• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.149-165
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• 2016

Floods have been known to be one of the main causes of bridge collapse. Contrary to earthquakes, flood events tend to occur repeatedly and more frequently in rainfall areas; flood-induced damage and collapse account for a significant portion of disasters in many countries. Nevertheless, in contrast to extensive research on the seismic fragility analysis for civil infrastructure, relatively little attention has been devoted to the flood-related fragility. The present study proposes a novel methodology for deriving flood fragility curves for bridges. Fragility curves are generally derived by means of structural reliability analysis, and structural failure modes are defined as excessive demands of the displacement ductility of a bridge under increased water pressure resulting from debris accumulation and structural deterioration, which are known to be the primary causes of bridge failures during flood events. Since these bridge failure modes need to be analyzed through sophisticated structural analysis, flood fragility curve derivation that would require repeated finite element analyses may take a long time. To calculate the probability of flood-induced failure of bridges efficiently, in the proposed framework, the first order reliability method (FORM) is employed for reducing the required number of finite element analyses. In addition, two software packages specialized for reliability analysis and finite element analysis, FERUM (Finite Element Reliability Using MATLAB) and ABAQUS, are coupled so that they can exchange their inputs and outputs during structural reliability analysis, and a Python-based interface for FERUM and ABAQUS is newly developed to effectively coordinate the fragility analysis. The proposed framework of flood fragility analysis is applied to an actual reinforced concrete bridge in South Korea to demonstrate the detailed procedure of the approach.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.183-191
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• 2003

본 연구는 예압 가새로써 내진 보강된 RC 골조의 보강 효과를 3차원적으로 조사함이 그 목적이다. 이를 위해, 먼저 4층 규모의 RC 골조에 극한 하중을 가한 후 예압 가새를 이용하여 보강하되 보강 위치에 따라 3경우로 나누어 해석을 수행해보았다. 해석 방법으로써, 본 연구자가 앞서 행한 연구 결과에 의해 정적 붕괴 해석법이 비선형 동적 시간 이력 해석법의 대안책으로 훌륭히 쓰일 수 있음을 밝힌바 있기 때문에 정적 붕괴 해석만 적용하여 보강 전의 해석 및 보강 후의 영향에 대해서 평가하였다. 그 결과, 외주부에 설치한 가새가 커다란 비틀림 저항을 발휘했으며 예압 가새로 인해 골조에 균등한 강성 변화가 유도되어 급격한 파괴가 발생하지 않는 효과를 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.102-110
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• 2005

익산-장수 고속도로 ○ ○ 공구에 위치한 ○ ○ 터널 저토피 계곡구간에서 시공 중 붕락이 발생하였다. 본 구간은 TSP 탐사 및 시추조사 등을 통해 불연속면이 예측되었으나, 굴착 중 실제 암질이 비교적 양호하고 막장이 안정되어 암반 등급을 상향 변경하여 시공하였다. 그러나 굴착 중 발파와 동시에 붕락이 발생하였으며, 터널 막장 상부 8 m 부분의 붕락과 함께 지상 구간의 침하에 따른 계곡수 및 지하수 유입으로 진행되었다. 붕락구간 복구를 위해 붕락원인 분석, 보강공법의 선정 및 3차원 터널 안정성 해석을 실시하였고, 막장 상부 공동부는 팽창성 경량 콘크리트로 충진 후, 강관다단 그라우팅 공법으로 안정화시키고, 터널 상부 지반 침하부에서는 계곡수로 이설 후, 시멘트밀크 그라우팅 공법에 혼용된 약액 그라우팅 공법으로 지반보강 및 차수를 실시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.304-310
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• 2018

본 연구에서는 경량 기포 콘크리트의 부피 안정성을 확보하기 위해 소포를 저감시킬 수 있는 요소들을 레올로지 특성을 연계하여 분석하였다. 실험계획으로는 비빔시간, 물-결합재비, 증점제, 기포제, 폐지 첨가량에 대한 변화로 각 요인을 통해 실험하였다. 먼저 과도한 비빔과 기포제의 첨가량에 의해 발생한 다량은 기포는 슬러리 내에서 불안정한 상태로 존재하여 침하를 발생시킨다. 특히 기포제의 경우 계면활성제로써 물에 영향을 미치므로 배합 계획 시 물에 대한 질량비로 계획해야할 것으로 판단된다. 또한 레올로지 특성을 통해 경량 기포 콘크리트의 소성점도와 소포량이 반비례관계를 가진 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 경량 기포 콘크리트의 소포를 저감시킬 수 있는 요소들을 분석함으로써 경량 기포 콘크리트의 배합 조건에 대한 기초적인 자료를 제공될 것으로 판단된다.

• Advances in Computational Design
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• 제4권1호
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• pp.53-72
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• 2019

Safety measures for tower cranes are extremely important among the seismic countermeasures at high-rise building construction sites. In particular, the collapse of a tower crane from a high position is a very serious catastrophe. An example of such an accident due to an earthquake is the case of the Taipei 101 Building (the author was the project director), which occurred on March 31, 2002. Failure of the bolted joints of the tower-crane mast was the direct cause of the collapse. Therefore, it is necessary to design for this eventuality and to take the necessary measures on construction sites. This can only be done by understanding the precise dynamic behavior of mast joints during an earthquake. Consequently, we created a new hybrid-element model (using beam, shell, and solid elements) that not only expressed the detailed behavior of the site joints of a tower-crane mast during an earthquake but also suppressed any increase in the total calculation time and revealed its behavior through computer simulations. Using the proposed structural model and simulation method, effective information for designing safe joints during earthquakes can be provided by considering workability (control of the bolt pretension axial force and other factors) and less construction cost. Notably, this analysis showed that the joint behavior of the initial pretension axial force of a bolt is considerably reduced after the axial force of the bolt exceeds the yield strength. A maximum decrease of 50% in the initial pretension axial force under the El Centro N-S Wave ($v_{max}=100cm/s$) was observed. Furthermore, this method can be applied to analyze the seismic responses of general temporary structures in construction sites.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.5-12
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• 2011

본 연구는 강우로 인한 산사태 발생 시 강우강도, 강우지속시간, 비탈면 경사, 지반조건등에 따른 파괴 원인을 분석하여 산사태를 사전에 예측하기 위해 산사태 붕괴특성을 알아보고자 인공강우장치를 이용한 실제사면 크기에 근접한 대대형모형토조와 소형모형토조로 실험을 실시하였다. 육안상의 붕괴 형태 및 간극수압, 토압, 함수비, 지중변위 등의 계측결과에 대한 비교연구를 통해 모형토조연구에 있어 크기에 따른 산사태 메커니즘 분석과 소형모형토조 실험에 대한 산사태 모형실험으로서의 검증 실험을 수행하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제21권5호
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• pp.515-530
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• 2021

In a tall reinforced concrete (RC) core wall system subjected to strong ground motions, inelastic behavior near the base as well as mid-height of the wall is possible. Generally, the formation of plastic hinge in a core wall system may lead to extensive damage and significant repairing cost. A new configuration of core structures consisting of buckling restrained braced frames (BRBFs) and RC walls is an interesting idea in tall building seismic design. This concept can be used in the plan configuration of tall core wall systems. In this study, tall buildings with different configurations of combined core systems were designed and analyzed. Nonlinear time history analysis at severe earthquake level was performed and the results were compared for different configurations. The results demonstrate that using enough BRBFs can reduce the large curvature ductility demand at the base and mid-height of RC core wall systems and also can reduce the maximum inter-story drift ratio. For a better investigation of the structural behavior, the probabilistic approach can lead to in-depth insight. Therefore, incremental dynamic analysis (IDA) curves were calculated to assess the performance. Fragility curves at different limit states were then extracted and compared. Mean IDA curves demonstrate better behavior for a combined system, compared with conventional RC core wall systems. Collapse margin ratio for a RC core wall only system and RC core with enough BRBFs were almost 1.05 and 1.92 respectively. Therefore, it appears that using one RC core wall combined with enough BRBF core is an effective idea to achieve more confidence against tall building collapse and the results demonstrated the potential of the proposed system.

• 국제학술발표논문집
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• The 6th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.324-327
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• 2015

Scaffold is the most commonly used equipment in various types of construction works. Since various types of construction works use the same scaffold equipment, it becomes more difficult to be controlled and managed, thus resulting hazard frequently. According to the information announced in July 2012 by Council of Labor Affairs Executive Yan, the site collapse or incomplete anti-falling protection has led the site to accident frequently, and this is the main reason that causes construction industry occupational disasters. The labor death occupational hazard ratio rises up to 13% in scaffold activity, and the Council of Labor Affairs Executive Yan has showed that the death ratio is higher when using the scaffold in construction site, the total number of death has reached to 139 from 2005 to 2010. In order to ensure the safety of scaffold user, this study tends to build a wireless sensor monitoring system to detect the reliability and safety of the scaffold. The wireless sensor technique applies in this study is different with the traditional monitoring technique which is limited with wired monitoring. Wireless sensor technique does not need wire, it just needs to consider the power supply for establishing the network and receiving stable information, and it can become a monitoring system. In addition, this study also integrates strain gauge technique in this scaffold monitoring system, to develop a real-time monitoring data transfer mechanism and replace the traditional wired single project monitoring equipment. This study hopes to build a scaffold collapse monitoring system to effectively monitor the safety of the scaffold as well as provide the timesaving installation, low-cost and portable features.

• Applied Microscopy
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• 제41권4호
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• pp.277-284
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• 2011

강한 산화력과 소독효과로 인해 광범위하게 사용되고 있는 안정화 이산화염소(S-$ClO_2$)의 근육조직에 대한 부패억제 효과를 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 본 실험을 위해 8주령 SD계 흰쥐 골격근(skeletal muscle)을 사용하였고, 안정화 이산화염소를 처리하지 않은 대조군과, 안정화 이산화염소의 분말과 수용액을 처리한 실험군으로 분류하여 광학 및 투과전자현미경으로 관찰하였다. 광학현미경 관찰 결과, 대조군 1일부터 근섬유막이 분리되기 시작하였고 핵의 붕괴가 관찰되었다. 2일군에서는 근섬유막이 붕괴되어 근섬유의 형태만 남아 있었고, 근원섬유도 붕괴되는 양상을 나타내었다. 3일군 이후 대조군의 경우는 대부분의 근섬유막과 결합조직의 붕괴로 근섬유의 구분이 불분명하였다. 실험군의 경우, 3일군에서 근섬유 사이 결합조직의 부분적인 붕괴가 관찰되었다. 그러나 4, 5일군에서도 3일군과 유사한 양상을 나타내었다. 한편, 전자현미경적 소견은 대조군의 경우 1일군부터 근섬유막의 붕괴로 근섬유의 경계가 불분명하였고, 미토콘드리아막도 부분적인 파괴가 관찰되었다. 2일째부터 근섬유막이 모두 붕괴되었고 근섬유 사이에서 세균이 관찰되었다. 3일군 이후는 근육의 형태를 구별할 수 없었다. 그러나 실험군의 경우, 1일과 2일군은 전형적인 근육의 미세구조를 관찰할 수 있었고, 3일군부터 부분적인 미토콘드리아막의 붕괴가 관찰되었다. 이후 시간경과에 따라 결합조직이 붕괴되어 동심원상의 구조물이 일부 관찰되었다. 따라서 본 연구결과, 대조군은 1일군부터 조직의 붕괴가 시작되어 3일군 이후는 대부분 붕괴되어 형태를 구분할 수 없었으나, 실험군의 경우는 3일군부터 부분적인 붕괴가 시작되었고 이후 시간이 경과되어도 전체적인 근육의 형태가 유지되어 안정화 이산화염소가 근육에 부패억제 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.35-43
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• 2017

지하수위 저하를 방지하기 위한 방법으로 지반 굴착에 따라 배출된 지하수를 대상 지반에 다시 재주입함으로써 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 방지하는 방법에 관한 연구이다. 지하수 재주입에 따른 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 분석하기 위해 지하수 재주입 여부와 흙막이 벽체 배면으로부터 거리 등 조건을 달리하며 재주입정 위치별 효과를 확인할 수 있는 실내모형실험을 수행하였다. 실험을 통해 지하수위에 영향을 미치는 인자와 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하경향을 분석하고, 지하수 재주입에 따른 지반함몰 방지효과에 대한 연구를 수행하였다. 지하수위의 영향을 고려한 침하분석 결과, 흙막이 전면을 굴착할 때 지하수위 저하에 따라 지표면 침하가 발생, 흙막이 벽체 배면에서 최대가 된다. 또한 흙막이 길이를 기준으로 흙막이 벽체 배면으로부터 재주입정 위치별 거리 비에 따라 침하량이 달라지는 것으로 분석되었다. 지하수의 영향에 의한 지반함몰 및 침하를 방지하기 위한 방법으로 흙막이 벽체 배면으로부터 가까운 위치에 지하수를 재주입 할 때 지반함몰 및 침하 방지 효과가 크고 최대 침하영향거리도 감소하는 것으로 분석되어 지하수 재주입정 공법의 지반함몰 방지효과를 확인하였다.