• 대한토목학회논문집
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• 제41권5호
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• pp.523-531
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• 2021

일반적으로 기초는 여러 개의 단일말뚝이 상부 구조체에 의해 연결된 상태로 군말뚝을 의미한다. 하지만, 군말뚝에 상부 하중 재하 시 지반에 작용하는 응력 범위는 단일말뚝에 비해 더 넓은 폭과 깊이로 확장되고, 중복되기 때문에 전체적인 지지력은 감소할 수 있다. 이러한 지지력 감소비를 군말뚝 효율이라 하나 일반적인 말뚝과 지반의 접촉 조건에 따른 영향을 분석한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반 구성 및 군말뚝의 배치, 간격, 지반과 말뚝간의 접촉 특성을 해석 변수로 설정하고, 군말뚝 효율 및 군말뚝을 구성하는 개별말뚝의 거동을 분석하였다. 해석 결과, 지반 종류에 따라 마찰계수 증가 시 군말뚝 효율은 수렴 또는 감소하는 경향을 보였으며, 이를 통해 최적 군말뚝 효율을 분석하였다. 또한, 개별말뚝 분석을 통한 하중 감소비 파악 결과, 군말뚝 내부에 위치한 말뚝의 경우 하중을 상대적으로 적게 받았으며, 이는 내부 지반에 대한 영향인 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.43-51
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• 2011

연약지반에 시공하는 많은 콘크리트전주가 외부하중으로 전도파괴가 발생하는데 본 연구에서는 실물인장실험을 실시하고 근가위치, 근가깊이, 근가개수, 전주근입깊이를 달리하면서 전주에 작용하는 수평토압을 분석하였다. 실물실험은 10가지 종류로 나누어 실험한 결과 수평토압은 전주 근입깊이가 클수록 커지고 하부수동영역이 길어지는 것으로 나타났다. 근가 설치위치가 깊을수록 하부수동영역 토압이 감소된다. 변위는 근가의 위치 및 수량, 전주기초의 근입깊이에 따라 뚜렷한 차이를 나타냈다. 초기하중 재하 시 상부에서 굴절된 양상을 보이다 점증하중에 따라 전주의 중앙부로 굴절의 양상이 전이되었다. 근가위치는 G.L(-) 0.5m인 상태에서 전주기초 깊이 1.3m를 추가로 근입 시 최대 수평변위는 약 1.6배의 감소를 보여 전주의 안정성이 증가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.222-229
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• 2022

외부 긴장재를 사용하는 PSC I 보는 외부긴장재의 복합 거동으로 해석적인 예측이 어렵다. 이러한 점을 고려하여 단면 보강용 외부 긴장강선의 사용으로 인한 휨 성능을 검증하고, 하중으로 인한 외부 강선의 응력증가량 식을 제안하여 식의 검토를 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 검증을 위해 외부 강선의 유·무에 따른 두 개의 실험체를 제작하여 정적 하중 재하실험을 실시하였다. 실험의 연구 데이터를 비교 분석한 결과, 단면 보강용 외부 긴장강선의 사용으로 인하여 휨 성능이 증가하였다. 또한, 제안한 외부 강선의 응력증가량식을 사용하여 휨 강도를 산정한 결과값과 실험적 데이터를 비교한 결과 두 값이 거의 일치하였다. 결과적으로 단면 보강용 외부 긴장 강선으로 보강한 PSC I 보 휨 성능의 향상을 입증하였고, 제안된 응력증가량 식이 타당하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.261-271
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• 2006

앞 편의 논문에서 제안된 수치해석을 토대로 외부 비부착 강선에 의해 보강된 PSC 부재에 영향을 주는 여려 인자들을 분석하였다. 설계과정에서 반드시 고려되어야 할, 편향부에서의 미끌림, 편향부의 개수, 콘트리트의 시간의존적 변형, 긴장재의 응력이완, 그리고 하중이력의 영향과 같은 많은 설계변수들을 검토하였으며, 설계변수들의 연구를 통해 중요한 결과들을 얻었다. 나아가 최적 강선 배치형상이 작용하는 하중 형태에 의존하므로 외부 비부착 강선의 배치형%에 따른 구조물의 거동을 파악하기 위해 분석하였다. 이를 통해 편향부의 위치와 하중의 위치가 일치할 때 가장 안정적인 구조물의 거동을 보임을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.641-650
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• 2009

파랑하중을 받는 콘크리트 부유식 구조물의 부재력 산정식을 제시하였다. 기존의 설계식은 구조물의 길이와 파장 길이가 일치할 때에 적용이 가능하다. 그러나 대부분의 경우 구조물의 길이와 파장 길이가 일치하지 않기 때문에 비평형부력에 의한 추가적인 모멘트가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 부유구조물을 강체로 가정하고 비평형부력의 영향을 고려한 설계식을 제시하였다. 제안된 식의 타당성을 확인하기 위하여 강체거동하는 부유구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 이를 확인하였다. 그러나 초대형 부유구조물은 거대한 규모에 따른 유연성을 가지게 되므로 탄성거동하는 부유구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 강체거동에 근거한 설계식의 과대평가 양상을 파악하고자 하였다. 탄성변형을 고려하여 산정된 부재력은 강체거동으로 고려하여 산정된 부재력의 약 55%정도의 값으로 감소하는 것으로 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제28권6호
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• pp.1057-1065
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• 2010

최근 도시의 환경문제로 인하여 옥상녹화에 많은 관심이 집중되고 있다. 옥상녹화 기술의 핵심은 식물의 생육을 건전하게 유지하는 동시에 건축물에 미치는 하중을 최소화할 수 있는 토양층을 조성하는 것이다. 본 연구는 옥상 환경에서 관목류의 생육을 건전하게 유지하면서 하중을 최소화할 수 있는 최적의 저관리 녹화 시스템을 구명하기 위한 연구의 일환으로서 상록관목인 영산홍을 식물재료로 선정하고 펄라이트를 주재료로 한 토심 30cm, 45cm, 60cm의 인공토양층을 건축물 옥상에 조성한 후, 2001년부터 2008년까지 식물 생육, 토양의 물리적 화학적 특성 변화, 건축물에 미치는 하중에 대한 평가를 수행하였다. RS-A-45와 RS-A-60에서는 실험 기간 동안 100%의 식물 생존율을 나타냈고 RS-A-30과 RS-B-60에서는 2008년에 각각 33%와 67%의 식물 생존율을 나타냈다. RS-A-45에서는 지속적으로 가장 높은 생육량이 나타났고 토양의 물리적 화학적 특성도 가장 우수하게 나타났다. 조성 후 8년이 경과한 시점에서 식물체를 포함한 포장용수 시 RS-A-45의 총중량은 $376.6kg{\cdot}m^{-2}$으로 옥상 녹화 허용 적재하중인 $500kg{\cdot}m^{-2}$보다 상당히 낮아 하중 측면에서도 적합한 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.581-586
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• 2018

주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.

• 한국가스학회지
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• 제2권2호
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• pp.26-33
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• 1998

매설 천연가스배관의 두께는 ANSI B3l.8의 요건에 따라 주로 내압과 위치인자로 결정된다. 그러나 실제 매설배관 응력에는 내압뿐아니라 여러 외부인자들이 작용하여 매설조건과 환경조건이 변화되면 배관의 응력이 달라진다. 환경요인 변화에 따른 안전도 감소를 피하기 위하여 응력을 평가하는 작업이 수시로 필요하다. 내압, 토하중, 차량하중, 지반침하에 의한 매설배관의 응력을 계산하는 적절한 수식이 개발되었으나 비전문가가 사용하기에 매우 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 매설배관의 응력상태를 손쉽게 계산할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 토하중, 차량하중, 열하중 및 네 가지 지반침하 발생시 배관에 생기는 최대응력을 계산하는 것으로서, 응력은 수식 또는 FEM에서 유추한 그래프에서 얻은 값이다. 본 논문에서는 첫 번째 논문에 이어 프로그램 작동방법과 원리를 설명하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.208-215
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• 2021

본 연구에서는 북한 건설환경을 고려한 초고성능 콘크리트 프리캐스트 교량 시스템을 개발하고자 한다. 맞춤형 교량 시스템은 최근에 개발된 압축강도 120MPa 이상, 직접인장강도 7MPa 이상을 갖는 초고성능 콘크리트를 적용하여 설계, 제작 및 구조성능평가를 통하여 북한의 적용 가능성을 분석하였다. 설계를 위해 북한의 자동차짐(30, 40, 55)을 남한의 KL-510 하중과 비교한 결과, 하중이 증가함에 따라 단면이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 구조성능평가를 위하여 지간장 30m 교량 실험체를 초고성능 콘크리트를 이용하여 제작하였다. 휨 실험을 통하여 하중 분석을 수행한 결과, 설계하중 대비 측정하중은 초기균열하중상태에서 약 167%의 단면성능과 극한한계상태에서 약 134% 이상의 내하력을 확보하여 본 실험에서 요구하는 성능을 만족하였다. 이러한 결과는 기존의 강합성 거더교로 제작하는 장지간 교량 대비 약 11%의 상부공사비가 감소하는 것으로 분석되었다. 그러므로, 본 연구를 통하여 개발된 60m 이상 장지간 맞춤형 교량 시스템을 활용한다면 충분한 가격 경쟁력을 확보 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.825-836
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• 2022

건물이나 구조물 증축 시 사용되는 마이크로파일은 추가하중의 일부만을 지지하여 기존 말뚝의 경우 허용지지력을 초과하는 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 건물의 하중을 마이크로파일에 분배하고자 선압축 공법을 적용하였고, 정착성능을 개선한 웨지형 정착장치의 적용성을 확인하고자 실내재하시험을 수행하였다. 시험결과, 정착장치의 최대변형률은 항복변형률의 0.63배였고, 웨지와 콘크리트 사이 슬립발생량은 0.11 mm로 구조적인 기준을 만족하였다. 또한, 지반범용 해석프로그램인 MIDAS GTS를 활용하여 선행 압축하중, 토사층 두께, 선단 지반조건이 기존 말뚝과 마이크로파일의 반력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과, 선압축 하중의 크기가 증가할수록 기존말뚝의 반력이 감소하여 최대 36 %의 저감효과를 보였다. 토사층 두께가 5 m 증가됨에 따라 반력저감률은 4 % 감소하였고, 마이크로파일의 선단이 풍화암에 놓일 경우 풍화토와 비교하여 반력저감율이 14 % 증가하였다.