coulomb 마찰 요소를 조합하였다. 요소의 조합에 따라 세 가지 모델( 1)점탄성, 2)점소성, 3)점탄소성 손상(Damage 모델)을 고려하였고, 이에 대한 구성관계식을 유도하였다. 개발된 해석모델은 직접인장 실험의 응력-변형률 관계곡선과 비교 검증되었고, 이중 점탄소성 손상 모델은 실험결과를 잘 모사할 수 있음을 확인하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.467-472
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• 2020

일반적인 보통 등급의 지반(ground) 상 구조물의 안정성 확보를 위한 설계입력정수(input-parameters) 도출방법들은 보편적으로 잘 알려져 있다. 연구지역과 같은 습곡된(folded) 변성암(metamorphic rocks) 지반은 엽리가(foliation) 촘촘히 발달해 있고, 엽리에 평행한 소규모 단층들(faults)이 분포하고 있어 설계입력정수 도출을 위한 특별한 조사방법 및 시험, 등이 요구된다. 수 mm 간격의 엽리가 발달한 변성암 지반은 엽리면 직접전단강도시험(direct shear test), 엽리의 배향(strike/dip)과 맵핑(mapping), 엽리의 지하 연속성 파악을 위한 시추조사, 변성암반의 암반분류(rock mass rating), 등이 필요하다. 특정 엽리면을 따라 발달한 소규모의 엽리평행단층(foliation-parallel faults)이 다수 발달한 지반은 선구조선 분석, 단층 추적을 위한 지표지질맵핑, 단층면 직접전단강도시험, 등이 필수적이다. 습곡지반은 지질구조구(structural domain) 분석, 불연속면의 평사투영(stereonet)해석, 습곡축을 따른 전기비저항탐사, 등의 추가조사로 설계입력정수 도출이 합리적이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권7호
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• pp.1047-1054
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• 2002

To improve the fuel consumption and exhaust emission for gasoline engines, GDI(Gasoline Direct Injection) system was spotlighted to solve above requirements. Thus, many researchers have been studied to investigate the spray characteristics and the mixture formation of GDI injector. In this study, we tried to study the spray characteristics of a gasoline direct injector by using entropy analysis and PlV methods. The entropy analysis is based on the concept of statistical entropy, and it identifies the degree of homogeneity in the fuel concentration. The PlV method was adopted to determine the fluid dynamics information at the spray. From the applied results on a direct injection gasoline spray, we could find that the direct diffusion phenomena was a dominant factor in the formation of a homogeneous mixture at downstream of GDI spray especially under vaporizing ambient conditions, and mixing phenomena was also progressed by momentum exchange with induced air. In addition, the correlation between entropy and vorticity strength enabled to find their relation.