• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.485-492
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• 2007

본 논문에서는 1편에서 얻어진 온도분포와 박리시간이력을 이용하여 지하박스구조물의 열응력을 산정하고 이에 기반한 열모멘트를 산청하였다. 또한 이때의 온도분포를 바탕으로 구조물의 열적비선형성을 고려한 극한모멘트를 산정하여 구조물의 내하력을 산정하였다. 그 결과 상부슬래브의 부모멘트 구간은 단면의 온도경사에 의해서 발생하는 열모멘트에 의해 지배받는 것으로 나타났다. 반면 정모멘트 구간은 박리에 의해 화염에 노출된 철근의 항복응력에 의해 지배받는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권1호
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• pp.1-12
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• 2021

The occurrence of progressive collapse induced by the removal of the vertical load-bearing element in the structure, because of fire or earthquake, has been a significant challenge between structural engineers. Progressive collapse is defined as the complete failure or failure of a part of the structure, initiating with a local rupture in a part of the building and can threaten the stability of the structure. In the current study, the behavior of the structures equipped with a cylindrical friction damper, when the vertical load-bearing elements are eliminated, is considered in two cases: 1-The load-bearing element is removed under the gravity load, and 2-The load-bearing element is removed due to the earthquake lateral forces. In order to obtain a generalized result in the seismic case, 22 pair motions presented in FEMA p 695 are applied to the structures. The study has been conducted using the vertical push down analysis for the case (1), and the nonlinear time-history analysis for the second case using OpenSEES software for 5,10, and 15-story steel frames. Results indicate that, in the first case, the load coefficient, and accordingly the strength of the structure equipped with cylindrical friction dampers are increased considerably. Furthermore, the results from the second case demonstrate that the displacements, and consequently the forces imposed to the structure in the buildings equipped with the cylindrical friction damper substantially was reduced. An optimum slip load is defined in the friction dampers, which permits the damper to start its frictional damping from this threshold load. Therefore, the optimum slip load of the damper is calculated and discussed for both cases.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.149-154
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• 2019

지진 발생 시 소방배관의 안전성은 무엇보다 중요하다. 국내의 경우 국가화재안전기준(NFSC)에 따라 사양위주의 설계를 하고 있지만 특별한 성능이 요구되는 건물에는 공학적인 성능위주 설계를 적용하고 있다. 소방배관의 경우 트리방식을 적용하여 왔다. 하지만 여러 단점으로 인해 최근에는 그리드방식, 루프방식을 적용하고 있다. 국내 소방 배관 내진설계는 NFPA 13 의 cook book 방식을 적용하고 있지만, 신뢰성을 확보하기 위해서는 공학적인 해석이 필요하다. 국내에서 적용 중인 NFPA 13 기준은 ASCE 와 ASME 의 지침을 준용한 것으로 지진이나 배관의 공학적 해석이 부족한 기술자들이 사용하도록 만들어 놓은 설계방식이다. 국내 내진설계는 버팀대에 대한 검토만 진행되고 있다. 하지만 신뢰성 있는 해석을 위해서는 배관의 내압, 지속 하중에 의한 힘, 지진과 같은 하중 조건에서의 다양한 해석이 요구된다. 공학적 내진해석을 통해 트리방식 배관은 그리드나 루프 방식의 배관에 비해 안전성이 떨어지는 것을 알 수 있었으며, 응력 기반의 내진해석 방식과 변형률 기반의 해석방식을 비교한 결과 변형률 해석이 Over Stress 범위에서는 보수적인 결과 값을 보였다. 배관의 내진해석은 일률적인 계산을 통한 해석보다 공학적 해석을 통해 엔지니어가 본인의 의도에 맞게 해석을 하는 것이 좀 더 합리적이며, 여러 가지 해석조건을 고려하여 분석되어야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.41-47
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• 2012

첨단산업기술인 반도체, LCD 등 제조의 핵심공정인 클린룸은 생산제품의 성능 및 품질에 절대적인 영향을 미치는 가장 중요한 공정이다. 그러나 국내는 방화공학적인 측면에서 과학적이고 종합안전대책에 대한 체계적인 연구가 제대로 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 LCD 제조공정 클린룸에 설치하는 제연시스템의 성능 및 문제점을 파악하여 이에 대한 개선방안을 도출하기 위하여 여러 시나리오를 고려한 화재시뮬레이션과 피난시뮬레이션을 통하여 분석하였다. LCD 제조공정의 클린룸 화재 및 연기확산에 대하여 분석한 결과 화재시 공조기의 연동정지는 반드시 필요하며 연기의 부력을 고려하여 FAB 상부에 배연을 할 수 있도록 하여야 한다. 또한 대규모 클린룸의 경우 화재특성상 스프링클러헤드의 집열 성능이 떨어지므로, 조기반응형 헤드의 설치 및 작동시간을 빠르게 하기 위한 보조장치를 설치하여야 한다. 특히, 대공간 클린룸은 자동화 공정으로 거주밀도가 낮지만, 복잡한 생산장비의 배치와 방진복을 착용하고 근무해야하는 환경특성 때문에 화재시 피난안전성능 확보가 어렵기 때문에 공정 내 위험요소의 철저한 관리 및 주기적인 교육과 훈련이 필요하며, 방재선진국의 기준에 준하는 수준의 국내 관련기술 기준을 정립할 필요가 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.85-93
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• 2013

본 연구에서는 소방대원이 수행하는 업무 중 중량물을 다루어야 하는 작업에 대한 분류 및 정량적 분석(NLE, 3DSSPP)을 수행하여 향후 소방대원의 중량물 관련 작업에 대한 위험도를 예측하고, 관련 위험도를 감소시키기 위한 기초 자료를 도출하고자 하였다. 도출된 위험도 등급은 위험도 점수가 3점부터 9점까지 총 7단계로 구성되었다. 가장 위험도가 높은 1등급은 나타나지 않았으며 인명구조 작업이 두 번째로 높은 2등급에 속하는 것으로 나타났다. 3등급은 파괴기구 활용, 환자 들어올리기작업 등으로 나타났다. 본 연구 결과들은 소방대원의 허리 부상을 포함하는 근골격계 질환 예방을 위한 작업방법 및 장비의 개선, 교육 프로그램의 개발에 기본 토대가 될 수 있다고 판단되며, 소방대원들의 근골격계 질환에 대한 지속적인 예방을 위해서는 본 연구의 골격을 토대로 한 추후 심층적인 조사와 연구가 시급하다고 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.112-120
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• 2012

본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 고온 하에서의 내화성능을 평가하기 위하여 내부증발 및 크리프를 고려한 해석적 모델들을 제시하였다. 내화성능의 평가는 열팽창, 수분확산, 크리프 모델 및 구조해석을 통하여 폭렬진행과 내화시간의 2가지 단계로 구분하였으며, 해석프로그램을 사용하여 사전재하조건에서부터 화재에 따른 부재의 폭렬 및 파괴까지의 전반적인 해석을 수행하였다. 콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 화재시 콘크리트 부재 내부의 수분변화를 예측하기 위하여 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 이러한 해석적 모델 및 해석프로그램의 정확성을 검증하기 위하여 해석적 결과와 다른 연구자들에 의한 여러 가지의 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 해석프로그램은 하중, 단면조건, 부재길이, 콘크리트 강도 등 여러 가지 변수들에 대하여 고강도 콘크리트 부재의 내화성능을 해석적으로 잘 평가하고 있는 것으로 나타나고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.99-106
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• 2018

본 연구는 하중 조건에 따른 화해를 입은 중공슬래브의 잔류성능에 대한 실험적 연구이다. 이를 평가하기 위하여, 하중조건을 변수로 하는 2개의 중공슬래브 실험체를 제작하여 ISO 834 표준화재 곡선에 따라 120분간 가열하였으며, 이를 상온으로 냉각하여 잔류 휨 성능을 평가하였다. 실험결과 하중조건에 따라 중공슬래브의 온도분포가 상이한 것으로 나타났으며, 재하 실험체가 비재하 실험체에 비해 전단면에 걸쳐 온도가 빠르게 상승하는 경향을 보임을 확인하였다. 고온으로 가열 후 냉각한 중공슬래브의 잔류 휨 강도의 경우 화해를 입지 않은 중공슬래브에 비해 34%~40% 감소하는 것으로 나타났으며, 휨 강성의 경우 15%~23% 감소하는 것으로 나타났다. 하중을 재하 한 중공슬래브의 경우 재하하지 않고 가열한 중공슬래브에 비해 약 10%의 강도 저감이 발생하였으며, 휨 강성의 경우 15% 감소한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 하중 재하에 따른 휨 균열에 의해 슬래브의 하부 주인장 철근의 온도가 비재하 실험체에 비해 높아지며, 하부철근 피복의 박리현상이 가속화되기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제37권4호
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• pp.20-27
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• 2022

This article aims to develop an algorithm that detects fire pump defects by analyzing the current signals of an induction motor, which are triggered by changes in the flow rate and pressure of multistage volute pumps that are used for fire services. The operational status of the pumps was categorized into three: first, normal operation; second, a defect that is caused by a change in the current value; and third, a defect occasioned by a change in current, pressure, and flow rate. When a fire pump was in normal operation, the motor's operating current was measured between 5.06 A and 6.9 A, the flow rate was estimated at 0-0.27 m³/min, and the pressure ranged from 0 to 0.47 MPa. In the event that a defect was caused by an abnormal current value in the motor, it was attributed to the pump's adherence. Furthermore, if there was no source of water, the defect was considered to have been induced by phase-loss operation, no-load operation, or run-stop operation, with the current value of each scenario being measured at > 52.8 A, < 4.13 A, > 45.15 A, and < 3.8 A, respectively, placing its overall range between 0 and 50 A. The sources of defects were detected based on an analysis of the flow rate, pressure, and current, which represent the following causes: air inflow into the casing, inadequate suction of water, and reverse-phase operation, respectively. Each cause entailed the following values: when air seeped into the casing, the pressure was measured at 0.24 MPa irrespective of changes in the flow rate; when there was inadequate suction of water, the pressure was recorded between 0 and 0.05 MPa despite changes in the flow rate; and when the power line's reverse-phase loss was the cause of the defect, the pressure was measured at 0.33 MPa for a flow rate of 0 L/min, and a higher flow rate decreased the pressure to nearly 0 MPa. The results of this study will enable engineers to develop a pump defect detection algorithm that is based on an analysis of current, and this algorithm will facilitate the execution of a program that will control a fire pump defect detection system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2023

최근 건설현장은 인건비 상승, 중대재해처벌법 등으로 인한 건설 현장 여건의 변화로 탈현장 여건으로 프리캐스트 부재 생산에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히, 프리캐스트 프리스트레스트 중공슬래브는 단면 내 중공형상을 두어, 중량감소 및 강연선을 통한 처짐 제어 등으로 구조성능은 확보하고 있으나, 현재 내화 성능 개선에 대한 미비한 연구 뿐만 아니라, 기업들의 근거 없는 당연내화구조 기준을 적용함에 내화성능 확보에 대한 시급성이 대두되고 있다. 이 연구에서는 기존 중공 슬래브와 비교하여 동등이상 구조성능, 경제성을 갖기 위하여 슬래브단면 내 중공 형상 최적화를 통해 단면 내 콘크리트 충진률 감소 및 상하부 플랜지 형상 개선으로 내화단면을 개발하였다. 이를 적용한 PC 중공 슬래브에 대하여 단면두께를 변수로 하여 2시간 내화시험을 진행하여, 실험결과 내화 성능(하중지지력, 차열성, 차염성)을 확보 하였다. 실험 결과 기반으로, 수치해석 시뮬레이션을 통해 내화모델링을 정립하여, 추후 단면형상 변경에 따라 내화 해석 예측이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.134-140
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• 2018

본 연구는 학교 교실의 재실자밀도 기준에 대하여 학생 수 감소현상 및 지역별 편차 등에 의한 문제에 대응하기 위하여 기준의 적정성을 고찰하였다. 이에 교육부에서 제공하는 공시자료를 이용하여 유치원, 초등학교, 중학교, 고등학교 및 대학교 등에 대한 재실자밀도 기준을 분석하였다. 조사 결과, 학교 유형별로 데이터의 편차가 높게 나타났으며, 이에 중앙값을 나타내면 유치원($1.49m^2$/인), 초등학교($3.45m^2$/인), 중학교($2.64m^2$/인), 고등학교($2.45m^2$/인) 및 대학교 등($3.41m^2$/인)이 나타났다. 유치원을 제외한 재실자밀도 수치는 현 기준($1.9m^2$/인)보다 높은 것으로 나타났지만 최대 재실인원 산정의 목적을 고려하면 현재 기준은 즉시 개선은 필요하지 않은 것으로 판단되었다. 다만, 국가 교육정책의 개선 등의 영향에 따라 향후 개선을 한다면 조사결과를 토대로 $2.5m^2$/인으로 완화가 가능할 것으로 판단된다.