• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.19-28
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• 2016

일반적으로 건축물의 구조해석과 설계에 있어 작업효율을 확보하기 위하여 상부구조물과 하부구조물을 별도로 모델링하여 해석 및 설계를 진행하는 분리해석 방법을 사용한다. 하지만, 상기 분리해석을 사용할 경우, 상부구조물의 고정지점과 변형된 기초구조물과는 실제 연결된 지점에서 변위차가 발생하여 구조해석의 기본요건인 변형적합성 조건을 만족하지 못하게 되고 상부구조-하부구조의 상호작용을 고려하지 못하기 때문에 실제와는 다른 구조해석 및 설계결과를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 초고층 철골구조물을 대상으로 구조물의 부등침하 등에 큰 영향을 미치는 상재(常載)하중에 대한 분리해석과 일체해석의 해석결과 차이를 비교 분석하였다. 분석결과에 따르면 분리해석방법을 사용할 경우, 상부구조물의 구조해석에 있어 기초의 변형을 고려하지 못하기 때문에 부재력을 과소평가할 수 있고 이로인해 비안전측 설계결과를 가지고 올 수 있다. 하부 기초구조물을 분리해석으로 해석하였을 경우, 상부구조물의 강성을 고려하지 못하기 때문에 기초의 부등침하 과대평가, 부재력의 과대/과소 평가를 초래할 수 있어 비경제적이고 불안전한 설계결과를 가져올 수 있다. 특히, 기초의 변형이 상부구조물에 큰 영향을 미칠 수 있는 건축구조물, 지반의 강성이 작아서 기초에 큰 변형이 예상되는 건축물, 지반조건이 불균질하여 부등침하가 예상되는 건축구조물 등에는 분리해석을 지양해야 할 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.55-66
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• 2004

현재 국내에서는 벽과 바닥판만으로 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 건설되고 있다. 아파트와 같은 주거구조물에서는 다양한 진동원에 의하여 진동이 발생하고 이러한 진동은 벽과 바닥판을 통하여 이웃한 세대 및 위, 아래층 세대로 전달되게 된다. 벽식구조물의 진동해석을 정확하게 수행하기 위해서는 벽과 바닥판을 많은 수의 유한요소로 세분한 모델을 사용하는 것이 필요하다. 그러나 아파트와 같은 벽식구조물 전체를 수많은 유한요소로 세분하여 모형화하면 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 상당히 줄어든 해석시간과 컴퓨터 메모리를 사용하여 정확한 해석결과를 얻기 위하여 행렬응축기법으로 벽과 바닥판에 수직인 자유도만 가지는 효율적인 진동해석 모델을 제안한다. 벽식구조물에서 벽과 바닥에 수직인 자유도만을 남기고 나머지 자유도를 행렬응축기법을 통하여 한꺼번에 소거를 한다면 행렬응축과정에서 상당히 많은 양의 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 벽이나 바닥판에 수직인 자유도만을 가진 수퍼요소를 생성한 후 이를 조합하여 한 층을 나타내는 부분구조를 만들고 최종적으로 부분구조를 조합하여 전체 구조물을 구성하는 모형화 기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 3층 및 5층의 벽식구조물을 예제구조물로 사용하여 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석방법의 결과는 절점당 6개의 자유도를 모두 사용한 해석모델의 결과와 비슷한 정확성을 보이면서도 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄일 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.3-11
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• 2015

현재 부동산 경기는 매매건수의 감소와 장기적 경기 침체로 인해 상당히 위축되어 있는 상태이다. 이에 대응하여 최근 정부는 기업형 주택임대사업 육성을 통한 중산층 주거혁신방안을 발표하면서 부동산 경기 활성화에 앞장서고 있다. 한편 국내 주택시장은 가구구조의 변화, 전세에서 월세의 증가를 겪는 등 구조적 전환기에 접어들고 있다. 또한 1~2인 소형가구에 대한 수요가 증가하고 있으며 점차 가파르게 늘어나는 추세를 보일 것으로 예상하며, 결과적으로 1~2인 소형 주택 사업이 활발히 진행될 것으로 전망된다. 또한 국내 건설업계는 모듈러 건축물이라는 새로운 기술에 대한 관심이 상당히 높아진 상태이다. 모듈러 건축이란 공장에서 모듈을 생산하여 현장에서 조립하는 형태로서 빠른 시공성과 친환경성 및 이동성 등 여러 분야에서 활용 가능한 건축기술이다. 종합해보면 부동산 시장의 변화, 모듈러 건축기술이라는 두가지 큰 이슈가 현재 건설시장의 화두이다. 이러한 현 상황에서 본 논문은 시장분석을 통해 모듈러 진출분야를 선정하고 LCC분석을 통해 수익성 분석 및 사업시나리오 구상 등을 통한 임대시장에서의 모듈러 사업모델을 제안해보고 모듈러 건축물을 이용한 1~2인 소형 임대주택 사업 가능성을 판단해보고자 한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.120-130
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• 2021

최근 정부는 건설재해 예방을 위하여 건설공사 안전관리를 강화하고 있으며, 예방적 차원의 작업자 안전관리 방안이 중요한 실정이다. 한편 모듈러 건축은 중고층 건축물 등으로 점차 확대 적용될 예정이나, 작업환경이 열악하고 안전관리가 미흡한 중소규모 건설현장이 많아 재해예방을 위한 안전관리가 미흡한 실정이다. 또한 국내 모듈러 건축의 안전관리 방안은 작업자의 안전사고에 영향을 미치나 시공오차, 하자 등 구조안전과 관련한 요소를 관리하는 품질관리에 집중되어 있어, 작업자의 안전보건을 관리하여 재해를 예방하는 작업자 안전관리는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내 연구 개발된 사례들을 분석하고 전문가 자문을 통하여 도출된 모듈러 건축의 작업자 안전관리를 위한 체크리스트의 분류체계를 제안하였다. 분류체계는 공장제작, 운송, 현장시공을 대분류로 구성하였으며, 하위체계는 현장시공의 6가지의 중분류 중 모듈러 골조설치 공사의 세부작업인 양중작업과 조립작업을 중심으로, 12가지의 단위작업을 구분하였다. 그리고 안전관리를 위한 관리요소에 따른 단위작업별 작업내용을 정의하고 분류체계에 최종적으로 반영하였다. 본 연구의 결과가 모듈러 건축의 건설현장에서 효율적인 안전관리를 수행하는데 기여할 수 있기를 기대한다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.641-651
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• 2022

이 연구는 숙박시설이 있는 특정소방대상물 수용인원의 산정 방법에 따라 피난가능시간을 기준으로 피난시뮬레이션을 실시하여 고시원 화재 발생 시 계단 폭의 변화에 따른 피난소요시간을 비교·분석하였다. 현재 숙박시설로 분류하는 고시원(바닥면적 합계 500m² 이상)은 소방시설법, 건축법, 주차장법이 정하는 맹점을 이용, 적은 면적의 대지 위에 고층으로 건축물을 신축하여, 적지 않은 양의 호실을 만들어 대다수의 고시원이 학생과 고시생을 위한 곳이 아닌 변형된 숙박시설의 형태로 변질되어가고 있다. 이는 건축주의 영업이익에 부합하므로 지속적인 증가 추세를 보일 것으로 예상된다. 고시원 피난 시간의 골든타임 확보는 우리 사회의 경제적 약자에 속하는 고시원 재실자의 최후의 보루로 본 연구가 사회적 안전망 구축을 위한 관계법령의 개정 논의에 시발점이 되길 바라며, 피난시뮬레이션 분석의 결과 피난훈련이 실행된 집단과 피난계단의 폭을 200cm로 확장한 경우에 피난소요시간이 가장 적게 나타났으며, 기존 건물의 계단 폭의 변화 없이 피난시뮬레이션을 실시한 피난소요시간이 648.4초와 시나리오 6을 비교하면 최대166.3초가 단축되는 결과를 보였다. 이와 같은 분석 결과를 통하여 고시원의 피난안전성 개선을 위해 피난계단의 폭을 다중이용업소의 안전관리에 관한 특별법의 안전시설 등 종류에 추가하여 관련 법령의 개정에 활용할 수 있는 근거를 마련했다는 점에서 의의가 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-33
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 레벨에서의 프리케스트 콘크리트 개발을 목적으로 하며 수화열에 의한 균열발생을 확인하기 위해 FEM해석을 실시하여 초기균열 지수를 평가하였다. 평가결과 경화촉진제 사용량이 증가할수록 조기 압축강도가 증가하는 것으로 나타났으며 응결 시간 또한 단축되는 것을 알 수 있었다. 이는 경화촉진제에 의하여 시멘트 화합물중 $C_3A$의 반응에 의해서 응결시간이 단축되는 것으로 판단된다. 또한 단열온도 상승 시험 결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 콘크리트 중심부 온도 $80^{\circ}C$이상의 온도를 나타냈으며 경화촉진제에 의해서 최고 온도 발열시간을 단축시키는 것으로 나타났다. 이는 경화촉진제가 시멘트 수화반응을 촉진시켜 수화열을 짧은 시간에 높게 나타나는 현상으로 판단된다. 또한 높은 수화열은 균열을 발생시킬 수 있음으로 FEM 해석을 통하여 균열지수 평가를 실시하였다. FEM 해석 결과 조기에 높은 수화열이 증가하여도 균열에는 영향이 없는 예측된다. 이는 초기강도가 높기 때문에 허용응력이 증가로 인하여 인장강도가 증가하기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.587-594
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• 2005

최근 판상형 전단벽식 아파트 건물의 고층화와 필로티 설치는 지진발생시 벽량부족현상과 약층 및 연약층을 발생시켜 그 층에서 비탄성 거동이 집중되는 우려가 있다. 본 연구에서는 필로티를 갖는 철근콘크리트 전단벽식 건물에 대하여 FEMA 273과 ATC-40에서 제안하고 있는 성능평가기법을 이용하여 내진성능평가를 실시하고, 그 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 탄성해석을 이용한 내진성능평가 결과, 필로티와 층수에 따라 내진성능지수가 감소되는 것으로 나타났다. 전단벽식 구조물의 경우 강도, 즉 전단응력의 부족 현상이 전체 성능을 지배하고 있었으며, 특히 25층 이상의 경우 그 정도가 더욱 심한 것으로 나타났다. 특히 필로티가 있는 건물에서는 전단응력의 부족과 더불어 약층 및 층 중량 변화가 성능지수의 감소를 초래하고 있어 필로티가 없는 건물에 비하여 성능지수의 감소 경향이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 능력스펙트럼을 이용한 비선형정적해석 결과, 층수가 증가하고 필로티가 있는 구조물일수록 성능점이 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 평가대상 건물들의 대부분 변형 특성은 인명안전수준에서 허용치를 만족하고 있는 것으로 나타났으나, 25층 이상의 경우 즉시거주 요구수준을 초과하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.72-80
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• 2018

초고층 및 장경간 등 대형 구조물에 대한 시공시 부재의 품질이 저하될 정도로 과다한 철근이 배근되고 있다는 문제점이 제기되고 있으며, 최근 건축되고 있는 초고층 건축물에서는 건물의 안정성과 내구성 등을 감안하여 사용 재료의 강도도 점차 증가하고 있다. 초고층 및 장경간 구조물의 시공에서 고강도 철근을 사용할 경우 기존의 일반 강도 철근에 비해 배근량 감소로 인하여 부재에서 배근 간격에도 여유를 줄 수 있어 시공성 향상, 공기단축, 접합부 상세가 간소화 되는 장점이 있다. 이 연구에서는 SD500, SD600 철근을 국내에서 설계되었거나 시공되어진 라멘 구조 형식의 지하주차장 건축물에 적용하여 각 부재별로 철근의 강도에 따른 순수 철근량에 대한 정착 및 이음 철근량 증감을 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 계산된 철근의 정착 및 이음 물량은 사용철근의 강도가 증가함에 따른 정착 및 이음길이의 증가량과 순수 물량의 감소비율, 사용철근의 직경이 줄였을 때의 단면적 감소 등의 요인들에 의해 정착 및 이음 물량이 결정되었으며, 전체적으로 순수 물량에 대한 정착 및 이음 물량의 비율이 SD400대비 SD500의 경우는 증가하였지만 SD500대비 SD600의 경우는 감소하였다. 이는 보의 정착 및 이음 물량이 전체 정착 및 이음 물량에 미치는 영향이 크기 때문으로 판단된다. 한편 순수 물량에 대한 정착 및 이음 물량의 비율에서 SD400과 SD500의 차이와 SD400과 SD600의 차이가 미미하여 철근의 정착 및 이음 물량이 강도 증가에 따른 전체 철근 물량의 증감에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.135-145
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• 1992

최근 철근콘크리트 건축물의 초고층화 추세에 따라 건축물의 설계시에 고강도의 건설재료, 부재단면의 축소, 직경이 큰 철근의 사용이 요구되고 있다. 이에 따라 구조물의 다른 부위에 비하여 접합부 영역의 응력 집중현상이 커지고, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트를 적용하므로써 고정하중의 감소, 부재단면의 축소, 부재내력의 증대, 장 스팬 구조물의 축소 가능, 경제성의 향상을 가져올 수 있는 장점으로 인하여, 철근콘크리트 구조물에 고강도 콘크리트의 이용은 더욱 증대할 것으로 예상된다. 그러나 고강도콘크리트는 보통 콘크리트와 다른 특성, 특히 최대내력이후의 강도저하가 현저하고 파괴성상이 취성적인 성질을 지니고 있으므로 실제 구조물에 적용하기 앞서 구조물의 안전성 측면에서 부재 실험을 통하여 정확한 역학적 특성을 규명할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 반복 주기하중을 받는 고강도 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 거동을 파악하고, 접합부의 내진성능 개선을 위한 새로운 설계방법을 실제 초고층 철근콘크리트 건축물의 설계를 위한 기초 자료로 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.120-127
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• 2016

철근콘크리트 구조물의 대형화, 고층화로 인해 고기능 재료의 적용이 요구되고 있다. 하지만 고장력 철근은 국내에 도입된 지 얼마되지 않고, 고장력 철근의 사용 시 철근 물량의 주상 복합 정량적으로 판단하기 위한 자료가 부족하다. 이에 본 연구는 건축 프로젝트 계획 과정에서 고장력 철근 적용 시 비용 측면의 의사 결정에서 활용할 수 있는 데이터를 제공하기 위하여, 주상 복합 건축물을 대상으로 일반 철근만 사용한 경우, 고장력 철근만을 사용한 경우, 일반 철근과 고장력 철근을 혼용한 경우 등 6가지 조건을 설정하고, 철근의 직경에 관계없이 SD400 철근만을 적용한 연구모델 1을 기준으로, 다른 연구모델의 주상 복합 주상 복합 및 공사비 변화를 분석한 결과, 연구모델 I의 주상 복합과 공사비 100%로 하였을 때, 연구모델 II는 각각 88.3%와 90.5%, 연구모델 III는 각각 80.2%와 83.4%, 연구모델 IV는 각각 91.9%와 93.5%, 연구모델 V는 각각 88.9%와 87.7%, 연구모델 VI는 각각 82.4%와 85.5%의 값을 보였다. 따라서 주상 복합과 공사비의 모두 SD600을 적용한 연구모델 III가 가장 우수한 것으로 평가되었다.