• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.63-74
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• 2007

대공간구조물은 쉘, 스페이스프레임, 막등의 지붕구조와 이를 지지하는 RC조등의 지지구조로 이루어져 있다. 이에, 단순화를 위해서 지붕구조를 상부구조라 부르고, 지지구조를 하부구조라고 한다. 본 논문에서는 하부구조가 상부구조의 지진응답에 미치는 영향을 고찰함을 그 목적으로 하고 이를 위한 기초적인 연구를 수행하였다. 상부구조와 하부구조를 각각 고유의 진동특성을 가지고 있는 단자유도계로 보고 그 각각의 독립구조물이 연결되어 하나의 2질점계 구조물을 형성한다고 가정하였다. 상부구조물이 1질점계 단독으로 존재할 때의 지진응답과 2 질점계의 상부구조로서 존재할 경우의 지진응답을 비교함으로써 그 영향을 고찰할 수 있었다. 본 논문에서는, 상부구조와 하부구조의 질량비 및 주기비가 하부구조가 상부구조에 미치는 영향을 고려할 때 중요한 설계변수가 됨을 나타내었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.130-137
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• 2013

더욱 정확한 수치 해석이 필요하면 할수록, 해석하고자 하는 구조물 상의 절점과 요소를 적절하게 배치하는 것이 중요하게 된다. 본 연구에서는 천해영역에서 구조적인 이점과 경제성의 두 가지 장점을 가지고 있는 원형 단면의 하부 구조물에 대한 3차원 삼각 Shell 요소 생성기법을 개발하였다. 높이와 형태와 같은 상세한 데이터를 입력하여 제어하는 것에 의해 기초와 타워를 다양한 유한요소 조건에서 고려할 수 있도록 하였다. 또한 기존의 3차원 Delaunay 삼각요소분할법을 사용한 결과의 수치와 비교, 검증하였으며, 현재 제안되어진 기초와 하부구조물에 적용한 요소 분할의 예를 들었다. 본 연구의 결과는 현존하거나 제안되어진 풍력 터빈의 기초부와 타워의 제원에 대해 다양하게 적용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.15-23
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• 2017

기존 구조물의 내진 보강을 위해서는 구조물이 경험하게 될 지진 하중의 결정이 매우 중요하며 이러한 지진 하중의 크기는 구조물 하부 지반의 전단파 속도 주상도에 의해 큰 영향을 받는다. 기존 건물 하부지반의 전단파 속도 주상도를 결정하기 위해서는 매우 협소한 공간에서 시험이 가능하며, 배경잡음의 영향을 효과적으로 배제할 수 있고, 하부지반 물성 변화에 민감하게 반응할 수 있는 시험법이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 조건들을 만족시킬 수 있는 HWAW방법을 구조물 하부지반 전단파 속도 주상도 평가에 적용하였다. 제안된 방법의 타당성을 수치 모의 실험과 현장 적용을 통해 평가하였으며, 이를 통해 제안된 방법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.218-226
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• 2020

해상풍력터빈 하부구조물은 중요한 기능의 수행, 접근성의 제약 등으로 인하여 건전성 모니터링을 통한 효과적 유지관리가 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력터빈 트라이포드 하부구조물의 건전성 모니터링을 위한 기저모델개선 및 결함추정 기법을 실험적으로 연구한다. 우선 하부구조물 건전성 모니터링을 위한 절차를 제안한 후 이 과정을 트라이포드 하부구조물 축소모형에 대하여 적용한다. 즉, 축소모형에 대한 초기 기저모델을 수치적으로 수립한 후 모드특성을 추정하고, 건전상태 진동실험 결과로부터 구한 고유주파수와 모드형상을 기준으로 기저모델을 개선하는데, 이때 구조물의 경계조건을 고려하고 신경망기법을 이용한다. 이후, 개선된 기저모델을 이용하여 신경망의 훈련패턴을 생성하고, 손상상태 진동실험 결과로부터 구한 모드특성을 훈련된 신경망에 입력함으로써 결함을 추정한다. 유효고정부 모델을 이용하여, 건전상태에서 측정된 모드특성에 맞추어 합리적으로 기저모델을 수립할 수 있었다. 또한, 축소모형에 대한 손상실험을 수행하였는데, 4가지 손상경우에 대하여 손상을 추정한 결과, 합리적으로 손상위치를 추정할 수 있었으며, 실제 손상정도가 심해질수록 손상정도 추정치도 증가하였다. 그러나 손상정도가 상대적으로 미소한 경우, 해당 손상위치가 판정은 되지만 다른 위치와 비교하여 확실한 손상위치의 식별이 어려웠다. 향후, 이러한 미소손상 추정 및 손상정도 추정치의 강성감소에 대한 정량화 등에 대한 후속연구가 수반된다면, 해상풍력터빈 트라이포드 하부구조물의 건전성 모니터링에 제안 기법을 효과적으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.224-232
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• 2019

산지계류에서 다양한 계상공작물의 설치에 따른 어류의 상부 및 하부로의 이동상태를 조사하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 콘크리트 박스공과 같은 개방형 구조물의 경우 강우의 영향으로 유량이 늘어나는 시기에는 낙차의 높이가 줄어드는 효과가 발생하여 버들치와 같은 유영성 어류들은 상부에서 하류로의 이동과 하부에서 상부로 소상하는데 비교적 양호하였다. 또한, 1 m 미만의 돌낙차공, 돌바닥막이 등 횡단 계상구조물은 상부에서 방사한 버들치의 개체가 하부에서 재 포획되어 구조물 상부에서 하부로의 이동은 가능하였으나, 유량이 많은 장마 직후에도 하부에서 상부로의 소상은 어려운 것으로 나타났다. 특히, 3 m 이상의 사방댐 등 횡단 사방공작물도 댐의 하단부에 물빼기 구멍의 수가 적거나 어류를 위한 소통 공간이 없는 경우는 유량이 많아도 버들치의 이동에 제한을 받고 있는 것으로 나타났다. 버들치는 활발하게 행동은 하지만 계상구조물의 유형 및 구조적인 특성에 따라 이동에 제한을 받고 있다. 산지 계류에서 구조물을 설치할 때에는 구조물의 종류, 높이 및 어류서식 상태와 평소 계류에 물이 있는 지를 고려하여 어류가 소통할 수 있도록 가능한 높이를 낮추거나 개방형의 구조물을 적절하게 설치할 필요성이 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.222-231
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• 2016

최근 해상풍력터빈에 대한 하부구조물로 재킷 또는 트라이포드 형태의 고정식 하부구조물이 기존의 모노파일을 대체하는 좋은 대안으로 제시되고 있다. 이러한 재킷 또는 트라이포트 하부구조물은 이미 기술성숙도가 높고 25-50 m 사이의 중수심에서 경제성 확보가 가능하다. 본 논문에서는 모노파일을 포함하여 트라이포드, 재킷 하부구조물을 채택한 고정식 해상풍력터빈에 대하여 지반물성치 및 하중의 불확실성, 그리고 세굴 깊이를 고려하여 신뢰성 해석을 수행하였다. NREL 5 MW 풍력터빈 제원을 이용한 수치해석을 통하여, 지반물성치의 불확실성을 고려한 신뢰도 지수 분석 결과 모노파일 기초를 채택한 해상풍력터빈의 신뢰도 지수가 세굴깊이가 증가함에 따라 크게 감소하는 것을 알 수 있었으며, 재킷 또는 트라이포드 기초를 채택한 경우 세굴깊이가 신뢰도 지수에 미치는 영향이 크지 않음을 알 수 있었다. 결론적으로 재킷 또는 트라이포드 기초를 채택한 해상풍력터빈의 경우 지반-말뚝 상호작용을 고려하지 않아도 구조 신뢰성 해석을 수행할 수 있으나, 모노파일을 채택한 경우, 신뢰성 해석 시 지반물성치 및 이에 포함되어 있는 불확실성의 정보가 상대적으로 중요함을 알 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.417-427
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• 2010

기존 터널 하부에 근접 교차하여 새로운 터널을 건설하는 경우에, 신설터널의 종방향 아칭이 기존 상부 터널의 간섭으로 인하여 영향을 받으나 이에 대한 연구는 많지 않다. 특히 기존터널의 상부에 존재하는 지상 구조물에 의한 영향을 연구한 경우는 찾아보기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기존터널 하부에 근접 교차하여 새로운 터널을 굴착하는 경우에, 기존터널과 하부 터널 막장의 상대적 위치에 따른 아칭현상과 지상구조물에 의한 영향을 실내모형실험을 실시하여 규명하고자 하였다. 이를 위하여 기존 원형터널 하부에서 신설터널 막장 위치를 변화시키면서 지중응력과 변위를 측정하였다. 또한, 지상 구조물의 위치에 따른 영향을 측정하였다. 연구 결과 상부 터널의 간섭에 의하여 하부 터널 종방향 응력전이가 영향을 받는 것을 알 수 있었으며, 하부 터널 굴착에 따른 종방향 아칭에 의해 상 하부 터널 사이에서 지반의 토압이 변하는 것을 확인하였다. 또한, 지상구조물의 위치가 막장과 일치하였을 때 종방향 아칭으로 인한 간섭이 가장 크게 측정되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.71-78
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• 2012

공간구조물은 높이-경간비 또는 개각과 같은 아치의 형상비에 따라 상이한 동적거동특성을 나타내며, 이러한 공간구조물은 지진의 영향을 직접적으로 받는 하부구조의 강성 및 그 접합부에 따라 상이한 지진응답특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 수직진동모드와 수평진동모드의 영향이 다른 단층아치구조에 하부기둥의 강성과 접합부에 따른 지진응답특성을 분석하고자 한다. 하부기둥의 영향으로 단층아치구조는 수직방향 응답이 더 많은 영향을 받으며, 기둥의 접합부 회전강성에 있어서는 활절을 제외하고는 큰 영향이 없는 것으로 나타난다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.19-31
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• 2013

기존의 설계에서는 상부구조물의 거동은 하부기초 및 지반을 고정단 조건으로 가정하여 분석하였고, 하부기초의 설계는 상부구조물의 하중조건만 고려하였다. 이는 상부구조물 및 기초의 부재력과 침하량을 과다하게 판단할 가능성이 있다. 본 연구에서는, 상부구조물과 말뚝지지 전면기초의 상호작용을 고려한 상호작용 해석기법을 제안하였으며, 전체 구조물의 거동을 파악하기 위한 상호작용해석기법의 적용성을 고찰하였다. 일련의 수치해석을 통하여 상호작용해석과 일체해석의 결과를 비교한 결과, 본 설계기법으로 산정한 말뚝지지 전면기초의 침하거동 및 휨모멘트가 유한요소해석과 유사하게 나타났다. 또한 상부구조물과 하부기초의 상호작용을 고려하여 전체구조물의 거동을 비교적 정확히 산정하는 것을 알 수 있었다. 이러한 검증을 토대로 본 해석기법이 실제 상부구조물-말뚝지지 전면기초설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.95-102
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• 2010

공간구조물은 일반 라멘구조와는 다른 동적특성을 가지고 있으며 이런 동적특성에 관해 많은 연구가 수행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 특정 형태의 공간구조물에 대해 수행되었으며 내진설계를 위해 직접적으로 이용 가능한 연구결과는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 공간구조물의 기본적인 동적특성을 내재한 트러스-아치구조물을 대상으로 양단의 기둥의 길이가 다른 경우에 트러스 아치구조물의 지진응답변화를 분석하고자 한다. 양단 기둥 길이의 차이에 따라 가속도 응답이 수평방향에 비해 수직방향에서 더 많은 영향을 받는다. 따라서 상부구조물을 지지하는 하부구조물의 강성이 다른 경우에 공간구조물의 내전설계에 있어서 수직방향 응답에 대한 고려가 더욱 많이 요구된다.