• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권2호
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• pp.105-114
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• 2018

최근 건축물의 보수, 보강 및 리모델링시 중량물 및 구조부재를 부착시키거나 고정하는데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 부착식 케미컬 앵커의 사용량이 점점 증가하고 있는 실정이다. 외국에서는 1980년대 초부터 후설치 부착식 케미컬 앵커에 대한 다양한 해석 및 실험을 통한 설계식을 제시하여 실제 설계에 사용하고 있으나, 현재 우리나라에서는 설계자와 시공자가 신뢰할 수 있는 명확한 설계기준이 없는 상태로서 외국의 설계기준에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비균열 무근콘크리트에 매입된 후시공 앵커를 대상으로 앵커간격, 묻힘깊이 그리고 연단거리를 변수로 한 인발실험을 통하여 케미컬앵커의 인발강도에 미치는 제요소를 평가하고자한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2016

우리나라는 하상계수가 큰 하천의 특성 때문에 콘크리트 구조의 고정보를 설치하여 하천수위를 유지하고, 취수용으로 사용하여 왔다. 그러나 고정보는 유수방해, 토사퇴적으로 인한 홍수위 상승 등의 다양한 문제를 야기시키고 있다. 이에 따라 4대강에는 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보가 설치되었으며, 소하천과 중규모 하천 역시 하천기능의 복원을 위한 정비사업이 진행되고 있다. 하천관리의 목표는 하천의 이수, 치수 및 생태환경 기능의 종합적이며, 유기적인 관계를 조화롭게 유지하면서 각 기능을 극대화시키는 것이다. 우선, 토사의 퇴적을 사전에 예방하고, 퇴적된 토사는 유수에 따라 배출될 수 있도록 하단방류 형식으로 개선되어야 한다. 또한 홍수기에는 통수가 원활하도록 보의 기능을 해제할 수 있어야 하는 한편, 하류구간이 범람하지 않도록 상류구간에서의 완충기능을 가져야 한다. 이러한 요구조건을 충족하기 위해서 다단형태의 하단방류형 가동보 수문 시스템을 고려할 수 있다. 다단형태의 하단방류형 가동보 수문시스템은 경사 하천에 가동보에 의해 물을 저수하고, 저수된 물을 보 상류에서 유입되는 유입수량 만큼만을 수문 하단 개도부를 통하여 방류하도록 하여, 일정량이 항상 저류되면서 퇴적토사가 배출되도록 하여 수질을 개선하는 방식이다. 본 연구에서는 금강의 지류인 치성천 9Km 구간을 대상으로 HEC-RAS 4.1 모형을 적용하여 하단방류형 가동보를 하류부터 상류구간까지 다단형태로 설치하였을 경우, 하천의 저류와 분배기능 회복에 따른 홍수위 저감 효과를 고정보 설치의 경우와 비교 분석하였다. 홍수소통 능력을 검토하기 위해서 연구대상 구간을 200년 빈도의 확률홍수량 별로 10개 구간으로 나누어 검토한 결과, 고정보 설치의 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 나타났으나, 다단식 하단방류형 가동보를 설치하고, 수문개도를 조작하여 운영할 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 없어, 홍수위 저감 효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났을 뿐만 아니라, 홍수기이후에도 하천유지용수 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 설치 및 유지관리의 비용측면과 용수확보 및 홍수피해 절감의 편익측면에서도 50년 운영주기의 비용편익성은 양호한 것으로 나타났으며, 생태환경보전과 친수공간 확보측면의 편익성을 추가로 고려할 경우, 경제성은 충분히 확보될 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.29-38
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• 2015

이 연구에서는 열차가 교량 접속부를 통과하면서 발생되는 동적상호작용 문제를 유한요소해석프로그램을 이용하여 검토하였다. 해석대상구간에서의 궤도틀림조건은 부등침하량을 삼각함수를 이용하여 이상화하고, 철도공사 선로 보수기준을 만족하는 최대 궤도틀림 한계치를 해석조건으로 설정하였다. 해석대상이 되는 접속부 구조물의 체결장치 아래 부분은 모두 3차원 입체요소로 모형화하였으며, 해석비용을 줄이기 위하여 1/2 궤도부분만을 모형화하였다. 경계조건은 평면변형률상태에 준하는 것으로 차량-궤도 동적상호작용해석을 수행하였다. 국내 콘크리트궤도용 표준 접속부에서의 궤도틀림에 따른 열차 주행시 동적상호작용해석을 수행하여 윤중감소율과 차체수직진동가속도를 살펴보았으며, 접속부의 시멘트 안정처리골재, 일반골재, 일반토사구간에서의 발생된 최대 Mises응력으로 동적거동을 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권10호
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• pp.21-29
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• 2021

국내외 대부분의 콘크리트 중력식 댐은 시공 시 발생하는 콘크리트 수화열로 인한 균열을 제어하기 위해 분할타설을 시행하고 있다. 이로 인해 댐 규모와 관계없이 수축이음부, 시공이음 부에서 담수 후 일정 수준의 침투가 발생하고 있다. 설계에서는 신죽 및 시공 이음부 누수를 고려하여 배수처리를 반영하고 있는 실정이다. 또한 온도에 따라 수축팽창하는 콘크리트 구조물의 특성상 동절기에는 수직이음부 확대가 불가피하다. 이에 대한 대비책으로 수직이음부 내에 2열 PVC 지수판과, 침투를 흘려보낼 수 있는 배수공을 일반적으로 설치하고 있다. PVC 지수판의 경우 댐 준공 초기에는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나 콘크리트 댐체와의 열팽창 계수가 다르기 때문에 해를 거듭할수록 수축팽창에 따른 계면 탈락 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 차수효과가 떨어져 댐체 하류면까지 흘러가는 침투가 발생할 가능성이 크다. 이 외 침투의 원인으로는 타설 시의 품질관리에 관한 문제, 콘크리트 수화열에 의한 균열발생, 방수 공법 및 재료의 문제점 등이 있을 수 있다. 따라서 콘크리트 댐에서의 침투를 방지하기 위해 수직이음부에서 수팽창성 차수재를 이용한 보강공법(D.S.I.M.)을 개발하였다. 수팽창성 차수재를 이용한 침투저감 공법에 대한 적용효과를 확인하기 위해 경북 영천시에 있는 보현산댐에서 현장 적용성을 검토하였다. 현장조사결과 갤러리 내 배수량을 체크 및 수중 약액 조사를 실시한 결과 수직이음부에 연결된 배수공에서 침투가 많이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 일부 지수판의 역할이 완벽히 이루어지고 있지 않음을 확인할 수 있었다. D.S.I.M.을 적용한 후 갤러리 내 배수량을 확인하였다. 침투가 많은 수직이음부 3개소에 먼저 시험시공을 한 결과 해당부위의 갤러리 내 배수량이 약 87% 저감된 것을 확인하였다. 나머지 13개소의 수직이음부에 적용한 결과 총 갤러리 내 총 배수량 기준으로 83%의 저감효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 콘크리트 댐의 하류면에서 보이는 물비침 및 침투수량을 저감하기 위해서는 상류면에서 수직이음부에서 침투를 방지하는 D.S.I.M.이 유효한 공법임을 확인할 수 있었다. 국내외 타 콘크리트 댐의 경우에도 D.S.I.M.을 적용한다면 하류면에서 육안으로도 보이는 수직이음부를 통한 침투에 대한 보수효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.102-109
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 수밀성 및 내구특성에 대하여 검토하였다. 수밀성으로 투수량 및 물흡수계수는 석탄회를 이용하는 시리즈 II의 경우가 증가하는 것으로 나타났으며, 온도조건별로는 $20^{\circ}C$ 양생조건이 $5^{\circ}C$ 양생조건 보다 투수량이 적은 것으로 나타났다. 또한, 본 연구범위 모든 시료는 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르) 투수량 기준인 20g 이내를 만족하는 것으로 나타났다. 내구성으로 중성화 저항성은 고로슬래그 미분말로 치환 사용에 따른 단위시멘트량 감소로 약간 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 내알칼리성 및 내산성 결과는 시리즈 I의 경우 수산화칼슘용액에 침지후의 압축강도가 침지전의 압축강도에 비해 저하하는 것으로 나타났다. 반면, 시리즈 II의 경우 강도저하가 미비한 것으로 나타났으며, $5^{\circ}C$ 양생조건의 경우 C 타입의 시멘트를 제외하고는 28일 재령의 압축강도와 동등한 값을 나타내어 고로슬래그 미분말 및 버텀애쉬를 치환 사용한 경우 내알칼리성 및 내산성이 큰 것 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.289-301
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• 2017

국내외적으로 지진의 발생이 빈번함에 따라 인명 및 재산 피해가 발생하고 추가적인 경제적 손실을 초래한다. 국내의 비내진으로 설계된 구조물의 보수 보강이 시급할 뿐만 아니라 지진에 대한 관심이 고조됨에 따라 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 고연성 보강재를 사용한 내진보강기법이 소개되면서 강성보강보다는 연성보강에 대한 신뢰도가 높아지고 있다. 따라서 본 연구에서는 연성보강 재료로써 최근 각광받고 있는 폴리우레아를 이용한 내진보강공법을 소개하기 위해서, 폴리우레아로 보강한 RC 시편에 대하여 일축압축시험과 유사동적실험을 수행하였다. 일축압축시험에서 폴리우레아 보강시 강도가 증진되었을 뿐 아니라 연성거동을 확인할 수 있었으며, 실제 지진파를 적용한 유사동적실험에서는 상대변위, 주철근의 변형률, 변위연성도, 소산에너지 모두 향상된 보강성능을 확인할 수 있었다. 연성보강의 목적으로 개발한 폴리우레아 보강방법은 기둥부재의 내진보강에 유용하게 사용될 것이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.19-26
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• 2019

조적 끼움벽은 건축물의 건설에 있어서 공간을 나누고 구획하는데 사용되는 가장 흔한 시스템 중의 하나이다. 조적 끼움벽의 많은 장점에도 불구하고, 대상 시스템은 지진하중에 대하여 주의를 가지고 사용되어야 한다. 지진이 작용하는 동안 끼움벽에는 대각 방향의 압축 스트럿이 형성되면서 주변의 RC 골조에 작용하는 요구 하중을 크게 한다. 특히 개구부가 있는 조적 끼움벽의 경우, 하중 전달과정이 매우 복잡하기 때문에 시스템의 설계에 있어서 엔지니어의 주관적인 판단이 필요하게 된다. 본 연구에서는 개구부를 갖는 조적 끼움벽에 대하여 유한요소해석(FEA)를 실시하여 거동을 조사하였고, 그 결과를 현행 설계기준인 ASCE 41을 적용한 경우와 비교하였다. ASCE 41의 기준을 적용할 때, 압축 스트럿의 등가폭이 FEA를 통한 결과에 비하여 32%까지 작게 나타났다. 또한 하중저항 능력은 ASCE 41을 적용한 경우 FEA에 의한 결과에 비하여 28% 작게 나타났다. 따라서 상당한 노력이 필요한 FEA를 대신하여, 조적 끼움벽의 해석과 설계에 ASCE 41을 적용하면 약 25% 수준의 보수적이며 적절한 결과를 얻을 수다고 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.254-260
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• 2017

사회기반시설물은 적절한 수명관리를 통해 경제적이고 안전한 구조성능을 유지한다. 일반적으로 최적화 기법을 적용하여, 유지보수의 시점과 방법을 결정하게 되는데, 이 적용에 있어서 단일 목적함수만을 고려하기 보다는 다수의 목적함수를 동시에 고려하는 것이 보다 합리적인 의사결정을 유도한다. 최근까지 수명관리에 관련한 연구는 생애주기 비용 최소화 또는 구조성능 최대화와 관련한 목적함수를 적용하여 왔으며, 새로운 확률론적 구조성능 및 안전성 평가 기법을 이용하여 다양한 형태의 목적함수를 개발/적용하고 있다. 이러한 다수의 목적함수를 동시에 고려하는 다목적 최적화 기반 사회기반시설물 수명관리가 최근 국내외에서 많이 적용되고 있다. 하지만, 수명관리 최적화를 위한 목적함수의 개수가 증가함에 따라 신뢰성있는 결과를 얻기 위해서는 많은 계산시간이 소요되며, 특히 확률론적 계산을 위한 시뮬레이션 기법이 적용되는 목적함수의 경우 계산시간은 더욱 증가하게 된다. 또한, 목적함수의 개수 증가에 따라 계산결과의 차수가 증가하기 때문에 이를 시각화하고 나아가 의사결정에 어려움이 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 다목적 최적화 문제의 계산된 결과를 바탕으로 한 의사결정의 효율성 향상을 위해 최소 필수 목적함수를 구별하는 목적감소 기법을 적용하여 콘크리트 교량 상판의 수명관리에 대한 연구를 수행하였으며, 최초 4개의 목적함수가 2개까지 감소되는 결과를 보여준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.245-253
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• 2021

우리나라 노후화 교량 중 많은 부분을 차지하는 RC 슬래브 교량은 대부분이 교량 안전 관리 및 유지관리의 대상인 1, 2종 교량에 포함되지 않는다. 또한 고속도로 교량에서 가장 높은 손상율을 차지하는 부속시설은 신축이음과 교량 받침부이다. 특히, 신축이음부를 통한 누수는 콘크리트 교량의 열화를 유발하고 균열 및 철근부 노출 등의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 RC 슬래브교의 신축이음부 유간 밀착 손상이 바닥판 응답에 미치는 영향을 분석하였다. 양단 신축이음의 유간이 밀착된 경우 바닥판의 교축방향 변위가 발생되지 못해, 양쪽 단부 콘크리트에서 균열이 발생하였다. 또한, 응답 결과를 바탕으로 손상시나리오 별 신축이음부의 교축방향 변위와 바닥판 양단 콘크리트 응력과의 상관관계를 분석하고, 손상발생이 교량 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 신축이음 장치 양면손상이 발생한 경우 변위와 응력과의 상관관계는 차량이 모든 차선을 지날 때 0.18로 낮은 상관성을 보였다. 무손상 상태와 비교했을 때도 바닥판 처짐은 차량이 지나는 동안 0.34~0.53, 차량이 지나간 후 0.17~0.43으로 낮은 상관성을 보였다. 이는 단부 콘크리트의 균열 발생으로 바닥판 전체 거동에 변화가 생긴 것을 의미한다. 따라서 바닥판 응답 데이터 기반 상관관계 분석과 이를 활용한 데이터 기반의 손상탐지가 가능하며, 이를 통해 바닥판 손상 및 열화의 원인이 되는 신축이음부의 조기 보수 및 보강, 사전관리에 기여하여 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.141-147
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• 2017

본 연구는 기존의 에폭시 수지 충전 접착재의 단점을 보완한 마그네시아 실리케이트 인산염을 활용한 무기충전 접착재 개발 연구로서 사소마그네시아와 플라이애시를 기반으로 제1인산칼륨과 붕사를 사용하여 가사시간을 조절한 무기충전 접착재를 개발하고자 하였다. 이를 위하여 먼저 제1인산칼륨의 적정 첨가율을 도출하기 위한 기초실험을 실시하였다. 기초 실험을 바탕으로 적정강도를 취하면서 접착재 위로 인산염 잔존물이 떠오르지 않게 한 적정 첨가율을 도출하였으며, 이후 붕사 첨가율에 따라 본 실험을 실시하였고, 제조된 접착재를 대상으로 가사시간, 휨강도, 압축강도, 접착강도, 인장강도, 가열변화율, 경화수축률, 라돈가스 및 포름알데히드 방출량을 측정하였다. 그 결과 제1인산칼륨의 적정 첨가율은 35%이며, 가사시간 조절을 위해 붕사 첨가율에 따른 가사시간은 약 10분, 15분, 25분으로 나타났다. 휨강도 및 압축강도는 12시간 최소 휨강도 8.0MPa, 최소 압축강도 31.0MPa로 나타났다. 인장강도는 최소 4.1MPa로 나타났으며, 경화수축률은 최대 2.4%, 가열변화율은 최대 -0.3%로 'KS F 4923'(콘크리트 구조물 보수용 에폭시 수지)의 품질기준에 모두 만족하였다. 라돈가스 및 포름알데히드 방출량의 경우 모두 방출량이 검출되지 않았다. 따라서, 마그네시아 실리케이트 인산염을 활용한 무기충전 접착재의 가사시간에 따른 발열시간을 조절한다면 보다 시공성과 안전성을 확보한 무기 충전 접착재를 제조 할 수 있을 것으로 판단된다.