• Computers and Concrete
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• 제19권2호
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• pp.133-142
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• 2017

Two-stage concrete (TSC), also known as pre-placed aggregate concrete, is characterized by its unique placement technique, whereby the coarse aggregate is first placed in the formwork, then injected with a special grout. Despite its superior sustainability and technical features, TSC has remained a basic concrete technology without much use of modern chemical admixtures, new binders, fiber reinforcement or other emerging additions. In the present study, an experimental database for TSC was built. Different types of cementitious binders (single, binary, and ternary) comprising ordinary portland cement, fly ash, silica fume, and metakaolin were used to produce the various TSC mixtures. Different dosages of steel fibres having different lengths were also incorporated to enhance the mechanical properties of TSC. The database thus created was used to develop fuzzy logic models as predictive tools for the grout flowability and mechanical properties of TSC mixtures. The performance of the developed models was evaluated using statistical parameters and error analyses. The results indicate that the fuzzy logic models thus developed can be powerful tools for predicting the TSC grout flowability and mechanical properties and a useful aid for the design of TSC mixtures.

• 한국안전학회지
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• 제34권2호
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• pp.40-47
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• 2019

The Half-depth precast deck is a structural system that utilizes pre-cast panels pre-built at the factory as formwork at the construction stage and as a major structural member at the same time after completion. These systems have joints between segments, and the detail and performance of the joints are factors that have a very large impact on the quality, such as the constructability and durability of the bridge decks. In this study, strength performance evaluation was performed for improved joints using connecting rebar by experimental method. Static loading tests were conducted on the test specimen with improved joint, those with existing joint and those without joint. The test results of the specimens were compared to each other, and the flexural strength required by the design was compared. The flexural strength required in the design was presented by finite element analysis. It has been shown that the flexural strength of the specimens with joints were more than twice that required by the design. But the flexural strength of the specimen with existing joint was about 84% of that without joint. The flexural strength of the specimen with improved joints was a nearly similar degree of that compared to the specimen without joint. And a comparison of the moment-deflection relationship curves of the two specimens also shows a very similar flexural behavior. It is confirmed that improved joint has sufficient flexural strength. In addition to strength, the bridge decks require serviceability, such as deflection and cracking, and in particular, fatigue resistance due to repetitive live loads is an important performance factor. Therefore, further verification studies are required.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권4호
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• pp.525-545
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• 2020

This paper presents a new structural system to use as retaining walls. In civil works, there is a general trend to use traditional reinforced concrete (RC) retaining walls to resist soil pressure. Despite their good resistance, RC retaining walls have some disadvantages such as need for huge temporary formworks, high dense reinforcing, low construction speed, etc. In the present work, a composite wall with only one steel plate (steel-concrete) is proposed to address the disadvantages of the RC walls. In the proposed system, steel plate is utilized not only as tensile reinforcement but also as a permanent formwork for the concrete. In order to evaluate the efficiency of the proposed SC composite system, an experimental program that includes nine SC composite wall specimens is developed. In this experimental study, the effects of different parameters such as distance between shear connectors, length of shear connectors, concrete ultimate strength, use of compressive steel plate and compressive steel reinforcement are investigated. In addition, a 3D finite element (FE) model for SC composite walls is proposed using the finite element program ABAQUS and load-displacement curves from FE analyses were compared against results obtained from physical testing. In all cases, the proposed FE model is reasonably accurate to predict the behavior of SC composite walls under out-of-plane loads. Results from experimental work and numerical study show that the SC composite wall system has high strength and ductile behavior under flexural loads. Furthermore, the design equations based on ACI code for calculating out-ofplate flexural and shear strength of SC composite walls are presented and compared to experimental database.

• 토지주택연구
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• 제8권3호
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• pp.181-187
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• 2017

To proactively respond to internal and external changes such as the recent demographic change and rising demand for diversified housing types, this study investigated the framed-structure free plan public house model proposed by the LH to look at the seismic performance of framed-structure apartment according to damper system use through non-linear analysis. The effectiveness thereof was also examined in terms of performance and economy. As a result, the proposed damper system application method to framed-structure free plan public house model was found to meet the performance requirements of the present earthquake-resistant design (KBC2016) and effective to apply to designs. The max response displacement and max response acceleration were compared based on the nonlinear analysis. As a result, the building with damper system showed better earthquake resistance performance than earthquake-resistant structure thanks to the damper system, although the base shear of earthquake-resistant system was reduced by 20% in design. The damper system is expected to help reduce building damage while ensuring excellent earthquake resistance performance. In addition, the framework quantities of earthquake-resistant structure and structure with damping system were compared. As a result, columns were found to reduce concrete amount by about 3.9% and rebar, by about 7.3%. Walls showed about 12.6% reduction in concrete and about 10.7% in rebar. In terms of cost, framework construction cost including formwork and foundation expenses was expected to drop by about 5~6%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.56-68
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• 2019

설계안전성검토 제도 도입으로 현장공사수행 시 안전을 고려한 설계를 도입해야하나 실제 현장에서 설계안전성검토를 적용하여 수행하기에는 아직 미흡한 점이 많다. 본 연구에서는 설계안전성검토를 적용하지 않은 현장과 적용을 한 현장을 비교연구하였다. 적용공종은 건축물공사의 뼈대에 해당되는 골조공사 중 지하외벽공사에 대하여 연구하였다. 지하외벽 공사는 대부분 작업 조건이 외부 환경에 노출되어 작업조건이 열악하고 작업단계도 비계공사, 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트타설공사 등을 거쳐야 완성되므로 안전사고 위험요소가 매우 높은 공종이다. 이에 각단계별 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 이를 저감하기 위한 대안공법을 선정하였다. 대안으로 선정된 공법의 위험요소를 도출하고 위험성평가를 실시하여 설계안전성검토 미적용현장과 적용현장을 비교하여 위험성평가 가중치를 산출하고 저감효과를 연구하여 설계안전성검토가 필요한 사유를 설명하였다. 또한, 대안으로 수립된 공법을 실제 적용한 사례를 연구하여설계안전성검토 필요성을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.265-272
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• 2023

본 논문에서는 철근콘크리트 골조를 주 대상으로 하여 설계 및 시공 전 과정에 대한 디지털전환 전략과 기술개발에 대하여 기술하였다. 건설 현장의 BIM 도입과 디지털 전환이 기대만큼 활성화되지 않는 중요원인을, 모델링 솔루션을 이용한 설계모델 구축의 생산성과 후속 프로세스에서 요구하는 필요충분한 정보를 제공하는 완성도에서 찾을 수 있다. 특히 방대한 양의 상세설계 모델 구축에 소요되는 과도한 노력과 단순반복 작업 과정에서 발생할 수 있는 인적 오류에 의한 정확성 결여는 건축 프로젝트의 디지털 전환 실현을 위하여 해결되어야 할 기술적 장벽이다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 철근콘크리트 골조 공사를 대상으로 디지털전환과 현장적용을 목표로 이를 실현하기 위한 개념적 전략 수립과 기술개발 사례에 대하여 기술하였다. 이를 위하여 시공 단계에서 필요한 상세설계 정보를 포함하는 건물골조 상세설계 BIM 모델링 기술개발 결과를 제시하고, 특히 배근상세설계 등 반복성이 높은 상세설계 업무를 자동화하여 기본설계 2D CAD 도면에서 출발하여 3D BIM 모델을 구축하고 상세설계 BIM 모델을 생성한 후 이를 활용하기 위한 플랫폼 구축까지의 프로세스를 완성하였다. 제시된 자동화기술과 현장관리 플랫폼에 의한 프로세스는 CAD 도면 기반의 전통적 건설프로세스를 대체하기 위해 요구되는 업무 생산성과 기술적 정보 완성도를 확보한 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2279-2286
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• 2015

GFRP 판을 영구 거푸집 및 주요 인장 보강재로 활용한 GFRP-콘크리트 하이브리드 구조의 활용에 대해 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있다. GFRP 판과 콘크리트 하이브리드 구조의 거동을 이해하기 위해서는 GFRP 판과 현장타설 고강도콘크리트 사이의 정량적인 국부 부착슬립모델이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 하이브리드 구조에 간단하게 적용할 수 있는 2중 직선 단순 부착슬립관계를 제안하고자 한다. 본 연구에서 제안된 단순 부착슬립관계의 최대 평균 부착응력은 3.29MPa이며, 초기 기울기는 35.66MPa/mm, 총 슬립은 0.23mm이고 계면 파괴에너지는 0.37kN/m로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.311-321
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• 2017

이 논문은 거푸집의 설치없이 간편하게 합성단면을 형성하고 다단계의 자중 프리플렉스 및 프리스트레싱을 비교적 쉽게 구현할 수 있도록 고안된 합성거더 시스템의 휨성능에 관한 것이다. 시공단계를 고려한 3차원 유한요소해석모형을 수립하고 콘크리트 타설방법과 강연선 긴장방법을 변수로 지정하여 합성거더 단면에 작용하는 선응력 분포와 강연선에 의해 도입되는 긴장효과를 수치 해석적으로 분석하였다. 변수 해석 결과를 비교하여 응력분포가 가장 유리한 해석모델의 제작과정을 표준제작단계로 선정하여 비선형비탄성 해석을 통해 극한휨강도를 평가하였다. 이를 국내 설계기준에서 제시하는 기준강도와 비교 검토해보니, 적정 공칭내하력을 보유하는 것으로 확인되어 소요 안전율을 충분히 확보 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.657-665
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• 2011

프리캐스트 콘크리트 페널의 일종인 LB-DECK은 콘크리트 교량 바닥판의 시공시 LB-DECK 위에 현장타설되는 콘크리트와 합성 거동하는 영구 콘크리트 거푸집이다. 현행 LB-DECK은 두께가 60 mm인 콘크리트 슬래브와 슬래브 내부에 높이 125 mm인 lattice-girder들의 일부가 매립되어 있는 구조이다. 이러한 LB-DECK은 시공하중에 의해 종방향 균열이 발생하지 않도록 거더 간격이 충분히 작은 교량 바닥판 시공시 주로 적용되고 있다. 이 논문에서는 최근 강박스 교량과 같이 교량 바닥판의 지간장이 긴 교량에 LB-DECK를 적용할 경우 콘크리트 하부에 발생될 수 있는 종방향 균열을 최소화시키기 위하여, LB-DECK의 균열강도를 평가하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. LB-DECK 콘크리트 슬래브의 두께, lattice-girder의 높이, 그리고 top-bar의 지름을 변수로 하는 8종류 24개의 비합성 보부재와 4가지 종류의 합성 보부재 4개를 제작한 후 정적하중 재하실험을 수행하였다. 실험체에 대한 정적하중 재하 실험을 통해 각 실험체의 균열하중과 극한하중을 평가하였으며, 또한 최종 파괴시까지 중앙부 처짐, top-bar의 변형률, 콘크리트 슬래브의 균열 진전 양상 그리고 최종 파괴 형태를 살펴보았다. 각 실험체로부터 얻은 균열하중의 크기는 탄성해석을 통해 얻은 해석치와 비교하였다. 또한 콘크리트 건조수축이 균열강도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 AEMM 방법을 이용한 장기 거동 해석을 수행하였다. 실험 결과를 토대로, 지간장이 긴 교량 바닥판에 LB-DECK 적용시, 균열 발생을 예방할 수 있도록 LB-DECK 콘크리트 슬래브의 균열강도와 설계상세를 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1665-1673
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• 2013

최근 건설 산업에서는 기능과 조형미를 갖춘 비정형 구조물에 대한 관심과 수요가 증가하고 있는 추세이다. 거푸집 기반의 시멘트 구조물은 구조물의 강도, 시공의 용이성, 치수 정확도, 표면 거칠기 등의 측면에서 장점들을 가지고 있지만, 다양한 비정형 구조물을 건설하는 데 있어서는 공사비용과 공사 기간을 증가시키는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 미국과 영국에서는 이미 쾌속 조형 기술을 건설 분야에 적용시킨 Contour Crafting이나 Concrete Printing과 같은 적층 시공 시스템이 산 학 간의 공동연구를 통해 개발되었다. 국내에서는 이에 관련된 연구가 전무하여, 본 기술로부터 융합 및 파생될 수 있는 가능성이 가로막힌 실정이다. 본 논문에서는 거푸집 없이 자유 곡면 형태의 구조물을 시공할 수 있는 자동화 적층 시공 시스템의 프로토타입 개발에 관련된 기계, 제어 시스템을 포함한 설계 요소들에 관하여 기술하였다. 적층형 시공에 적합한 재료는 섬유보강모르타르를 압축강도, 유동성 및 점도, 경화시간 실험을 통하여 선정하였다. 선정한 모르타르 배합비로 자동화 적층 시공 시스템에서 이송 및 압출 실험을 수행함으로써 적층 시공 시스템의 성공적 개발 가능성을 입증하였다. 본 연구의 결과를 기초로 향후 자동화 적층 시공 시스템을 보완한다면 토목 및 건축의 다양한 응용 분야에 확대하여 적용할 수 있을 것으로 기대된다.