• 제목/요약/키워드: Fire Safety Design

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Performance-based and damage assessment of SFRP retrofitted multi-storey timber buildings

  • Vahedian, Abbas;Mahini, Seyed Saeed;Glencross-Grant, Rex
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제2권3호
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    • pp.269-282
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    • 2015
  • Civil structures should be designed with the lowest cost and longest lifetime possible and without service failure. The efficient and sustainable use of materials in building design and construction has always been at the forefront for civil engineers and environmentalists. Timber is one of the best contenders for these purposes particularly in terms of aesthetics; fire protection; strength-to-weight ratio; acoustic properties and seismic resistance. In recent years, timber has been used in commercial and taller buildings due to these significant advantages. It should be noted that, since the launch of the modern building standards and codes, a number of different structural systems have been developed to stabilise steel or concrete multistorey buildings, however, structural analysis of high-rise and multi-storey timber frame buildings subjected to lateral loads has not yet been fully understood. Additionally, timber degradation can occur as a result of biological decay of the elements and overloading that can result in structural damage. In such structures, the deficient members and joints require strengthening in order to satisfy new code requirements; determine acceptable level of safety; and avoid brittle failure following earthquake actions. This paper investigates performance assessment and damage assessment of older multi-storey timber buildings. One approach is to retrofit the beams in order to increase the ductility of the frame. Experimental studies indicate that Sprayed Fibre Reinforced Polymer (SFRP) repairing/retrofitting not only updates the integrity of the joint, but also increases its strength; stiffness; and ductility in such a way that the joint remains elastic. Non-linear finite element analysis ('pushover') is carried out to study the behaviour of the structure subjected to simulated gravity and lateral loads. A new global index is re-assessed for damage assessment of the plain and SFRP-retrofitted frames using capacity curves obtained from pushover analysis. This study shows that the proposed method is suitable for structural damage assessment of aged timber buildings. Also SFRP retrofitting can potentially improve the performance and load carrying capacity of the structure.

준불연 외단열시스템의 역학적 특성에 관한 연구 (Mechanical Properties of External Thermal Insulation Composite System with Quasi-Non-Combustible Performance)

  • 최기선;하수경;오근영;박금성;류화성
    • 한국건축시공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.507-518
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    • 2021
  • 외단열시스템에서 준불연 성능을 확보한 부착식 탄산칼슘계 복합단열판은 효과적인 단열성능과 화재안전성을 강화한 것으로, 본 연구에서는 준불연 복합단열판을 대상으로 부착식 준불연 외단열시스템의 구조설계 기초데이터를 확보하기 위하여 복합단열판 및 구성재의 역학적 시험을 수행하였다. 국내외 시험규격을 참조하여 시험체를 제작하였으며, 인장강도, 압축강도, 굴곡강도, 전단강도를 시험 평가하였다. 시험결과로부터 준불연 복합단열판의 강도특성치를 도출하였고, 현행 KS M ISO 4898에서 제시하는 최소 요구물성을 확보하고 있는 것을 검증하였다. 또한, 본 연구에서 사용한 준불연 외단열시스템은 지속적 중량 하중을 받지 않는 벽체의 외단열시스템으로 사용이 가능한 것을 확인하였다.

군용 회전익항공기 연료계통 내추락성 입증에 관한 연구 (A Study on the Verification of Crashworthiness for Fuel System of Military Rotorcraft)

  • 박상수;양준모;김문국;김재철
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.16-23
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    • 2023
  • 항공기 연료계통은 연료 공급, 연료탱크 간 연료이송, 각 연료탱크 내의 잔여 연료량 측정 등의 기능을 수행하며, 추락 시 화재의 직접적인 원인이 되기 때문에 추락에 견딜 수 있도록 설계하여 승무원의 추락 생존성을 높여야 한다. 민간에서는 연료계통의 내추락 설계를 감항 요구도로 반영하여 철저한 검증을 요구하고 있으며, 비행안전이 확보된 항공기 개발을 위해 관련 감항인증기준 및 입증방안에 대한 연구가 필수적이나 미미한 실정이다. 이러한 사항에 착안하여 본 논문에서는 연료계통 내추락성 입증 지침 마련을 통한 비행안전성 향상 방안 연구의 일환으로 군용 회전익항공기에 적용 가능한 연료계통 내추락 관련 감항인증기준, 입증방법 및 적용 사례에 대한 분석 결과를 기술하였다.

가스메탄/액체산소를 추진제로 하는 단일 인젝터 설계 및 실험적 검증 (Design and Experimental Verification of Uni-Injector Using Gas Methane and Lox as Propellants)

  • 전준수;민지홍;장지훈;고영성;김선진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권3호
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    • pp.275-283
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    • 2013
  • 차세대 로켓 엔진의 추진제중 하나로 부각되어지고 있는 메탄 엔진의 연소 특성을 파악하기 위하여 가스메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 인젝터를 설계/제작 하였다. 동축 스월/전단형 인젝터를 채택하여 제작하였으며, 상용 해석 프로그램인 Fluent를 사용하여 유동해석을 수행한 결과를 바탕으로 인젝터의 주요 변수들을 선정하였다. 제작된 인젝터는 수류실험을 통하여 미립화와 분무특성을 파악하였고, 설계점에서의 연소실험을 수행하여 점화 및 연소 안정성을 확인하였다. 또한, 혼합비(O/F ratio)를 변화시켜가며 연소 실험을 수행하여 특성 속도($C^*$)와 연소실 압력 섭동 값을 이용하여 연소 특성 및 안정성을 평가하였다. 실험 결과 모든 혼합비 영역에서 평균적으로 90% 이상의 높은 연소 효율을 보였고, 압력 섭동 값이 2% 미만으로 연소안정성을 확인하였다.

구벽안정성을 위한 SMW 최적배합비 및 현장적용 사례에 관한 연구 (An Experimental Study on the Optimum Mix Design and Site Application Case of Soil Mixing Wall for Trench Stability)

  • 권영호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.419-426
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    • 2015
  • 본 연구는 지하식 LNG 저장탱크의 시공에 앞서 연약지반의 개량을 위하여 현장 원위치의 흙과 시멘트, 벤토나이트 등을 사용하는 소일-시멘트 연속벽체를 효과적으로 시공하는 SMW 공법에 대한 배합설계 및 현장적용 사례를 실험적으로 규명하기 위한 것이다. 현장조건을 고려하여, 보통 포틀랜드 시멘트와 벤토나이트를 주재료로 선정하였고, 흙의 단위용적중량은 $1,833kg/m^3$을 적용하였으며, 이에 따른 물-시멘트비 4종류와 배합속도 3수준을 대상으로 블리딩 및 압축강도 실험을 실시하였다. 실험은 실내실험 및 현장적용 사례로 나누어 수행되었으며, 실험을 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. (1) 물-시멘트비가 감소할수록, 배합속도(rpm)이 증가할수록, 블리딩량 및 블리딩율이 감소하는 것으로 나타났다. (2) 물-시멘트비 150% 이하에서 현장적용강도(1.5 MPa)를 만족하였으며, 현장 코아강도는 공시체 강도에 비해 8~23% 증가하였다. 따라서 적용현장 조건을 고려하여 단위시멘트량 $280kg/m^3$, 벤토나이트 $10kg/m^3$, 물-시멘트비 150%, 그리고 배합속도 90 rpm을 현장시공의 최적배합으로 제안하였으며, 현장적용 사례의 실험결과로부터 요구되는 성능을 만족하였다.

독거노인을 위한 융복합 실내 보온용 텐트디자인에 관한 연구 (A study on Indoor Insulating Tent Design for Senior Citizens who Live Alone)

  • 이대현;김상식
    • 한국과학예술포럼
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    • 제37권2호
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    • pp.219-230
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    • 2019
  • 통계청에 따르면 2017년 기준으로 국내 65세 이상 노인 인구는 700만명을 돌파하였고 이중 독거노인의 수는 130만 명을 넘어섰다고 하였다. 독거노인들은 대부분 절대적 빈곤(68.5%가 월 소득 50만원 미만)으로 우리사회의 사각지대에 놓여져 있는 상황에서 기본적인 생활에 곤란을 겪고 있는 실정이다. 특히 겨울철 취약계층의 독거노인들의 난방은 심각하며 그나마 전기난로나 전기장판 등 전기 안전용품 취급 부주의로 화재사고도 빈번하게 일어나고 있는 실정이다. 실내용 텐트제품들이 독거노인들에게서 이용되어지고 있는 가장 큰 이유로는 에너지 절감과 따뜻한 수면, 화재 안전 등으로 나타났다. 이러한 실내용 텐트의 시장 확대에 따라 본 연구의 목적은 저소득 독거노인에게 적합한 실내용 텐트가 필요하다고 판단하였고, 그에 따른 이용성, 휴식, 보관 등의 효율성을 개선시키는데 목표를 두었다. 따라서 본 논문은 기존 브랜드의 제품들에서 기초 조사를 하여 장·단점을 분석하여 기존 판매 되고 있는 제품에서 소비자들이 원하는 요구를 파악할 수 있었다. 이어 디자인모델을 통한 소비자선호도 조사를 실시하여 설치편리성, 공간 활용성, 외관디자인 측면에서 가장 우수한 Zabara type을 선정하였다. 선정 결과를 토대로 제품디자인 제작 및 최종 프로토타입을 완성하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 실 사용자의 사용성 조사와 인터뷰를 통해 제품 개발 시 미처 인지하지 못했던 요소를 파악할 수 있었다. 둘째, 프로토타입의 효과적인 부분에서는 기대 이상으로 고령자들이 쉽게 그리고 빠르게 설치 및 접을 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로써 향후 독거노인 뿐만 아니라 다양한 사용자가 실내에서 또 하나의 편안한 개인공간으로써 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

해외투자(海外投資)와 지속가능발전 원칙 - 적도원칙(赤道原則)(Equator Principles)을 중심으로 - (How to Reflect Sustainable Development in Overseas Investment including Equator Principles)

  • 박훤일
    • 한국무역상무학회:학술대회논문집
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    • 한국무역상무학회 2006년도 제35회 하계 정기세미나
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    • pp.45-72
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    • 2006
  • The Equator Principles are a set of voluntary environmental and social guidelines for ethical project finance. These principles commit banks and other signatories to not finance projects that fail to meet these guidelines. The principles were conceived in 2002 on an initiative of the International Finance Corporation and launched in 2003. Since then, dozens of major banks have adopted the Principles, and with these banks among them accounting for more than three quarters of all project loan market volume the Principles have become the de facto standard for all banks and investors on how to deal with potential social and environmental effects of projects to be financed. While regarding the Principles an important initiative, NGOs have criticised the Principles for not producing real changes in financing activities and for allowing projects to go through that should have been screened out by the Principles, such as the Sakhalin-II oil and gas project in Russia. In early 2006, a process of revision of the principles was begun. The Equator Principles state that endorsing banks will only provide loans directly to projects under the following circumstances: - The risk of the project is categorized in accordance with internal guidelines based upon the environmental and social screening criteria of the International Finance Corporation (IFC). - For all medium or high risk projects (Category A and B projects), sponsors complete an Environmental Assessment, the preparation of which must meet certain requirements and satisfactorily address key environmental and social issues. - The Environmental Assessment report addresses baseline environmental and social conditions, requirements under host country laws and regulations, applicable international treaties and agreements, sustainable development and use of renewable natural resources, protection of human health, cultural properties, and biodiversity, including endangered species and sensitive ecosystems, use of dangerous substances, major hazards, occupational health and safety, fire prevention and life safety, socio-economic impacts, land acquisition and land use, involuntary resettlement, impacts on indigenous peoples and communities, cumulative impacts of existing projects, the proposed project, and anticipated future projects, participation of affected parties in the design, review and implementation of the project, consideration of feasible environmentally and socially preferable alternatives, efficient production, delivery and use of energy, pollution prevention and waste minimization, pollution controls (liquid effluents and air emissions) and solid and chemical waste management. - Based on the Environmental Assessment, Equator banks then make agreements with their clients on how they mitigate, monitor and manage those risks through an 'Environmental Management Plan'. Compliance with the plan is required in the covenant. If the borrower doesn't comply with the agreed terms, the bank will take corrective action, which if unsuccessful, could ultimately result in the bank canceling the loan and demanding immediate repayment. - For risky projects, the borrower consults with stakeholders (NGO's and project affected groups) and provides them with information on the risks of the project. - If necessary, an expert is consulted. The Principles only apply to projects over 50 million US dollars, which, according to the Equator Principles website, represent 97% of the total market. In early 2006, the financial institutions behind the Principles launched stakeholder consultations and negotiations aimed at revising the principles. The draft revised principles were met with criticism from NGO stakeholders, who in a joint position paper argued that the draft fails by ignoring the most serious critiques of the principles: a lack of consistent and rigorous implementation.

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사고로 인한 유해화학물질 누출확산의 대응을 위한 Cellular Automata기반의 시뮬레이션 시스템 (Cellular Automata Simulation System for Emergency Response to the Dispersion of Accidental Chemical Releases)

  • 폴신;김창완;곽동호;윤인섭;김태옥
    • 한국가스학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.136-143
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    • 2018
  • Cellular automata는 천체물리, 사회현상, 화재 확산 및 피난 등 많은 분야의 시뮬레이션에 활용되고 있다. 본 연구는 빈번히 발생하고 있는 화학사고에 대비한, 위험성평가 및 비상대응계획 작성시 요구되는 화학물질 확산 시뮬레이션을 위한 보급용 모델을 cellular automata를 기반으로 개발하였다. 상세한 플랜트 안전설계용과는 달리, 실시간 사고대응을 위해선 빠른 계산과 더불어 피해영역 분포의 불확실성을 줄이기 위한 반복 계산이 요구된다. EPA ALOHA, 화학물질안전원 KORA 등이 있지만, 지속적인 모델과 코드의 보완이 가능하고, 중소기업용의 무료 S/W개발에 본 연구의 차별성이 있다. 계산시간이 많이 요구되는 full-scale CFD에 비해 상대적인 정확도의 손실은 감수하고, 특히 일반 사용자의 편리성을 도모하였다. 기상청 기상정보 연계를 비롯해, Python open-source 라이브러리들을 활용해, 기능 확장 및 지속적인 update가 가능하며, 사용자는 해당 플랜트의 지형도와 사용 물질의 입력만으로 쉽게 결과를 얻을 수 있다. Full-scale CFD 시뮬레이션과 대비해 정확도를 확인하였으며, 빠른 계산을 위해 GPU를 활용하는 open source software로 배포될 예정이다.

강섬유로 보강된 초고강도 콘크리트의 일축압축 상태에서의 기계적 특성 (Mechanical Characteristics of Ultra High Strength Concrete with Steel Fiber Under Uniaxial Compressive Stress)

  • 최현기;배백일;최창식
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.521-530
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    • 2015
  • 최근 개발중인 초고강도 또는 강섬유보강 초고강도 콘크리트는 현행 설계기준으로 설계할 경우 그 안전성에 대해 별도의 실험 또는 해석적 증명이 필요하다. 이를 위한 철근콘크리트 부재의 상세 해석에는 응력-변형률 관계의 정의가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 현행 설계기준의 제한 범위를 벗어나는 강섬유보강 초고강도 콘크리트의 압축응력하에서의 기계적 특성을 정의하였다. 80~200 MPa 의 압축강도를 보유한 분체 콘크리트 매트릭스에 강섬유를 혼입하였으며, 섬유의 보강량에 따른 압축강도의 증진률에 대해 분석하고 압축강도에 따른 탄성계수와 최대응력 발현시의 변형률에 대해 조사 분석하였다. 넓은 콘크리트 압축강도 범위내에서 사용성 확보를 위해 기존 연구결과로부터 수집된 압축강도 증진률, 탄성계수, 최대응력 발현시 변형률의 크기에 대한 결과를 활용하여 기존 추정식의 평가를 수행하였다. 또한, 강섬유가 보강되어 있지 않은 매트릭스에 대한 기존 추정식 중 정확도가 높은 식을 기반으로, 강섬유의 영향을 반영할 수 있는 새로운 추정식을 위한 계수를 도출하였다.

건축물 외장재의 사용 현황과 친환경 성능 (Usage Status and Environmental Sustainability Guidelines for Building Exterior Materials)

  • 박종수;고훈범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5861-5869
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    • 2014
  • 외장재에 대한 기존의 연구는 디자인 측면에서 계획적인 접근이 많아 외장재의 성능보다 외장재의 색채나 질감 등에 초점을 맞춘 연구가 많았으며 용도에 따른 공학적인 접근에서는 환경과 설비, 화재 구조 등 일반적인 연구 주제들에 국한되어 건물 유형에 적합한 외장재 선정과 성능제시에 관한 연구는 많지 않았다. 물론 최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 친환경적인 관점에서 건축물 외장재의 연구가 이루어지고는 있으나 친환경적인 외장재 선택에 대한 실무적인 관점에서의 연구는 초보적인 단계이다. 따라서 본 연구에서는 최근 10여 년간 국내에서 사용된 외장재에 대한 사용 현황을 분석하고 건물용도별 외장재의 특성과 친환경적인 요소를 도출하여 향후 국내 건설업체 및 설계사무소 등이 친환경적이면서 성능이 적합한 외장재를 선택할 수 있도록 기본적인 정보를 제공하고자 하였다. 외장재 사용현황은 정량적인 빈도수 분석, 친환경 성능은 복합적인(정성+정량) 분석을 통하여 이루어 졌다. 조사된 건물의 외장재종류 개수의 평균은 2.59개로 나타났으며 유리, 금속, 석재, 수지, 시멘트, 목재, 점토 순서로 많이 사용되고 있었다. 4개의 친환경 외장재 특성에 의거하여 5종류의 고친환경재료를 선정하였으며 8가지 친환경적인 요소를 제시하였다.