• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.565-575
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• 2009

최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료이지만, 일반강도 콘크리트는 충격 및 폭발하중에 대하여 충분한 저항성능을 가지지 않는다. 그러므로 방호설계에서는 고에너지 흡수력과 높은 파괴저항성을 지니는 새로운 재료의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 최근 활발하게 연구 중인 초고강도 콘크리트(UHSC)와 Reactive Powder Concrete(RPC)에 대한 방폭성능을 평가하고자 한다. UHSC와 RPC는 강도 및 성능향상, 부재의 치수 및 중량 감소, 내진저항성 향상과 같은 장점들로 인해 초고층건물 및 초장대교량에서 사용되어지고 있다. 또한 UHSC와 RPC는 9.11테러와 같은 테러 및 충격하중에 의한 사회주요시설물의 방호설계에 적용할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 폭발하중에 대한 UHSC 및 RPC 구조물의 거동을 파악하기 위하여 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 슬래브 구조물 시편을 제작하여 폭발실험을 수행하였으며, 폭발파의 특성 뿐만 아니라 최대 및 잔류 변위와 철근과 콘크리트 표면에서 변형률을 측정하여 구조물의 거동을 분석하였다. 또한 손상 및 파괴모드를 각 시편별로 측정하였다. 본 실험을 통해 UHSC 및 RPC가 일반강도콘크리트에 비해 폭발저항성이 높은 것으로 분석되었다.

• 한국농공학회지
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• 제39권4호
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• pp.106-113
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• 1997

Dynamic loading of structures often causes excursions of stresses well into the inelastic range, and the influence of the geometric changes on the dynamic response is also significant in many cases. Therefore, both material and geometric nonlinearity effects should be considered in case that a dynamic load acts on the structure. A structure in a nuclear power plant is a structure of importance which puts emphasis on safety. A nuclear container is a pressure vessel subject to internal pressure and this structure is constructed by a reinforced concrete or a pre-stressed concrete. In this study, the material nonlinearity effect on the dynamic response is formulated by the elasto-viscoplastic model highly corresponding to the real behavior of the material. Also, the geometrically nonlinear behavior is taken into account using a total Lagrangian coordinate system, and the equilibrium equation of motion is numerically solved by a central difference scheme. The constitutive relation of concrete is modeled according to a Drucker-Prager yield criterion in compression. The reinforcing bars are modeled by a smeared layer at the location of reinforcements, and the steel layer model under Von Mises yield criteria is adopted to represent an elastic-plastic behavior. To investigate the dynamic response of a nuclear reinforced concrete containment structure, the steel-ratios of 0, 3, 5 and 10 percent, are considered. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows 1. As the steel-ratio increases, the amplitude and the period of the vertical displacements in apex of dome decreased. The Dynamic Magnification Factor(DMF) was some larger than that of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF. 2. The dynamic response of the vertical displacement and the radial displacement in the dome-wall junction were shown that the period of displacement in initial step decreased with the steel-ratio increases. Especially, the effect of the steel on the dynamic response of radial displacement disapeared almost. The values of DMF were 1.94, 2.5, 2.62 and 2.66, and the values increased with the steel-ratio. 3. The characteristics of the dynamic response of radial displacement in the mid-wall were similar to that of dome-wall junction. The values of DMF were 1.91, 2.11, 2.13 and 2.18, and the values increased with the steel-ratio. 4. The amplitude and the period of the hoop-stresses in the dome, the dome-wall junction, and the mid-wall were shown the decreased trend with the steel-ratio. The values of DMF were some larger than those of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.23-34
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• 2015

최근 새로운 3차원 와이어 다공질 형태의 카고메 트러스 이력형 제진장치가 개발되어, 건축물의 내진성능 개선을 위한 제진장치로서의 적용가능성이 재료실험을 통하여 검증되었다. 본 연구에서는 카고메 트러스 이력형 제진장치를 RC 라멘조 공동주택에 외부접합 한 새로운제진구조시스템을 제안하였다. 카고메 외부접합형 제진구조시스템은 대상건물, 카고메 제진장치, 지지구조물로 구성되어 있으며, 기존 층간에 설치된 제진시스템과 달리 외부 지지 구조물과 대상 건축물의 상호작용을 이용하여 제진장치가 지진 에너지를 흡수하는 시스템이다. 본 연구에서 제안한 카고메 외부접합형 제진공법의 유효성을 검증 할 목적으로 LH공사 시범적용용 RC 라멘조 20층 공동주택의 골조를 대상으로 유사동적실험을 실시하여 내진성능 개선효과를 검토하였다. 그 결과, 국내에서 발생 가능한 지진규모 (200gal)에서 비보강 골조는 중규모의 지진피해가 예상되었지만, 카고메 외부접합형 제진보강법으로 보강한 골조는 경미한 지진피해가 예상되었으며, 대규모 지진(300gal)을 상정한 경우에도 중규모 이하의 지진피해가 예상되어 본 연구에서 개발한 카고메 제진보강법의 내진성능 개선 효과의 유효성이 검증되었다고 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.137-146
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• 2018

2016년 경주지진 이후로 국내에서도 본격적으로 건축물의 지진대책 강구가 시급한 시점에서 국내에 널리 보급되어 있는 R/C 건축물의 효율적인 내진성능 평가 및 내진보강을 포함한 내진대책을 위한 기초적인 자료를 얻고자, 2016년 경주지진에서 지진피해를 받은 R/C 저층 학교건축물(M학교)을 대상으로 지진피해도구분판정법을 이용하여 잔존내진성능과 지진피해정도를 평가함과 동시에, 부재수준의 비선형동적해석을 수행하여 지진피해정도와의 상관관계를 검토하였다. 지진피해도구분판정에 의한 손상도-I로 분류된 기둥은 2개, 손상도-II가 1개, 손상도-III으로 분류된 기둥이 3개로 각각 평가되어, 최종적으로 평가한 내진성능잔존율(R)은 88.2%로 피해분류는 소규모 피해로 판정되었으며, 또한 비선형동적해석 결과 1층 X방향의 최대응답을 나타낸 기둥의 휨변위는 0.7 mm, 전단변위는 6 mm로 전단균열은 발생하였지만, 전단파괴는 발생하지 않았다. 경주지진에서 지진피해를 입은 M학교의 지진피해가 1층의 X방향에 집중되어 있다는 사실, 휨균열보다는 전단균열이 발생하였다는 사실을 고려한다면 본 연구에서 수행한 비선형동적해석 결과는 2016년 경주지진에서 지진피해를 받은 M학교의 지진피해상황을 잘 반영하고 있다고 사료되며, 국내 기존 저층 R/C 건축물의 효율적인 내진성능 평가 및 내진보강을 포함한 내진대책을 위한 기초적인 자료로서 활용가능하다고 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.355-362
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• 2009

국내에 많이 건설되고 있는 빌라형 주택은 건축적인 요구를 위하여 저층부에 필로티를 두고 있는 경우가 많다. 구조물 상층부의 비내력벽에 의하여 저층에 연약층을 유발하고 따라서 지진에 매우 취약하다. 그러나 설계시 일반적인 설계방법과 동일하게 상부층의 칸막이벽은 비구조체로 간주되어 무시된다. 그러므로 설계단계에서 무시되는 비내력벽의 유무에 따라서 건축물이 어떠한 지진거동의 차이점을 보이는지 살펴볼 필요가 있다. 본 연구에서는 대상 건축물의 지진취약도 해석을 통하여 비내력벽의 유무에 따른 건축물의 지진거동을 평가하였다. 비내력벽의 유무에 따른 동일한 골조를 가지는 저층 철근콘크리트 건축물을 적용하여 지진거동에서 비내력벽의 영향을 평가하였다. 비내력벽은 보편화된 모형화 방법인 등가의 대각 압축 스트럿으로 고려하였다. 골조만 있는 모델과 연약층이 있는 모델의 취약도곡선을 비교하였다. 해석 결과로 연약층이 있는 RC 건물의 내진성능은 설계기준에서 제시하고 있는 성능수준을 만족하지 못하며 지진에 취약함을 보여준다.

• 한국의류산업학회지
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• 제1권2호
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• pp.173-181
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• 1999

한국의 청실양식은 84.9%가 요와 이불을 사용하여 온돌의 방바닥에 누워 자는 형식이다. 이에 본 연구는 온돌 난방 주택에서의 수연환경의 실태를 파악하기 위하여 온돌침실의 온열환경, 침상기후, 수면시 생리반응을 각 가정의 일상생활 중에서 직접 측정하여 계절별, 주택형태별에 따른 수면환경의 차이를 분석하였다. 그 결과, 계절 및 주택형태별에 따른 수면환경의 큰 온도차이에도 불구하고 수면 중 인체와 접촉하는 이불 밑과 요 시트의 침상온도는 계절과 주택형태에 관계없이 연평균 $30.5{\sim}34.1^{\circ}C$로 쾌적한 침상 내 온도를 나타내었을 뿐만 아니라 수면 중 직장온도도 연평균 $36.8^{\circ}C$로 계절 및 주택형태에 따른 유의한 차이는 인정되지 않았다. 그러나 침실환경에 대한 주관적 온열감각은 주택형태에 따라 유의한 차이를 나타내어 침실의 온열 중성점이 아파트 $25.9^{\circ}C$, 단독주택 $20.3^{\circ}C$로 아파트가 단독주택보다 $5.6^{\circ}C$ 높게 나타났다. 이는 건물의 구조가 주택은 조적조의 구조인 반면 아파트는 철근콘크리트의 구조로 우수한 단열력을 가지므로 외기온의 영향을 받기 어려워 높은 실내온도를 유지하였기 때문이다. 뿐만 아니라 거주자들이 주택 내 환경에 적응되어진 결과라고도 할 수 있겠으나 아파트 거주자의 측면에서는 온열환경에 대한 에너지 절약, 건강 유지 등의 관점에서 보다 효율적인 난방을 위한 쾌적한 생활온도 설정을 재고할 필요가 있다고 하겠다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권5호
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• pp.651-662
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• 2023

최근에 BIM을 여러 건설관리 활동에 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 3D모델 기반 견적은 3D모델의 속성 정보를 사용하여 자동으로 수행할 수 있다는 장점이 있어 이에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서 한 건축물을 2D 도면 기반으로 수량을 산출하는 소프트웨어와 Revit 소프트웨어로 생성된 3D 모델에서 추출한 수량의 차이를 비교하고 그 원인을 알아보고자 하였다. 두 가지 방법의 산출한 수량의 차이는 거푸집이 가장 크고, 다음으로 철근과 콘크리트 수량 순으로 작았다. 이러한 차이가 발생하는 이유는 3D모델에서 수량 추출이 수량산출기준에 적합하지 않은 부분이 있고, 특히 거푸집의 경우 필요한 부분의 수량만 분리해 내는데 어려움이 있었다. 또한 철근수량은 부재별로 분리가 되지 않아 정확한 수량 비교와 차이 원인을 밝히는 것이 불가능하였다. 따라서 3D모델에서 수량산출에 필요한 수치정보만 가져오고 별도의 계산식을 적용하는 응용소프트웨어를 사용하는 것이 가장 합리적일 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.515-525
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• 2007

본 연구는 주거용 고층 건물에서 폭넓게 사용되고 있는 플랫플레이트 구조에서 장방형 기둥-슬래브 접합부를 대상으로 실시한 4개의 실험 결과를 분석한 것이다. 이 연구의 목적은 지진하중과 같이 반복적으로 작용하는 횡하중에 대하여 기둥 단면의 형상비 (${\beta}_c=c_1/c_2$=횡하중과 나란한 방향의 기둥 단면의 크기/횡하중과 직교 방향의 기둥 단면의 크기)에 따른 접합부의 이력 거동을 비교 평가한 것이다. 기둥 단면의 형상비는 $0.5{\sim}3\;(c_1/c_2=1/2,\;1/1,\;2/1,\;3/1)$으로 선정되었고, 기둥 또는 슬래브 위험단면의 둘레 길이 $(b_o)$가 일정하지 않을 경우 공칭 수직 전단력 $(V_c)$의 크기기 변화하여 중력 전단력비의 차이가 발생하기 때문에 기둥 양변의 크기를 동시에 변화시켜서 $b_o$가 일정해 지도록 기둥 단면의 크기를 결정하였다. 그리고 슬래브 휨 철근비와 중력 전단력비 $(V_g/V_c)$ 등 접합부의 이력 거동에 영향을 줄 수 있는 다른 영향 인자들은 일정한 조건으로 계획하여 기둥 형상비의 영향을 고찰할 수 있도록 하였다. 일정 수직하중과 반복횡하중이 작용하는 슬래브_기둥 접합부의 실험을 통해서 뚫림전단파괴 양상과 균열 패턴, 철근 및 콘크리트의 변형률, 접합부의 강도와 강성, 그리고 변형 능력 등을 기둥 형상비 변수에 따라 분석하였다. 또한, ACI 318-05 설계기준의 편심 전단응력 모델에 의한 전단응력을 실험 결과와 비교하여 평가하였고, 실험 결과에 기초하여 휨과 전단에 의한 접합부 불균형모멘트 전달비율에 대한 검토를 하였다.