• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권3호
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• pp.205-215
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• 2017

본 연구에서는 10MW급 풍력하중을 받는 멀티기둥 타워시스템에 원형강관 부재의 구조안전성 및 경제성을 함께 검토하는 방식으로 부재 유용도에 근거한 개념설계의 예를 보였다. 단일 실린더형 타워를 대체할 수 있는 멀티기둥타워 구조의 구성에 관한 기본적인 가정을 정립하였고, 그에 따라 제안된 구조물을 모델링하고 해석하여 부재력을 확인하였다. 산정된 부재강도와 작용하중을 근간으로 제안된 멀티기둥타워의 각 부재별로 축력, 전단, 휨, 비틂에 대한 유용도가 산정되었고, 풍력타워로서의 적합성이 평가하였다. 멀티기둥 풍력타워의 개념설계에 채택될 수 있는 수준의 유용도 범위에서 강관 치수, 세장비 및 수평재 단수 등의 설계 매개변수를 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.25-34
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• 2003

최근 능력스펙트럼법, 직접변위기초설계법 등과 같은 성능에 기초한 내진 평가/설계법이 개발되어 사용되고 있다. 이들 방법은 구조물의 비선형 주기거동에 의한 에너지 소산능력을 고려함에 있어 부정확한 경험식에 의존하는 한계를 보이고 있다. 한편, 최근 연구에서 휨지배 철근콘크리트 부재에 대하여 여러 설계변수의 영향을 고려하여 주기거동에 의한 에너지 소산능력을 정확히 평가할 수 있는 방법이 개발되었다. 본 연구에서는 에너지 소산능력을 고려한 내진설계법에 대한 기초적인 연구로서, 최근 연구에서 개발된 에너지 소산능력 산정법을 이용한 철근콘크리트 전단벽 구조의 내진설계법을 개발하여, 기존의 내진설계법과 비교하였다. 제안된 설계법에서는 단면의 크기 및 형상, 축력, 철근비, 배근형태, 연성도 등과 같은 다양한 설계변수에 따른 에너지 소산능력의 변화를 정확히 고려하여 설계할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.221-229
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• 2012

NATM터널의 안정성 확보를 위해 지반조건이 불량한 경우 숏크리트에 격자지보나 H형강 등의 강지보를 보강하는 경우가 많다. 그러나 설계 시 강지보를 숏크리트가 경화되기 전 임시지보재로 간주하여 수치해석 시 고려하지 않는 것이 일반적이며, 수치해석에 고려하더라도 모델링 방법이 다양하다. 본 연구에서는 휨강도실험, 압축강도실험, 그리고 실대형실험을 통하여 강지보와 숏크리트 합성부재의 거동과 하중 부담률을 분석하였다. 또한 실험과 같은 조건에서 숏크리트와 강지보의 고려방법을 달리하여 수치해석을 실시하여 실험결과와 비교분석하였다. 연구결과 숏크리트와 강지보는 경계면에서의 미끄러짐(slip)으로 인하여 일체로 거동하지 않으며, 수치해석 시 휨모멘트는 강지보가 모두 부담하고 축력은 숏크리트와 강지보가 압축강성비에 따라 분담하는 것으로 고려하는 것이 적절한 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.566-577
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• 2002

비선형 정적해석법과 같은 발전된 지진 해석 및 설계방법은 강도, 연성도, 에너지 소산량으로 대표되는 철근콘크리트 부재의 주기거동을 정확하게 예측하는 것이 필요하게 되었다. 그러나 현재, 에너지 소산량의 평가는 정확하지 못한 경험식을 사용하거나 실무적으로 사용하기 어려운 실험이나 정교한 수치해석에 의존하고 있다. 본 연구에서는 주기하중을 받는 휨지배 철근콘크리트 부재의 주기거동특성을 연구하기 위하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 또한 압축력, 철근비, 배근형태 등이 주기거동에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 이러한 연구를 토대로 주기거동에 의한 에너지 소산량을 산정할 수 있는 약산법을 개발하였으며, 실험 및 수치해석 결과와의 비교를 통해 검증하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 현재사용되고 있는 경험식보다 더 정확하게 철관콘크리트 부재의 에너지 소산능력을 평가할 수 있으며, 실무에 쉽게 적용할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제9권2호
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• pp.131-158
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• 2009

This paper presents a modelling technique for the nonlinear analysis of composite steel-concrete beams with partial shear interaction. It extends the applicability of two stiffness elements previously derived by the authors using the direct stiffness method, i.e. the 6DOF and the 8DOF elements, to account for material nonlinearities. The freedoms are the vertical displacement, the rotation and the slip at both ends for the 6DOF stiffness element, as well as the axial displacement at the level of the reference axis for the 8DOF stiffness element. The solution iterative scheme is based on the secant method, with the convergence criteria relying on the ratios of the Euclidean norms of both forces and displacements. The advantage of the approach is that the displacement and force fields of the stiffness elements are extremely rich as they correspond to those required by the analytical solution of the elastic partial interaction problem, thereby producing a robust numerical technique. Experimental results available in the literature are used to validate the finite element proposed in the paper. For this purpose, those reported by Chapman and Balakrishnan (1964), Fabbrocino et al. (1998, 1999) and Ansourian (1981) are utilised; these consist of six simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing positive bending moment in the beams, three simply supported beams with a point load applied at mid-span inducing negative bending moment in the beams, and six two-span continuous composite beams respectively. Based on these comparisons, a preferred degree of discretisation suitable for the proposed modelling technique expressed as a function of the ratio between the element length and depth is proposed, as is the number of Gauss stations needed. This allows for accurate prediction of the nonlinear response of composite beams.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.454-464
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• 1987

본 연구에서는 충격하중하에서 고변형도 .epsilon.=ln(h/h$_{o}$ )＞1.0, 고변형도율 (.epsilon.＞$10^{3}$m/s/m)로 변형하는 재료에 대하여 응력, 변형도, 변형도율사이의 함수관 계를 유도하고, 다음과 같은 현상들을 규명하였다. (1) 고변형도율에서 응력, 변형 도, 변형도율사이의 함수관계식 유도. (2) 압축하중시 시편과 접촉부재사이의 접촉면 에서 발생하는 마찰영향의 조사. (3) 유동응력과 시편의 기하학적 형상사이의 관계식 유도. (4) 압축하중시 재료의 제동현상(lock-up phenomena)의 해석.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.43-49
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• 2019

본 논문에서는 쏘일네일 설계에 위상최적화 기법을 도입하여 비탈면 높이별로 필요로 하는 보강력을 최적화하였다. 최대 비탈면 높이에서의 최적설계 결과를 보강형상밀도화하여 비탈면의 높이 변화에 따라 적용 시 쏘일네일의 수평간격의 위상최적화가 가능하였다. 단계별로 비탈면 높이를 달리하여 한계평형해석을 수행하고 쏘일네일의 수평간격이 고정값일 때 초과되는 안전율을 확인하였다. 비탈면 높이에 따른 필요 보강력을 밀도화 함으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 쏘일네일의 축력을 보강형상밀도에 반영하기 위하여 유한요소법을 이용하여 부재력을 반영하였다. 보강형상밀도를 산정하여 비탈면 높이별로 위상최적기법을 적용 시 비탈면 높이마다 기준안전율을 만족하는 반복적인 재해석과정을 효과적으로 감소시킬 수 있어 수평간격을 위상 최적화하는 방법이 경제적인 설계에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.573-580
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• 2021

파라핀 왁스는 높은 후퇴율 때문에 하이브리드 로켓의 연료로 많은 각광을 받고 있다. 하지만 파라핀 연료의 연소에서도 비정상적인 저주파수 연소압력 진동이 관찰되고 있는데, 이는 연료 표면에 형성된 액체층과 액적의 유입과 관련이 있는 것으로 추론된다. 본 연구는 액적에 의한 추가적 연소와 저주파수 연소불안정 발생과의 관계를 분석하였다. 한편, 액적의 발생은 관성력과 액체의 표면장력의 비로 정의되는 We수(Weber Number)와 액체층의 Re수(Reynolds Number)에 따라 변화하는 것으로 알려져 있다. 따라서 일차적으로 실험실 규모의 로켓을 사용하여 We수에 따른 연소불안정의 발생여부를 관찰하였다. We수의 조절은 산화제 유량 변화를 통한 관성력의 변화와 LDPE(Low Density Polyethylene) 첨가에 의한 표면장력의 변화를 통해 시도하였다. 저주파수의 연소불안정의 발생은 특정한 We수 이상에서만 관찰되었고 임계 We수가 존재하는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.33-38
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• 2022

지속적인 폭염이 발생함에 따라 협착으로 인한 포장 솟음이나 교량 신축이음 파손 사례가 다수 발견되고 있다. 특히 교량에서의 협착은 구조물의 안전성을 위협하거나 장기적인 내구성을 저하시킬 수 있는 중요한 문제이다. 본 논문에서는 교량에 협착이 발생할 경우에 대한 구조해석 방법을 제시하고, 대표형식 교량에 대한 협착상태 구조해석을 수행하여 그 거동 영향을 확인하였다. 대표교량은 상부구조의 경우 콘크리트교와 강교, 하부구조의 경우 직접기초와 말뚝기초로 구분하여 선정하였으며, 측방유동압, 알칼리 골재반응에 의한 포장팽창, 뒤채움재의 Creep로 인한 침하를 협착에 대한 추가적인 하중으로 고려하였다. 구조해석 결과를 실제 측정된 유간 데이터와 비교하여 구조해석 방법을 검증하였다. 또한 협착에 의한 거동 영향 분석을 수행하여 축력이 증가함에 따른 상부구조의 형식별 안전율 변화 경향을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.747-756
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• 2008

본 논문에서는 전달길이에 영향을 미치는 인자에 따라 프리텐션 부재가 받는 동적 충격에 의한 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 위해 긴장재의 직경, 콘크리트의 피복 두께, 구속 철근과 비부착 구간의 유무, 긴장력 도입 방식을 변수로 한 10개의 프리텐션 콘크리트 부재를 제작하고, 긴장재에 부착한 전기 저항식 변형률 게이지를 통하여 부재에 긴장력 도입 시 변형률 변화를 동적으로 측정하였다. 실험 결과, 순간 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 절단단부에서 큰 동적 효과가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 변형률 변화량으로 각 부재의 긴장력을 비교한 결과, 각 인자에 따라 차이가 존재하는 것을 확인했다. 직경 15.2 mm 강선보다 12.7 mm 강선의 잔류 긴장력 비율이 더 컸으며, 75 mm의 콘크리트 피복 두께만으로도 충분한 구속 효과를 기대할 수 있는 것으로 판단된다. 구속 철근의 영향은 미미했고, 비부착 구간의 영향으로 잔류 긴장력이 향상되었다. 순간 전달 방식보다 지연 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 긴장력 손실이 적은 것으로 확인되었다.