• 문화기술의 융합
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• 제6권1호
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• pp.477-483
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• 2020

콘크리트 박스 구조물이 열화되어 보수보강이 필요할 경우 스프레이 장비로 구조물 단면에 보수재를 분사하여 부착시키는 방법에 의존하고 있는데 천장 또는 벽체부위의 경우 시공 후 보수재 자중 또는 중력에 의해 부착력이 저하될 수 있으며 지하철 구조물의 경우 진동 등에 의해 초기 부착력이 떨어지는 문제점이 발생한다. 또한 작업자의 숙련도와 시공환경에 따라 보수품질이 변동되기에 이에 대한 보완책이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 중력에 의한 보수재의 부착력 저하 및 인력시공에 의한 보수품질의 변동과 같은 문제점을 해결하고자 보수재 시공 후 소정의 압력을 가할 수 있는 기계식 가압장비를 개발하였다. 그리고 가압장비의 성능을 알아보고자 현장조건을 모사할 수 있는 챔버를 제작하여 가압 유무, 단면부위 및 환경조건을 달리한 부착강도를 측정한 결과 가압할 경우 그렇지 않은 경우보다 부위별로 차이가 있었으나 최대 70% 부착강도가 증가하는 효과를 얻을 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.83-91
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• 2002

현재 국내에서 건설되고 있는 대부분의 아파트는 철근콘크리트 전단벽과 연결부재만으로 구성된 순수벽식 구조형식을 취하고 있다. 그러나 이러한 벽식구조의 거동은 매우 복잡하며 연결부재의 영향을 크게 받는다. 따라서 본 연구에서는 부분구조체 실험을 통하여 국내 벽식구조의 연결부재, 즉 슬래브 및 연결보의 거동을 조사하고, 보강에 따른 효과를 검토하고자 하였다. 실험결과 1) 연결슬래브의 응력은 전폭에 걸쳐서 균일하지 않았고, 2) 벽체와 커플링 작용을 하는 연결슬래브의 유효 폭은 기존의 연구에서 제안한 값과 비교하여 큰 차이가 있는 것으로 나타났으며, 국내의 아파트구조에 적용하기에는 과대평가하는 경향이 있었다. 3) 또한 연결 보에서의 X자형 보강은 에너지소산 및 연성비 증가효과가 있는 것으로 나타났으며, 펀칭현상을 개선하여 안정된 이력거동을 확보하는데 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2023

실리카 흄과 같은 고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대 통한 콘크리트 압축강도 100 MPa급 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 벽체에 가설된 초고강도 원심성형 각형보는 상부슬래브 콘크리트와 합성된 후에 공용하중을 받게 되는데, 원심성형 보와 바닥판 사이에는 휨에 의해 수평전단응력이 발생되고 이는 스터드나 철근 등의 전단연결재를 통해서 보와 바닥판이 합성거동을 하게 된다. 본 연구에서는 공장에서 생산된 100 MPa급 원심성형 각형보 상부에 RC슬래브를 제작하여 합성시킨 실물모형 시험체에 대한 휨재하시험을 수행하였으며, 합성단면은 설계 공칭휨강도를 넘어 안정적인 합성거동을 하면서 파괴되어 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4C호
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• pp.239-245
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• 2006

선진국 진입의 길목에 있는 우리나라는 급경사면 축조 및 유지관리에 심혈을 기울이고 있으나, 급경사면 축조를 위해 철근콘크리트 옹벽이나 보강토 옹벽(블럭식, 판넬식) 등이 사용되어지고 있다. 이러한 구조체는 전면형태가 콘크리트 벽체로서 미관의 한계성과 친환경성이 부족한 상태이다. 본 연구는 녹화를 병행할 수 있는 식생토체를 형성하고 현장에서 발생된 불량토를 보강재(부직포) 감싸기(wrapping)방법을 적용한 $80^{\circ}$의 급경사 성토체를 현장에서 직접 축조하였으며, 보강성토체에서 발생될 수 있는 수평변위, 침하량 및 법면에서 발생된 토압 등에 대한 계측을 실시하여 분석하였다. 이러한 보강성토체의 계측 및 시간경과에 따른 법면의 식생활착 등에 대한 조사결과, 향후 녹화가 가능한 급경사 보강토 구조물에 대한 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.481-488
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• 2015

이 연구에서는 고강도 철근이 사용된 철근콘크리트 패널 실험체의 파괴에 이르기까지의 전반적인 거동특성을 합리적으로 예측하기위한 해석적 방안을 마련하는 것을 목표로 한다. 다양한 하중 조건과 설계 변수하에서 실제 격납구조물 벽체 두께의 1/3 규모를 갖는 총 12개의 철근콘크리트 패널 실험체를 검증 대상으로 선정하여 저자 등에 의해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)을 적용하여 해석을 수행하였다. 균열 발생 시점에서의 전단 강도와 최대 전단 강도에 대한 실험과 해석으로부터의 평균과 변동계수는 각각 1.03과 12% 및 0.97과 9%정도로 예측되었다. 최대 전단 강도에서의 전단 변형률에 대한 실험과 해석으로부터의 결과는 평균과 변동계수가 각각 0.96과 30% 정도로 예측되었다. 결과를 종합해 볼 때, 이 연구에서 새로운 수정한 구성방정식을 적용한 해석프로그램은 그 해석 결과에 비교적 높은 신뢰도를 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.169-177
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• 2017

북한은 최근 핵무기의 일반적인 열, 폭풍, 방사능 피해가 아닌 전자 장비를 무력화시키기 위한 고고도 전자기파 탄을 개발 중인 것으로 예측되고 있다. 현재 군용 목적으로 사용되고 있는 HEMP 차폐 시설 중 차폐 판의 경우 전자파 차폐 효과가 뛰어난 금속 판이 사용되고 있으나 이러한 금속판들은 차폐 시설 제작 시 용접 부위에서의 전자파 유입 가능성 등 시공상의 어려움과 높은 비용이 문제시 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서 차폐 시설을 따로 구축하지 않고 콘크리트 구조물 자체로써 전자파 차폐 효과를 확보하기 위하여 콘크리트 실험체에 전기전도성이 높은 재료를 혼입하였다. 또한, 실험체 중 가장 높은 차폐효과를 보인 2가지 수준과, 가장 낮은 차폐 효과를 보인 2가지 수준에 $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막을 적용하였다. 실험 결과 전기전도성이 높은 재료를 혼입한 실험체는 MIL-STD-118-125-1 규격 최소 차폐 기준을 만족하지 못하였으나, 금속용사 피막을 적용한 실험체에서는 모두 최소 차폐 기준을 만족하였다. 결론적으로, $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막이 HEMP 차폐에 높은 효율성을 가지고 있다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.1-8
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• 2019

일반 건축구조물에 적용된 엘리베이터 피트는 기초판의 연속성을 확보하기 위하여 단차부 벽체 및 피트 바닥 두께를 주변기초와 동일한 단면으로 구조설계 및 시공을 하였으나, 이러한 시공은 기초 단차로 인한 터파기 과다 및 콘크리트 등 재료의 물량이 증가하고, 특히 파일기초의 경우 파일두부정리 범위 과다 및 연약지반 노출 시 지반변위가 발생하게 된다. 또한, 단차로 인하여 기초부위의 골조공사를 2회 분할 시공함에 따른 공기지연과 지하수가 많은 지역에서의 골조공사의 어려움으로 인하여 시공성과 품질저하 및 누수 등 많은 문제점이 발생하고 있다. 강재엘리베이터 피트는 기존 철근콘크리트에서 발생하였던 문제점을 개선하여 터파기의 최소화와 골조공사의 단순화 및 경제성을 목적으로 개발되었다. 지하층의 집수정 및 엘리베이터 피트와 같은 지하구체는 통상 오픈 컷 터파기를 통한 재래식 RC공법을 적용하는 것이 보편적이나 최근 지하집수정 및 엘리베이터 피트에 소요되는 별도의 공정을 단축시키고 철근과 콘크리트의 물량을 최소화하여 공사비를 절감하기 위한 강재 집수정 및 강재엘리베이터 피트의 사용이 지속적으로 증가하고 있다. 강재엘리베이터 피트는 지하구체로서 용접부 및 구조체 방식의 성능이 중요하다. 데크만 있는 실험체보다 스터드 볼트 없이 강판과 콘크리트만 있는 실험체가 약 3배 이상의 하중을 지지할 수 있으므로 스터드 볼트가 없더라도 데크(강판)의 골이 형성되어 있어 휨작용 시 강판과 콘크리트의 구속효과가 있어 어느 정도까지의 합성효과는 기대할 수 있는 것을 확인하였다. 다만, 갑작스런 파단이 발생할 수 있으므로, 강판과 콘크리트의 합성효과를 위해 스터드 볼트 배치가 필요함을 확인하였다. 스터드 볼트의 유무에 따라 약 15% 이상의 휨강도 증가를 기대할 수 있을 것이라 예상된다.

• 터널과지하공간
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• 제32권2호
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• pp.160-172
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• 2022

현재 국내 화약류 간이저장소에 대한 설계 규정은 화약류 저장량이 적다는 이유로 구조기준은 구조물의 벽체 종류 및 두께에 대한 기준만이 제시되어 있다. 이러한 이유로 간이저장소 내부 폭발 시 2차 피해에 대한 우려가 있어 현재의 기준에 대한 재검증이 필요하다. 본 연구에서는 간이저장소 내부에서 TNT 15 kg 폭발을 가정하여 강건설계 실험설계법 및 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과를 토대로 동일 시간 조건에 발생하는 구조물의 변위를 분석하였으며 이를 통해 기여도 평가를 실시하였다. 기여도 평가 결과 콘크리트 두께가 가장 기여도가 높은 것으로 파악되었으며, 콘크리트 강도 및 철근 배열의 경우 콘크리트 두께에 비하여 낮은 수준의 기여도를 보였다. 철근 직경의 경우 구조물 변위에 대한 기여도가 현저히 낮은 것으로 파악되었다. 또한 현재 적용되고 있는 간이저장소에 대한 구조기준은 방폭성능이 부족하여 새로운 설계기준을 제시할 필요가 있었으며 이를 위해 추후 해석 및 실제 실험에 적용할 설계 인자를 선정하였다. 콘크리트 두께의 경우 발생 변위의 양상을 고려하여 15 cm, 콘크리트 강도는 입구 배출 압력을 고려하여 일반 콘크리트, 철근 배열은 발생 변위의 평균이 가장 작은 인자, 철근 직경의 경우 발생 변위의 차이가 낮아 경제성을 고려하여 가장 작은 수준의 인자를 설계변수로서 선정하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.511-522
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• 2014

본 연구에서는 주거용 및 사무용 계단시공의 작업공정의 단순화 및 시공품질 향상을 목적으로 개발된 혁신적인 계단 시스템인 슬라이딩스텝 철골계단의 진동 및 구조성능 평가를 수행하였다. 슬라이딩스텝 철골계단은 각형 강재 스트링거와 시공오차를 흡수할 수 있도록 설계된 스트링거 연결재 및 계단벽체 시공이 용이하도록 벽체 반대방향으로 이동이 가능한 슬라이딩 스텝으로 구성되어 있다. 하지만 철골계단의 경우 철골 접합부의 구조적 안전성 확보와 더불어, 비교적 경량에 저감쇠인 철골재 사용으로 인한 낮은 진동성능이 발현될 수 있기 때문에 진동성능에 대한 확보를 파악하는 것이 필수적으로 요구된다. 이에 본 연구에서는 진동성능 및 구조적 안전성 확보여부를 파악하기 위해 실물대 목업실험을 실시하였다. 진동성능 및 중량으로 인한 경제성 등을 종합적으로 판단하기 위해 콘크리트를 채운 스트링거와 콘크리트를 채우지 않은 스트링거를 교체해가며 각 경우에 대한 주거용 및 사무용 계단의 진동성능을 평가하였다. 또한 각 용도별로 한 개의 계단을 선정한 후, 재하실험을 통해 철골 접합부의 구조적 안전성과 스트링거 중앙부의 잔류 처짐 및 사용성 검토를 수행하였다. 실물대목업실험 결과 접합부 시스템의 경우 사용하중의 160%인 극한하중에 대해서도 탄성상태를 유지하며 재하실험 후에도 어떠한 균열이나 이상이 발견되지 않는 등 충분한 강성과 강도를 확보하고 있음을 확인하였다. 또한 스트링거 중앙부 처짐은 주거용/사무용 계단 모두 역시 동일한 하중조건 하에서 사용성에 문제가 없을 정도의 미미한 수준의 최대처짐과 잔류처짐이 발생하였으며, 최대하중이 가해질 때까지 스트링거가 탄성상태를 유지하는 등 설계하중을 지지할 수 있는 충분한 내력을 보유한 것으로 평가되었다. 진동성능 검토 결과 총 일곱 개의 스트링거 타입 중 다섯 개의 타입이 북미기준와 유럽기준에서 제시하는 기준의 허용치를 만족함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.