• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.81-89
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• 2015

본 연구에서는 철근콘크리트구조에서 전단벽체를 대상으로 설계단계에서부터 Set-Based Design과 계층화분석기법을 통하여 선정된 최적배근그룹을 적용한 S-BIM기반 자동철근배근시스템 제안을 목적으로 한다. 복합적인 기준에 대한 쌍대비교 분석을 통해 최적 철근배근그룹을 선정하고 BIM 소프트웨어 벤더 (Vendor)에서 제공하는 Open API를 이용하여 구조설계 알고리즘을 통한 부재의 생성 및 철근배근이 자동으로 수행될 수 있도록 하였다. 결과적으로 가중치가 가장 높은 ALT1 (0.142)의 최적철근배근그룹이 선정되었고, 이를 TS상에 생성하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.737-744
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• 2012

강재형 댐퍼는 주로 철골구조에서 많이 사용되어 왔으나 최근에 들어 철근콘크리트 건물에도 사용빈도가 증가하는 추세이다. 철근콘크리트 건물에 강재이력댐퍼를 적용하기 위해서는 댐퍼의 접합부재가 댐퍼의 지지능력을 보 및 벽체로 전달하기에 적합한 강도와 강성을 지녀야만 한다. 하지만 균열로 인한 철근콘크리트 요소의 손상은 부득이한 것으로, 댐퍼로부터 지지부재로의 하중전달 메커니즘과 댐퍼 지지부재 이력특성의 규명은 이러한 댐퍼의 거동을 평가하는데 매우 중요하다. 이에 이 연구에서는 EaSy 댐퍼와 같은 강재판형 이력댐퍼의 지지부재와 RC벽체와의 접합상세를 대상으로 실험을 실시하였다. 실험 결과 전단과 관련된 균열의 양과 패턴을 제외하고는 모든 실험체의 파괴패턴은 거의 동일한 것으로 나타났으며, 잘 분산된 균열을 지닌 HD-3 실험체가 에너지소산능력, 강성저하 그리고 강도저하 측면에서 좋은 거동을 보여주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.29-38
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• 2011

이 연구에서는 평면, 입면 및 구조적 특성이 다양한 철근 콘크리트 고층 아파트 건물의 고유주기를 예측할 수 있는 새로운 식을 제안하였다. 제안식은 벽체의 진동이론과 지진시 계측된 건물들의 고유주기로부터 개발 되었으며, 평면에서 다양한 방향으로 설계된 전단벽의 구조적 특성을 적절히 반영할 수 있다. 제안식의 검증을 위해 신축 중인 국내 아파트 건물 10개동의 고유주기를 측정하였으며, 측정된 고유주기는 제안식 및 KBC 2009, ASCE 7-10과 같은 기준식들과 비교 하였다. 비교 결과, 제안식은 기준식에 비해 최근의 철근콘크리트 전단벽 건물 특성을 합리적으로 반영함으로써 고유주기를 보다 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.549-556
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• 2009

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 구조시스템에서 기존에 사용되고 있는 벽체의 수직접합부의 시공 및 문제점을 최소화하기 위해 접합부의 폭을 100 mm에서 150 mm로 증가시키고 연결방식을 3가지로 하여 구조적 성능 및 적용성에 대해 분석하였다. 또한, 해석적으로 구조적 성능을 파악하기 위해 비선형 유한 요소 해석법으로 분석하였다. 분석 결과, 광폭형 연결부를 가진 접합부를 적용하였을 때, PC벽체에 가해지는 하중을 더 효율적으로 철근이 분담하여 내력이 증가하고 연성적인 거동을 하는 것으로 나타났다. 또한, 접합부 루프근의 단면적이 커질수록 그리고 철근 개수가 증가할수록 최대내력이 증가하며 광폭형 접합부 형식 중에 용접형-링형-C형의 순서로 내력이 큰 것으로 나타났다. 용접형의 경우 현장조건에 따른 변화가 발생할 수 있으므로 광폭형 연결 부위를 링형 접합부로 하는 것이 안정적인 거동을 하며 현장 용접의 철저한 품질관리가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.48-54
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• 2022

본 연구는 균열에 의한 콘크리트 전단벽 강성저하 영향 평가를 위해 수행되었으며, 극한 내지진 하중의 60%까지 재하한 비선형 해석 결과, 사전 균열효과에 의해 비손상 대비 진동수의 12%정도 진동수가 감소하였으며 강성 측면에서 23%정도의 감소현상을 나타냈다. 단계적으로 지진하중의 크기를 증가시킨 비선형 해석 결과, 지진하중의 세기가 커짐에 따라 콘크리트 전단벽체에 전단균열이 발생하여 진전함을 파악하고, 반복이력에 의한 에너지 손실과 강성 저하가 뚜렷하게 발생함을 알 수 있었다. 또한 두 가지 콘크리트 강도와 전단벽 제원에 대하여 지진하중의 크기가 극한 내지진 하중에 근접함에 따라 진동수의 감소량은 비손상 대비 10~40%정도로 나타났으며, 강성의 경우 비손상 대비 40%정도 수준까지 감소할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.95-104
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• 2007

세가지 형태의 고층 비정형 철근콘크리트 건물에 대해 OpenSees를 이용하여 비선형정적해석을 수행한 후, 해석결과와 진동대 실험결과를 비교하여 해석방법에 대한 검증을 수행하고, 해석결과 나타난 비정형 건물의 성능과 하부 필로티부분의 파괴양상을 분석하였다. 선정된 모델은 필로티층이 골조로만 이루어진 모델 (모델 1), 필로티층 내부중앙골조에 벽체가 있는 모델 (모델 2), 그리고, 필로티층의 한쪽 골조에 벽체가 있는 모델 (모델 3)이다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률 관계를 섬유모델에 이식하여 비선형부분의 거동을 묘사하고, 벽체도 비선형모델을 이식한 트러스로 이루어진 MVLEM을 적용하였다. 그 결과 축력이 작용함에 따른 기둥의 전단강성변화, 벽체의 들뜸현상 등과 같이 진동대 실험에서 나타난 거동특성을 비교적 정확하게 묘사하였다. 초과강도 측면에서 하부골조에 벽체를 포함하고 있는 모델 2와 모델 3은 모델 1보다 2배 가까이 크다. 이와 같이 모델 2와 모델 3의 초과강도와 연성이 큰 이유는 모델 2와 모델 3의 경우 모델 1로 설계된 골조에 벽체가 낀 벽의 형태로 설계되었기 때문으로 보인다. 그리고, 연성의 측면에서 모델 1과 모델 3은 모델 2의 보다 1.17배 큰 것으로 나타났다. 모델 1과 모델 3의 경우 골조부분에 과도한 모멘트가 작용하여 파괴에 이른 반면, 모델 2는 하부전단벽의 전단파괴에 의해 파괴되었으며, 모델 1과 모델 3에 비하여 크게 작용한 전도모멘트로 인해 기둥에 작용하는 축력의 변화가 크게 발생하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.661-668
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• 2015

병렬전단벽시스템은 횡력저항에 있어서 효율적인 구조시스템이지만, 각 독립벽체를 연결하는 연결보의 복잡한 철근상세로 인해 시공상의 어려움이 있다. ACI-318에서는 개선된 철근상세를 제안했지만, 이 또한 과도한 횡보강근으로 인해 대각철근의 중심부의 철근 배근 혼잡으로 인해 현장 적용에 어려움이 따른다. 본 연구에서는 프리캐스트를 통하여 철근 배근 오차 및 콘크리트 품질 등의 저하를 줄이고 ACI 318-11의 개선된 상세에 따른 기준 실험체와 일반대각철근을 묶음대각철근으로 대체한 철근콘크리트 연결보의 이력거동을 비교 평가하였다. 그 결과, 묶음대각철근을 적용한 실험체는 현행기준에 따른 연결보와 비교하여 유사한 이력거동을 나타냈고, 더 우수한 에너지소산능력을 나타냈다. 묶음대각철근을 적용한 철근콘크리트 연결보가 현행기준에 따르는 연결보를 대체하여 현장적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.303-311
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• 1998

본 연구는 수직하중과 정.부 수평하중이 동시에 작용하는 순수강접 프레임과 완전강접 바벨형 철근콘크리트 전단벽 시험체의 경계기둥 띠철근비를 주요변수로 하여 총 10개의시험체를 실물 크기의 약 1/3로 축소 모델화하여 제작한 후, 구조성능 평가를 위한 실험을 실시하여 이력거동 특성, 수평강성 및 최대내력,파괴형태, 연성능력등을 비교 고찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 순수강접 프레임 및 완전강접 바벨형 전단벽 시헴체의 경우, 각 시험체의 실험을 통하여 구한 이력거동곡선을 비교 고찰한 결과 기둥의 띠철근비가 클수록 최대하중에 도달한 후 강도저하 현상이 서서히 진행되었고, 연성적인 파괴형태를 나타내었다. 완전강접 바벨형 전단벽 시험체의 경우, 좌우기둥의 띠철근비가 적은 시험체는 비교적 띠철근비가 큰 시험체에 비하여 최종 파괴시의 파괴형태는 사인장 균열에 의해 지배됨을 규명할 수 있었다. 완전강접 바벨형 전단벽 시험체의 초대수평내력은 순수강접 프레임 시험체의최대수평내력보다 약 5.47~7.95배 증가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.57-64
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• 2022

본 논문에서는 전이보 시스템이 지닌 층고 및 공사물량 증가의 단점을 보완할 수 있는 경계보-벽체 시스템의 압축성능을 평가하였다. 1/2 축소실험체에 대한 압축실험을 수행하고 그 결과를 3차원 비선형 유한요소해석 결과와 비교 및 분석하였다. 실험체 변수로 상하부벽체의 수평길이 상대비, 하부벽체의 두께, 하부벽체 전단보강근의 상세를 고려하였다. 실험의 최대하중은 하부벽체의 공칭축강도와 유사하게 나타났으며, 이로부터 상부벽체로부터의 수직 하중이 하부벽체로 원활하게 전달되며, 편심으로 인한 모멘트 중 상당량을 경계보가 가져감을 알 수 있다. 상하부벽체 수평길이의 상대비가 40%일 경우 50%일 때보다 단면의 기여도가 증가하였으며, 하부벽체에 면외방향 편심이 존재할 경우 단면의 기여도가 감소하였다. 하부벽체의 전단보강근 간격을 줄이고 크로스 타이를 배근할 경우 초기강성 및 최대하중이 증가하며 국부적인 응력집중이 감소하였다.