• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.95-104
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• 2008

본 연구에서는 경부고속철도상의 대표적인 교량인 2경간 연속보 형태의 고속철도 교량에 대하여 동적거동을 해석하고 공진발생의 감소방안들을 제시하였다. 하중은 한국형 고속철도하중인 총길이 380.15 m의 TGV-K 열차(2P+18T)가 일정한 속도로 이동하는 것으로 하였다. 동적거동을 모사하는 지배방정식은 질량과 강성이 분포된 연속계에서 만들어진 편미분방정식을 이용하여 구하였으며 Duhamel 적분을 이용한 모달계수의 처리를 수반하는 모드중첩법을 이용하여 동적해석을 수행하였다. 열차의 주행속도에 관계없이 동적거동을 급격히 감소시킬 수 있는 지간장이 존재하였으며 지금까지 연구된 단순보 형태의 교량에서 분석된 결과와는 달랐다. 열차의 주행속도에 의존하여 동적응답이 급격히 증가되어 공진현상을 일으키는 경우에도 공진을 감소시킬 수 있는 여러 방안들을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.465-471
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• 2006

지진과 같은 동적 반복하중을 받는 강구조물의 이력거동을 구현하기 위해서는 사용된 강재의 정 동적 상태에서의 응력-변형률 관계 및 특성을 고려한 동적반복소성모델이 필요하다. 본 연구에서는 SM490강재의 정 동적 단조 및 반복하중 실험을 수행하여 역학적 특성 및 응력-변형률 관계를 명확히 하였다. 그리고 실험결과에 기초하여 SM490강재의 동적반복소성모델을 제안하였으며 이를 유한변위이론에 기초한 3차원 탄소성 유한요소해석에 적용하였다. 실험시편을 모델링하여 정 동적 단조, 반복 및 변형률속도변화에 따른 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였으며 이를 실험결과와 비교하였다. 비교를 통하여 본 연구에서 개발한 해석기법이 강부재의 정 동적 변형상태를 정도있게 예측할 수 있음을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.591-601
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• 2008

이 연구의 목적은 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각의 성능을 파악하는데 있다. 프리캐스트 교각 시스템은 현장에서의 작업을 줄이고 공사기간의 단축을 가져올 수 있다. 전단저항 연결체를 갖는 프리캐스트 세그먼트 교각 실험체에 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 준정적 실험을 수행하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 새롭게 수정된 접합요소는 세그먼트 접합부의 비탄성거동을 예측할 수 있다. 제안된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 성능을 비교적 정확하게 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5C호
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• pp.343-350
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• 2006

국내 기초구조물에 대한 저항계수 산정 및 하중저항계수설계법(LRFD) 개발의 일환으로 항타강관말뚝에 대한 저항편향계수를 산정하였다. 정재하시험 및 지반조사 자료를 수집하여 국내외의 기준에 따른 극한지지력을 산정한 후 말뚝의 대표 극한지지력을 결정하였다. 자료의 통계분석 결과에 기초하면, Davisson 기준이 말뚝의 극한지지력을 가장 합리적으로 평가하는 것으로 나타났다. 정역학적 지지력 공식과 N치를 이용한 Meyerhof 경험식을 이용하여 설계 극한지지력을 산정하였다. 이들 자료의 비교 분석을 통해 항타강관말뚝의 저항편향계수는 정역학적 지지력공식과 Meyerhof 경험식에 대해 각각 0.98, 1.46으로 산정되었다. 또한 두 가지 지지력 산정방법 중 정역학적 지지력공식의 불확실성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.277-286
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• 2010

케이블을 이용하여 장경간을 필요로 하는 교량의 시공은 일반적으로 불완전 한 구조계인 교량의 선단에 데릭 혹은 무한궤도 크레인을 설치하여 수상 및 육상으로 이송되는 교량 상판을 리프팅하여 시공하게 된다. 이와 같은 경우 일차적으로 과도한 크레인의 자중으로 인하여 불완전한 구조계에 결함을 발생시킬 수 있으며, 또한 하부 수송으로 인한 추가 비용 및 공기를 소요하게 된다. 본 연구에서는 이러한 기존 시공방법을 개선하고자 개발된 교량 일 측에 편중 가능하고, 가동 붐을 설치하여 후방 이송 자재를 시공 지점으로 운반, 가설이 가능한 데릭 크레인의 시공 단계를 정의하여 수치해석을 수행하였다. 데릭 크레인의 하중 재하 점을 고정부 4점으로 단순화하였으며, 가동 붐의 수직/수평 회전 범위를 고려하여 반력을 산정하였다. 또한 크레인의 '휴지' 및 '작업 중'의 단계로 나누어 가동 붐 및 강형, PC Slab에 의하여 발생하는 휨 모멘트를 시공단계에 반영하였다. 본 연구에 고려된 데릭 크레인은 접속교를 통한 육상 작업으로 시공 기간 및 비용을 줄일 수 있으며, 크레인 자체의 작은 중량으로 시공 중 재하 하중 감소를 꾀할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.583-603
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• 2023

최근 기계식 터널 굴착기술의 발전과 수압을 받는 해저철도 터널의 특성 상 쉴드TBM 공법이 해저철도 터널 설계 및 시공에 널리 적용되고 있다. 해저철도 터널은 일반적인 지중응력상태에서 거동하지 않고 외부 수압이 상시재하되는 상태이며 지진 시 지진파의 증폭에 의한 영향을 받게 된다. 특히 연약지반, 연약토사-암반 복합지반, 단층파쇄대 등 다양한 지반조건 하에서 작용하는 지진하중은 터널 변위 및 지보재 응력의 급격한 변화를 초래하여 터널 안전성에 큰 영향을 미친다. 또한 지진하중의 주기특성, 지진파형, 최대가속도 등의 재하조건에 따라 지반 및 터널의 동적 응답이 달라지며 이는 지반조건과 결합하여 더욱 복잡한 지반-터널 구조물계의 거동을 보여주게 된다. 본 연구에서는 해저철도 터널의 동적거동 평가를 위하여 수압을 고려하여 지반-터널 구조물계 전체를 유한차분해석 기법으로 모델링 하고 상호 지진 시 구조물 응답을 분석하였다. 해저철도 터널의 지진 시 동적 거동에 영향을 미치는 주요 인자는 지반조건과 지진파이므로 가상 지반조건에 따라 총 6가지의 해석 Case를 설정하였다. 가상 지반조건은 해석 대상영역의 지반이 모두 토사(풍화토)인 경우(Case-1), 모두 암반(경암)인 경우(Case-2), 터널 진행방향(종방향)으로 토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-3), 암반 내 폭이 상대적으로 좁은 파쇄대(w = 2.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-4), 터널 진행방향(종방향)으로 연약토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-5), 암반 내 폭이 상대적으로 넓은 파쇄대(w = 10.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-6)으로 구분하여 각각 모델링을 수행하였다. 해석 결과 지진에 의한 수평변위는 지반물성 증가에 따라 커지는 경향을 나타내었으나 주변 지반의 구속효과와 강성 세그먼트로 결합된 쉴드터널 구조물의 특성으로 인하여 다소 억제되는 경향도 함께 관찰되었다. 세그먼트의 부재력은 변위 발생 경향과는 달리 지반 강성이 약할수록 현저히 증가하는 경향을 나타내었으며 오히려 변위 억제 효과에 따른 부재력 증가가 뚜렷하게 관찰되는 특성을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.63-75
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• 2017

해양환경에서 파랑-구조물 상호작용의 정확한 예측은 극한 환경조건에 노출 된 고정식 및 부유식 해양구조물의 안전성과 설계비용 효율성에 있어서 중요하다. 본 연구에서는 규칙파 와 원형 기둥의 파랑-구조물 상호작용을 해석하였다. 3차원 이상유동(two-phase flow)을 해석하기 위해 오픈소스 전산유체역학 라이브러리인 OpenFOAM을 사용하였다. 수치파랑수조에서 파를 생성 및 흡수하기 위해 소스항을 이용한 relaxation method를 적용하였다. 수치기법을 검증하기 위해 심해조건에서 생성된 2차 stokes 파형은 이론적인 해와 비교하였다. 검증과정을 통해 파장과 진폭에 대한 길이 및 높이 방향의 격자크기를 정하였다. 원형 기둥에 작용하는 파랑 하중과 wave run-up을 계산하고 기존의 실험 데이터와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.245-252
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• 2016

상부 탑재형 노내계측기(TM-ICI) 개발은 원자로하부헤드 대신 원자로상부헤드로 계측기를 삽입함으로써 중대사고 위험을 줄이기 위해 진행 중이다. 이 개발 과제의 일환으로, NUREG/CR-6909와 Code Case N-761의 두 방법에 따라 TM-ICI 노즐에 대한 환경피로평가가 수행되었다. TM-ICI 노즐은 level A, level B 및 시험 조건에서의 과도조건에 따른 하중을 받는데 이에 대해 피로평가를 해야 한다. 원자로냉각재환경이 고려된 TM-ICI 노즐의 누적사용계수는 1이하로 평가되었고, 이는 ASME Code 허용기준을 만족한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.11-18
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• 2012

철근콘크리트 구조물은 시간의 흐름과 환경의 변화에 의하여 노후화 및 부실화가 진행된다. 따라서 강도와 사용성이 저하되고, 결국에는 구조물 수명의 단축은 물론, 안전성도 줄어든다. 따라서 본 연구에서는 성능저하로 안전성이 떨어진 구조물의 내하력을 증진시키고, 기존 공법보다 내구성을 향상시켜서 구조물의 수명을 증가시키는 보강공법을 개발하고자 하였다. 이를 위해 보강재 양을 쉽게 조절할 수 있고 기존 콘크리트 구조물과 보강재를 일체화시킴으로서 하중재하 시에 보강재와 기존 콘크리트가 같이 거동할 수 있도록 진공함침을 이용하는 보강공법을 개발하였다. 휨 실험의 경우, 진공함침으로 2겹에 해당하는 보강, 섬유시트 2겹 보강, 진공함침으로 1겹 에 해당하는 보강, 섬유시트 1겹 보강, 무보강한 실험체의 순으로 최대강도를 보였다. 또한, 섬유보강재가 열악한 환경에 노출되었을 때의 내구성에 대한 확인결과, 모든 환경에 대한 잔류 인장강도가 90% 이상을 상회하였다. 이는 본 연구에 사용된 섬유보강재가 열악한 환경에 대해 저항성이 우수하기 때문으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6A호
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• pp.399-408
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• 2011

최근 스마트 센서를 활용한 구조물의 건전성 모니터링 및 손상 탐색 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 광섬유 센서 중 하나인 FBG(fiber Bragg grating) 센서는 경량이고, 내구성이 좋으며, 전자기적 영향이 없을 뿐 아니라 한 가닥으로 여러 지점에서의 계측이 가능한 장점을 가지고 있어 많은 연구와 적용이 시도되고 있다. 이 논문에서는 이러한 FBG 센서를 활용하여 재킷식 해양구조물에 발생하는 손상을 탐색하는 연구를 수행하였으며, 특히 구조물에서 계측된 자료로부터 여러 환경요인을 제거하고 보다 손상에 민감한 특성을 보기 위하여 주성분 분석 기법 적용에 관한 연구를 중점적으로 수행하였다. 제안한 방법의 검증을 위하여 시험조류발전소 구조물의 축소 모델을 활용하여 하중 및 온도 등의 외부 환경이 다른 조건에서 실내 실험을 수행하였고, 이로부터 본 논문에서 제안한 방법이 외부 환경의 영향을 최소화하여 보다 손상을 민감하게 탐색함을 확인하였다.