• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.4950-4959
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• 2015

공공시설물의 대형화 및 도심지로의 인구 밀집화에 따라 충돌 또는 폭발과 같은 하중조건 하에서의 구조물 방호성능의 중요성이 대두되고 있다. 그러나, 구조물의 방호설계 및 시공에 있어서 필수적이라 할 수 있는 구조재료 또는 자재에 대한 기술개발은 제대로 이루어지고 있지 않은 실정이다. 이에, 본 연구에서는 고성능 섬유보강 시멘트 복합재로의 기본적인 방호성능 및 방호용 자재로서의 적용 가능성을 파악하고자 40 mm 가스건을 사용한 충격 파괴시험을 수행하였다. 실험 수행 결과, 고성능 섬유보강 시멘트 복합재료에 있어서 시멘트 매트릭스의 강도 및 보강섬유가 방호성능 향상에 도움이 됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.249-254
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• 2017

본 논문에서는 가속도계와 속도계를 활용한 단기 동적변위 산정기법을 소개한다. 본 기법에서 변위는 측정된 가속도와 속도 데이터를 칼만필터 기반 실시간 융합 알고리즘에 적용하여 추정된다. 기존 변위센서(LVDT, LDV, Vision 등)는 고정된 지지점과 설치를 위해 별도의 가설물을 필요로 했기 때문에 지진 발생 시나 해상교량 적용에 한계가 있었다. 또한 Laser/Vision 기반 센서의 경우 시야확보가 어려운 경우 활용이 제한된다. 본 기법에서는 부착식 센서인 가속도계와 속도계를 활용하기 때문에, 고정된 지지점이 필요 없을뿐더러 부착만 되면 시야확보 여부로부터 자유롭다. 따라서, 지진, 해상교량뿐만 아니라 화재 시에도 적용 가능하다. 변위추정을 위해 누적되는 가속도의 이중적분 오차는 속도 계측치로 보정되며, 실험실 규모 테스트를 통해 해당 기법을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권2호
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• pp.189-213
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• 2020

Stainless-clad (SC) bimetallic steels that are manufactured by metallurgically bonding stainless steels as cladding metal and conventional mild steels as substrate metal, are kind of advanced steel plate products. Such advanced composite steels are gaining increasingly widespread usage in a range of engineering structures and have great potential to be used extensively for large civil and building infrastructures. Unfortunately, research work on the SC bimetallic steels from material level to structural design level for the applications in structural engineering field is very limited. Therefore, the aim of this paper is to investigate the material behaviour of the SC bimetallic steels under the cyclic loading which structural steels usually could encounter in seismic scenario. A number of SC bimetallic steel coupon specimens are tested under monotonic and cyclic loadings. The experimental monotonic and cyclic stress-strain curves of the SC bimetallic steels are obtained and analysed. The effects of the clad ratio that is defined as the ratio of the thickness of cladding layer to the total thickness of SC bimetallic steel plate on the monotonic and cyclic behaviour of the SC bimetallic steels are studied. Based on the experimental observations, a cyclic constitutive model with combined hardening criterion is recommended for numerical simulation of the cyclic behaviour of the SC bimetallic steels. The parameters of the constitutive model for the SC bimetallic steels with various clad ratios are calibrated. The research outcome presented in this paper may provide essential reference for further seismic analysis of structures fabricated from the SC bimetallic steels.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.549-557
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• 2022

건설 현장, 특히 토목 분야 시공 프로젝트의 경우 다양한 요인에 따라 프로젝트 진척상황을 파악하고 공사/공정을 모니터링 하는데 어려움이 따른다. 본 연구에서는 건설 프로젝트, 특히 토목 시공 프로젝트의 생애주기 중 주요 과정 중 하나인 공사/공정관리 모니터링 단계에서의 무인비행장치의 활용가능성에 대하여 분석하고 그 방법에 대하여 고찰하고자 한다. 먼저, 본 연구에서 도출한 건설 현장의 특징을 극복하기 위하여 공사/공정관리 모니터링 과정에 대하여 먼저 분석을 수행하고, 현재 드론 기기의 특성에 맞는 활용 방법에 대하여 분석을 수행하였다. 이를 바탕으로 하여 토목 현장 관리를 위한 필수 데이터인 정사영상 및 포인트 클라우드 데이터를 취득하기 위한 시스템을 개발하였으며 시스템 적용가능성에 대한 분석을 수행하였다. 대표적인 토목 현장인 도로 프로젝트를 대상으로 테스트베드를 수행하여 무인비행장치의 현장 활용가능성에 대한 검토 역시 진행하였다. 테스트 베드 수행 결과 개발된 시스템의 건설 현장 관리 적용 가능성 및 실용성을 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 무인비행장치를 활용하여 취득하고 분석한 데이터가 실질적으로 시공/공정 관리 정보로서 활용될 수 있도록 기반을 마련될 수 있도록 제도적, 기술적 보완을 위한 연구가 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.429-440
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• 2014

세계적으로 충돌, 테러, 화재, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으나, 실제 극한하중에 대한 사회주요기반시설구조물의 방호 및 방재개념이 설계에 반영되고 있지 못하는 실정이다. 특히, 교량, 터널, 원전격납구조물, 가스탱크 등의 주요 시설물에 적용되고 있는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 구조물에 대한 극한하중 연구는 미흡한 실정이다. 또한, 테러, 폭격, 차량 및 선박 등의 충돌 사고 이후 2차적으로 발생 가능한 화재에 대한 사회적 관심 및 불안감이 고조됨에 따라, 단순한 단일 극한하중이 아닌 복합손상 시나리오에 대한 구조물의 검토가 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 $1,400{\times}1,000{\times}300mm$ 부재의 양방향에 430kN의 긴장력을 준 비부착 프리스트르레스트 콘크리트 패널부재를 제작하여, 충돌, 화재 하중 뿐만 아니라, 충돌 후 화재의 복합손상을 실험적으로 검토하였다. 이방향 프리스트레스트 콘크리트의 충돌저항성능은 실험조건에 맞춰 14kN의 추를 10m, 3.5m의 높이의 실험으로 구성하였으며, 화재저항성능은 5분 이내에 $1,200^{\circ}C$의 화재하중을 가할 수 있는 RABT 화재 시나리오를 적용하여 극한저항성능을 검토하였다. 또한 충돌, 화재, 충돌 후 화재에 의해 손상을 받은 PSC 및 RC 시편의 잔류구조성능을 손상 받지 않은 시편들과 비교 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 및 화재해석 및 방호설계 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.141-145
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• 2018

본 논문에서는 이단계 칼만필터를 활용한 구조물의 3 자유도 동적변위 계측 시스템을 소개한다. 개발 시스템은 센서 모듈, 베이스 모듈, 컴퓨테이션 모듈로 구성되어 있다. 센서 모듈은 100Hz 샘플주파수의 고정밀 가속도를 계측하는 포스피드백 가속도계와 10Hz의 샘플주파수의 저정밀도의 속도, 변위를 계측하는 저가의 RTK-GNSS로 구성되어 있다. 계측된 데이터는 LAN 케이블을 통하여 컴퓨테이션 모듈로 전송되고, 컴퓨테이션 모듈에서 이단계 칼만필터를 활용하여 100Hz 샘플주파수의 고정밀 변위를 실시간으로 산정한다. 개발 시스템의 변위 계측 정밀도를 검증하기 위해 미국, 캘리포니아에 위치한 San Francisco-Oaklmand Bay bridge 에서 현장 실험을 수행하였으며, 실험 결과 1.68mm RMS 오차를 보임을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권2호
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• pp.251-267
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• 2020

Transmission tower-line systems have come to represent one of the most important infrastructures in today's society. Recent strong earthquakes revealed that transmission tower-line systems are vulnerable to earthquake excitations, and that ground motions may arrive at such structures from any direction during an earthquake event. Considering these premises, this paper presents experimental and numerical studies on the dynamic responses of a 1000 kV ultrahigh-voltage (UHV) transmission tower-line system under different seismic incidence angles. Specifically, a 1:25 reduced-scale experimental prototype model is designed and manufactured, and a series of shaking table tests are carried out. The influence of the seismic incidence angle on the dynamic structural response is discussed based on the experimental data. Additionally, the incidence angles corresponding to the maximum peak displacement of the top of the tower relative to the ground (referred to herein as the critical seismic incidence angles) are summarized. The experimental results demonstrate that seismic incidence angle has a significant influence on the dynamic responses of transmission tower-line systems. Subsequently, an approximation method is employed to orient the critical seismic incidence angle, and a corresponding finite element (FE) analysis is carried out. The angles obtained from the approximation method are compared with those acquired from the numerical simulation and shaking table tests, and good agreement is observed. The results demonstrate that the approximation method can properly predict the critical seismic incidence angles of transmission tower-line systems. This research enriches the available experimental data and provides a simple and convenient method to assess the seismic performance of UHV transmission systems.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.41-48
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• 2021

In cold regions, the integrity of the infrastructures built on weak soils can be extensively damaged by weathering actions due to the cyclic freezing and thawing. This damage can be mitigated by exploiting soil stabilization techniques. Generally, ordinary Portland cement (OPC) is the most commonly used binding material for investigating the chemo-hydromechanical behavior. However, due to the environmental issue of OPC producing a significant amount of carbon dioxide emission, calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be used as one of the eco-sustainable alternatives. Although recently several studies have examined the strength development of CSA treated sand, no research has been concerned about CSA cement-stabilized sand affected by cyclic freeze and thaw. This study aims to conduct a comprehensive laboratory work to assess the effect of the cyclic freeze-thaw action on strength and durability of CSA cement-treated sand. For this purpose, unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed on the stabilized soil specimens cured for 7 and 14 days which are subjected to 0, 1, 3, 5, and 7 freeze-thaw cycles. The test results show that the strength and durability index of the samples decrease with the increase of the freeze-thaw cycles. The loss of the strength and durability considerably decreases for all soil samples subjected to the freeze-thaw cycles. Overall, the use of CSA as a stabilizer for sandy soils would be an eco-friendly option to achieve sufficient strength and durability against the freeze-thaw action in cold regions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.162-162
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• 2022

Stormwater management is an essential component of land-use planning and development. Due to the additional challenges posed by climate change and urbanization, various stormwater management schemes have been developed to limit flood damages and ease water quality concerns. Nature-based solutions (NBS) are increasingly used as cost-effective measures to manage stormwater runoff from various land uses. Specifically, constructed wetlands were already considered as socially acceptable green stormwater infrastructures that are widely used in different countries. There is a large collection of published literature regarding the effectiveness or efficiency of constructed wetlands in treating stormwater runoff; however, metadata analyses using bibliographic information are very limited or seldomly explored. This study was conducted to determine the trends of publication regarding stormwater treatment wetlands using a bibliometric analysis approach. Moreover, the research productivity of various countries, authors, and institutions were also identified in the study. The Web of Science (WoS) database was utilized to retrieve bibliographic information. The keywords ("constructed wetland*" OR "treatment wetland*" OR "engineered wetland*" OR "artificial wetland*") AND ("stormwater*" or "storm water*") were used to retrieve pertinent information on stormwater treatment wetlands-related publication from 1990 up to 2021. The network map of keyword co-occurrence map was generated through the VOSviewer software and the contingency matrices were obtained using the Cortext platform (www.cortext.net). The results obtained from this inquiry revealed the areas of research that have been adequately explored by past studies. Furthermore, the extensive collection of published scientific literature enabled the identification of existing knowledge gaps in the field of stormwater treatment wetlands.

• 공학교육연구
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• 제13권6호
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• pp.152-163
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• 2010

토목공학은 사회와 인류 발전에 필요한 사회기반시설물의 건설과 관리를 주로 담당해 왔던 학문이기 때문에 고대 사회로부터 지속적으로 발전해 왔지만 그 변화의 속도나 첨단기술 도입의 측면에서는 다소 보수적인 측면이 있다. 또한 사회 인프라 전반을 다루기 때문에 구조, 지반, 수공, 환경, 측량, 건설관리 등과 같은 매우 광범위한 분야를 포함하게 된다. 주로 시장의 이익을 주요 목적으로 하는 제조업 기반의 학문 분야들, 예컨대 기계공학, 화학공학, 재료공학과는 다른 특성을 갖게 된다. 따라서 타 공학전공 분야에서 활용되고 있는 종합설계 개념을 공공기반의 이익을 목적으로 하는 토목공학 분야에 그대로 적용하는 데 는 다소 문제가 있을 수 있다고 본다. 그러므로 본 논문에서는 현재 연세대학교 사회환경시스템공학부에서 운영하고 있는 종합 설계과목의 교육내용과 변화, 그리고 운영방식을 소개.설명하여 토목공학 분야에 적합한 종합설계과목의 운영방법을 논의하고자 한다. 또한 학부 수강생들의 강의 평가결과 및 학습성과를 분석하여 개선된 종합설계과목의 타당성을 객관적으로 평가하고자 하였다.