• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.783-792
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• 2008

최근 초고층 건축물의 수요에 대응하여 고성능 고강도 강재에 대한 수요가 급증하고 있으며 고층건축물에 대한 지진 피해에 대한 인식이 확산되면서 건축구조용강에 대한 요구 성능이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 수요에 의해 600MPa 급 강재가 출현 되었으며 현재 강교량 및 초고층 건축물에 적용하려고 많은 연구가 이루어지고 있다. 새로운 강재를 적용한 골조의 수평력에 대한 거동은 자료가 부족한 실정이다. 특히 인성에 관해서는 일반구조용 강재를 적용한 기둥 보 접합부의 소성변형율과 비교하여 고강도강을 적용한 기둥보 접합부의 소성변형율 관련 설계자료가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구에서는 600MPa급(SM570 TMC) 강재를 적용한 기둥-보 접합부의 초기연구로서 논스캘럽과 추천형스 캘럽 상세의 실구조물 규모의 기둥-보 용접접합부 실험체를 제작, 내진성능실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 기존의 일반구조용 SM490 강재를 적용한 기존의 연구와 비교 분석하여 초고층 건축물에 적용을 위한 내진설계자료 및 제작상의 주의사항을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.1-10
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• 2018

변형구속부재에서 발생하는 콘크리트 부재의 초기균열은 환경에 민감한 변수가 많아서 예측하기 힘들다. 본 연구에서는 벽체-기초부재에서 수화열에 의한 초기균열 발생 조건을 모사한 시편을 제작하고 자가변형과 자체유발응력을 측정하여 재료시험으로 예측하기 힘든 균열발생 가능성을 판단하는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 먼저 전체 구조계의 환경조건을 고려한 부재의 수화열 해석으로 초기재령 콘크리트의 온도분포를 예측하고, 해석 결과와 같이 수화열이 전자제어되는 시편을 제작하였다. 초기재령 콘크리트의 자유변형을 측정하고 이를 보상하는 인장력을 가하여 균열을 유발하는 구속응력의 크기를 구하였다. 본 연구에서 제안한 실험적 방법은 측정값의 분산이 큰 초기재령 콘크리트의 재료시험에 의존하지 않고, 초기재령 콘크리트의 수화열에 의한 온도변화, 자기수축과 릴렉세이션에 의한 자유변형량 및 구속응력을 측정할 수 있으므로 초기 균열의 발생 여부를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 본 연구의 방법은 대형 구조물의 시공에서 본격적인 콘크리트 타설 이전에 예비실험으로 적용하면 균열예측의 정도를 높일 수 있으므로 특히 유용하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.93-102
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• 2006

본 연구에서는 순환골재 콘크리트를 구조용으로 활용하기 위한 목적의 일환으로, 품질관리가 용이한 공장제품의 하나인 프리캐스트 콘크리트 박스구조에 순환골재 콘크리트를 적용할 수 있는가를 평가하였다. 이를 위하여 순환 굵은골재만을 0, 30% 치환한 실물크기의 프리캐스트 콘크리트 박스를 각각 제작하여, 외압강도시험, 전단 파괴시험 및 수밀성 시험을 수행하였다. 시험결과 순환골재 콘크리트의 압축강도는 보통 콘크리트의 96% 이상을 확보한 것으로 나타났으며, 외압강도 및 전단 파괴시험 결과에서도 보통 콘크리트를 사용한 박스와 비교하여 약 95% 이상의 성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 특히 수밀성 시험에서는 누수기준수압인 60kPa을 만족하는 한편 보통 콘크리트보다 수밀성이 우수한 것으로 평가되었다. 이러한 시험결과에 근거하여 순환 굵은골재를 30%로 치환하여 프리캐스트 콘크리트 박스 구조에 순환골재 콘크리트를 적용하는 것은 무리가 없을 것으로 판단된다. 또한, 시험결과 예측 및 구조거동 예측을 위하여 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과와 시험결과를 비교한 결과, 순환골재 콘크리트의 치환여부에 관계없이 모든 경우에서 해석결과보다 우수한 구조성능을 확보한 것으로 시험분석되었다. 이러한 비교분석을 통하여 해석과 시험결과에 대한 타당성을 입증하였으며, 특히 적절한 배합을 적용한 순환골재 콘크리트 구조의 경우 일반적인 콘크리트의 해석 기법을 적용하여 신뢰성 있는 거동예측이 가능하다는 것을 추가로 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.685-693
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• 2016

LNG 저장탱크의 외조는 콘크리트 부재로 수직 방향 및 원환 방향 프리스트레싱 벽체 구조인데, 저장탱크의 대형화가 이루어짐에 따라 프리스트레싱 구간이 길어지고 그에 따른 극한 하중을 받는 LNG 저장탱크의 거동에 대한 분석이 필요하다. 본 연구는 주요 사회기반시설구조물의 하나인 LNG 저장탱크에 테러와 같은 폭발 사고가 발생하였을 때 안전성 향상을 위하여 폭발 저항 성능에 대한 분석연구를 수행하였다. 해석은 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 270,000kL급 LNG 저장탱크 외조의 TNT 폭발에 대한 거동을 평가해보고자 한다. 또한 TNT 폭발량에 따른 폭발에 대한 LNG 저장탱크의 거동 비교를 통해 구조물의 안전성 및 사용성을 평가해보고자 한다. 이 연구의 결과를 통해 폭발량에 따른 구조물에 거동 변화를 확인하고, 설계 시 안전성 기준 및 검토의 보조자료로 활용할 수 있도록 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.63-76
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• 2004

사장교에 발생하는 지진에 의한 진동을 감소시키기 위해 추가적인 능동/반능동 제어장치를 부착한 LRB-기반 복합 기초격리 시스템에 대한 논문이다. 복합 기초격리 시스템은 제어장치가 다중으로 작동하기 때문에 LRB가 설치된 교량 시스템과 같은 수동형 기초격리 시스템에 비해 제어 성능이 뛰어나다. 본 논문에서는, LQG 알고리듬에 의해 제어되는 능동형 유압식 가력기와 clipped 최적제어에 의해 제어되는 반능동형 자기유변 유체 (MR) 감쇠기를 추가적인 제어장치로 고려하여 추가적인 응답 감소 효과를 검토하였다. 이를 위해, 미국토목학회의 1단계 벤치마크 사장교에 LRB를 설치한 교량을 고려하였다. 수치해석 결과를 통해, 모든 LRB-기반 복합 기초격리시스템이 구조물의 응답을 효과적으로 감소시킴을 확인하였다. 또한, MR 감쇠기를 채택한 복합 기초격리 시스템은 구조물 강성의 불확실성에 대해 강인성을 보였지만 유압식 가력기를 채택한 경우에는 강인성이 부족함을 알 수 있었다. 따라서, 반능동형 추가 제어장치를 채택한 복합 기초격리 시스템의 대형 토목구조물에 대한 적용가능성이 제어 성능 및 강인성 면에서 분명하게 검증되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.743-755
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• 2018

터널은 지하공간과 유사한 반밀폐 형태로서 화재 발생 시 연기가 빨리 차오르고 외부로 연기가 천천히 빠져나가는 구조이다. 이에 따라 교통사고로 인한 화재 발생 시 사고차량 뒤에 차량이 연속으로 정차되어 차량을 이용한 피난이 어려우며, 화재 현장에 소방차 진입이 어렵기 때문에 소화하기가 매우 어렵다. 따라서 국내외적으로 터널 방재등급을 설정하고 이에 맞는 방재시설을 설치하고 운영하고 있다. 우리나라 도로터널은 1 km 미만의 터널의 80.0%를 차지하고 있으며, 1 km 미만의 터널은 방재등급 3등급으로서 제연시설을 설치하지 않아도 된다. 본 연구에서는 내열시로코 팬을 이용한 에어커튼 시스템을 1 km 미만 터널에 제연설비로 활용하기 위해서 실물화재실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 이에 따라, $250^{\circ}C$의 온도에서 60분 이상 작동하는지 내열시험을 통해서 확인하였으며, 실물화재실험을 수행하여 에어커튼 내부(터널 화재방향)에서는 온도 및 이산화탄소 농도가 급격히 상승하였지만, 에어커튼 외부(터널 외기방향)에서는 초기의 상태를 유지하고 있는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.83-91
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• 2021

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 (R/C) 구조체와 내진보강 부재의 접합부의 성능을 향상시키기 위해서 접합부에 탄성패드를 가지는 새로운 H형강 철골프레임 내부접합형 내진보강공법 (H-section Steel Frame with Elastic Pad, HSFEP)을 제안하였다. HSFEP 시스템은 필요 내진보강량 산정이 간편한 내력향상형 보강공법으로서, 전단파괴가 발생할 가능성이 매우 높은 비내진상세를 가지는 중·저층 R/C 건축물에 적합한 공법이다. 본 연구에서 제안한 HSFEP 내진보강공법의 유용성을 검증하기 위하여 비내진상세를 가지는 국내 R/C 건축물을 바탕으로 실물 2층 골조 실험체를 제작하여 유사동적실험을 수행하여 최대지진응답 하중 및 변위, 지진피해정도를 중심으로 내진보강효과를 검토하였다. 실험결과 본 연구에서 개발한 HSFEP 내부접합형 내진보강법은 접합부성능이 개선되었으며, 효과적으로 수평극한내력을 증진시킴과 동시에 대지진 입력 시에도 지진응답변위를 매우 효과적으로 억제시켰다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.201-220
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• 2023

터널식 전력구는 지중으로 전력을 공급하기 위한 구조물 중 하나이며, 도심지 및 해저구간을 통과하는 구간에 쉴드TBM 공법을 활용하여 안정적으로 건설을 추진한다. 전력구 건설의 경우에는 수직구 심도가 깊어 주로 암반지반을 굴착하며, 암반대상 밀폐형 쉴드TBM 선정에 대한 고찰이 필요하였다. 또한, 지반조사 보고서 결과를 바탕으로 범용적이고, 간단한 설계방법이 필요하였다. 이에 실대형 굴진시험, 누적 굴진데이터, 수치해석을 종합하여 쉴드TBM 설계방법과 관련 프로그램을 개발하였다. 프로그램 결과에 대해 검증을 수행하고자 준공된 전력구 1개 현장의 굴진데이터를 활용하였다. 굴진데이터의 모집단을 추정하기 위해 커널밀도추정 방법을 도입하여 추력, 토크, 동력의 기본사양에 대해 검증을 완료하였다. 본 연구결과를 통해 쉴드TBM 설계업무 전문성 강화 및 안정적 전력공급의 사용자 편익증대를 기대할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권1호
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• pp.43-57
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• 2023

The impacts of waste tire rubber (WTR) on the bending conduct of reinforced concrete beams (RCBs) are investigated in visualization of experimental tests and 3D finite element model (FEM) using both ANSYS and SAP2000. Several WTR rates are used in total 4 various full scale RCBs to observe the impact of WTR rate on the rupture and bending conduct of RCBs. For this purpose, the volumetric ratios (Vf) of WTR were chosen to change to 0%, 2.5%, 5% and 7.5% in the whole concrete. In relation to experimental test consequences, bending and rupture behaviors of the RCBs are observed. The best performance among the beams was observed in the beams with 2.5% WTR. Furthermore, as stated by test consequences, it is noticed that while WTR rate in the RCBs is improved, max. bending in the RCBs rises. For test consequences, it is clearly recognized as WTR rate in the RCB mixture is improved from 0% to 2.5%, deformation value in the RCB remarkably rises from 3.89 cm to 7.69 cm. This consequence is markedly recognized that WTR rates have a favorable result on deformation values in the RCBs. Furthermore, experimental tests are compared to 3D FEM consequences via using ANSYS software. In the ANSYS, special element types are formed and nonlinear multilinear misses plasticity material model and bilinear misses plasticity material model are chosen for concrete and compression and tension elements. As a consequence, it is noticed that each WTR rates in the RCBs mixture have dissimilar bending and rupture impacts on the RCBs. Then, to observe the impacts of WTR rate on the constructions under near-fault ground motions, a reinforced-concrete building was modelled via using SAP2000 software using 3-D model of the construction to complete nonlinear static analysis. Beam, column, steel haunch elements are modeled as nonlinear frame elements. Consequently, the seismic impacts of WTR rate on the lateral motions of each floor are obviously investigated particularly. Considering reduction in weight of structure and capacity of the members with using waste tire rubber, 2.5% of WTR resulted in the best performance while the construction is subjected to near fault earthquakes. Moreover, it is noticeably recognized that WTR rate has opposing influences on the seismic displacement behavior of the RC constructions.