• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.391-400
• /
• 2019

화재발생 시 구조물의 부재는 온도상승에 의하여 본래의 강성을 잃게 되어 하중 지지력이 감소하게 된다. 구조 부재에 급격한 내력 상실은 구조물의 붕괴 및 인명 피해로 이어질 수 있다. 구조물의 화재 시간이 길어지게 되면 구조 부재에 대한 내력 상실은 더욱 증가하게 된다. 건축물의 붕괴를 방지하기 위하여 부재 손상 여부의 파악은 매우 중요한 과제이나 국내에서 부재의 잔존내력을 진단하고 평가하는 지침이 될 만한 자료는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 구조 부재 중 합성구조인 합성보를 유한요소해석을 통하여 내화성능을 분석하고자 한다. 합성보 모델링은 한국전력기술의 협조를 받아 원자력 발전소 보조건물(Electrical Penetration Room, EPR)에 사용되는 도면을 바탕으로 수행하였다. 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 정해석 단계의 열전달 해석과 구조해석을 수행하였다. 열전달 해석 결과로 얻어진 온도분포를 데이터로 확보하여 구조해석에 열전달해석 결과를 반영시켰다. 잔존성능을 분석하기 위하여 합성보의 온도분포와 열 영향을 받은 구조해석의 최대변위 결과를 도출하여 실험 결과 데이터와 구조해석 결과 데이터를 비교분석하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제28권2호
• /
• pp.71-87
• /
• 2019

The yaw and interference effects of blades affect aerodynamic performance of large wind turbine system significantly, thus influencing wind-induced response and stability performance of the tower-blade system. In this study, the 5MW wind turbine which was developed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA) was chosen as the research object. Large eddy simulation on flow field and aerodynamics of its wind turbine system with different yaw angles($0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$ and $45^{\circ}$) under the most unfavorable blade position was carried out. Results were compared with codes and measurement results at home and abroad, which verified validity of large eddy simulation. On this basis, effects of yaw angle on average wind pressure, fluctuating wind pressure, lift coefficient, resistance coefficient,streaming and wake characteristics on different interference zone of tower of wind turbine were analyzed. Next, the blade-cabin-tower-foundation integrated coupling model of the large wind turbine was constructed based on finite element method. Dynamic characteristics, wind-induced response and stability performance of the wind turbine structural system under different yaw angle were analyzed systematically. Research results demonstrate that with the increase of yaw angle, the maximum negative pressure and extreme negative pressure of the significant interference zone of the tower present a V-shaped variation trend, whereas the layer resistance coefficient increases gradually. By contrast, the maximum negative pressure, extreme negative pressure and layer resistance coefficient of the non-interference zone remain basically same. Effects of streaming and wake weaken gradually. When the yaw angle increases to $45^{\circ}$, aerodynamic force of the tower is close with that when there's no blade yaw and interference. As the height of significant interference zone increases, layer resistance coefficient decreases firstly and then increases under different yaw angles. Maximum means and mean square error (MSE) of radial displacement under different yaw angles all occur at circumferential $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ of the tower. The maximum bending moment at tower bottom is at circumferential $20^{\circ}$. When the yaw angle is $0^{\circ}$, the maximum downwind displacement responses of different blades are higher than 2.7 m. With the increase of yaw angle, MSEs of radial displacement at tower top, downwind displacement of blades, internal force at blade roots all decrease gradually, while the critical wind speed decreases firstly and then increases and finally decreases. The comprehensive analysis shows that the worst aerodynamic performance and wind-induced response of the wind turbine system are achieved when the yaw angle is $0^{\circ}$, whereas the worst stability performance and ultimate bearing capacity are achieved when the yaw angle is $45^{\circ}$.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.9-18
• /
• 2019

모듈러 시스템은 하중저항 방식에 따라 개방형 모듈러 및 폐쇄형 모듈러 분류가 된다. 그 중 개방형 모듈러는 폐쇄형 단면을 갖고 있어 부재간의 접합 및 모듈간의 접합을 하는데 제약이 있다. 이에 Choi et al.(2017)은 절골형 단면 안에 콘크리트를 채운 합성 모듈러 시스템을 제안하였다. 하지만 모듈간 접합을 강접으로 가정하여 접합부 거동에 의해 구조물 전체에 미치는 영향을 파악하지 못하였다. 본 연구에서는 유한요소해석을 하여 제안된 모듈러의 접합부 강성을 산정하였다. 성능 검증을 위해 FEMA 440의 선형화방법을 사용하여 접합부 강성 유, 무에 따른 구조물의 내진성능을 파악하였다. 해석결과에 따르면 접합부 강성을 고려한 모델의 보유 내력 및 층간변위비가 접합부 강성을 고려하지 않은 모델에 비해 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 이를 토대로 접합부의 강성이 전체 구조물 거동에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.181-190
• /
• 2019

최근 강우유출수를 비용효율적으로 관리하기 위해 저영향개발 (Low Impact Development, LID)과 자연기반해법(Nature-based solution, NBS)를 도입하고 있다. 본 연구에서는 LID 시설 중 도심지 내 적용가능하고 유입부에 침강지가 조성된 침투도랑(IT)과 소규모 인공습지(SCW) 등 2개의 시설에 대해 효율성을 평가하였다. 효율성 평가는 장기간의 모니터링을 통한 자료를 이용하여 수행하였다. 분석결과 하절기 기간은 식생의 흡입 등의 생물학적 활동으로 인하여 SCW의 효율이 더 높았으나, 동절기 기간에는 식물의 고사로 인하여 IT의 효율이 더 높은것으로 분석되었다. 침강지 내 퇴적물의 분석결과 SCW 침강지 내 식생에 의한 정화작용 및 미생물등의 생물학적 처리기작으로 인하여 COD와 TN의 저감효율이 높은것으로 분석되었다. 본 연구에서는 침강지 시설을 조성한 LID 시설에 대해 비교하였으며, 자연과 유사한 자연기반해법을 LID 시설에 적용할 경우 기존 시설보다 처리효율이 우수한것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.67-76
• /
• 2020

본 논문은 철계-형상기억합금(Fe-SMA) 바를 이용하여 제작된 콘크리트 보의 휨 거동 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험을 위해 200mm×300mm × 2,200mm의 콘크리트 보를 제작하였으며 인장재로 4% 사전변형된 Fe-SMA 바를 사용하였다. 실험 변수로 인장재 종류(SD400, Fe-SMA), 철근 비(0.2, 0.39, 0.59, 0.78), Fe-SMA 활성화(활성화, 비활성화) 그리고 Fe-SMA bar 연결방법(미연결, 용접, 커플러)를 고려하였다. Fe-SMA 바를 활성화하기 위해 전기저항 가열 방법을 이용하여 5A/㎟의 전류를 실험체가 160℃에 도달할 때 까지 공급하였다. 캠버효과에 의한 실험체의 상향 변위가 안정되면 2,000kN 용량의 엑츄레이터를 이용하여 3점 휨 재하 실험을 실시하였다. 실험결과 Fe-SMA 바를 활성화 함에 따라 캠버효과에 의해 상향 변위가 발생하는 것으로 나타났다. Fe-SMA 바를 활성화한 실험체는 활성화하지 않은 실험체에 비해 더 높은 하중에서 초기균열이 발생하였다. 그러나 일반적인 프리스트레스 콘크리트와 동일하게 Fe-SMA 활성화에 따른 프리스트레스 도입이 보의 극한 상태에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.605-615
• /
• 2021

최근 공사 기간 단축과 인건비 절감을 위해 거푸집을 탈형하지 않는 비탈형 보거푸집의 필요성이 RC구조물에서 강조 되고 있다. 본 연구의 목적은 새로 개발된 비탈형 보 거푸집인 SY Beam의 콘크리트 타설시 변형성능을 평가하는 것이다. SY Beam의 표준 단면 형상은 MIDAS GEN 프로그램을 통해, 다양한 두께의 강판 데크 구조 모델링을 수행하여 결정하였다. 그 결과, SY Beam의 단면치수는 폭과 높이가 각각 400mm와 450mm로 결정하였다. 강판두께 0.8, 1.0, 1.2mm를 변수로 하여 총 3 개의 SY Beam 실험체를 제작하였다. 실제 현장에서 콘크리트를 타설할 때 작용하는 하중 조건을 반영하였다. 콘크리트 타설시 SY Beam 단면의 수직 및 수평 변위를 측정하였다. 그 결과, 수직 변위는 두께가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 수직변위와 수평변위를 모두 고려할 때, 강판두께 1.2mm의 경우가 가장 안전하고 즉시 현장 적용이 가능하다. 향후, 제작성, 시공성, 경제성을 확보하기 위해 최적의 강판두께를 도출하여야 하며, 1.05, 1.1, 1.15mm 에 대한 추가의 해석 및 실험연구가 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.119-131
• /
• 2021

초근접 병렬터널의 필라부에는 응력이 집중되고, 기존에는 터널의 안정성을 확보하기 위하여 강연선을 이용하여 필라부를 보강한다. 하지만 토사 지반에서는 필라부의 강도가 감소하기 때문에 필라부를 강연선으로 보강하는 것으로는 터널 안전성을 충분히 확보하지 못한다. 본 연구에서는 초근접 병렬터널의 필라부를 강관으로 보강하는 새로운 공법의 보강효과를 검토하기 위하여 실내터널모형실험을 수행하였다. 그 결과 상부응력에 대한 필라부의 지지능력은 강관 보강하는 경우가 강연선 보강하는 경우보다 22% 큰 것으로 나타났다. Particle Image Velocimetry 기법을 이용한 분석결과 필라부 강관 보강은 강연선 보강보다 병렬터널과 필라부에 상재하중이 균일하게 작용할 수 있는 더 유리한 조건을 형성하였다. 실험결과에 기반하여 필라부 강관보강공법은 강연선 보강공법보다 터널 안정성에 긍정적인 효과를 가져올 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.81-88
• /
• 2021

최근 지진 빈도 증가로 구조물 건전도 모니터링 (SHM: Structural Health Monitoring, 이하 SHM) 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. Smart concrete는 전기-역학적 거동을 바탕으로 구조물 상태를 분석할 수 있는 기술이다. 하지만 콘크리트 구조물은 지진 시 정적 변형률 또는 하중 속도 보다 10배 이상 빠른 하중 속도가 작용하나 기존 연구 대부분은 정적 하중 속도에서의 감지 능력을 주로 조사하고 있다. 본 연구는 지진과 같이 높은 하중 속도에서 자가 응력감지 능력을 평가하기 위해 만능재료시험기 (UTM: Universal Testing Machine, 이하 UTM)를 사용하여 3가지 하중 재하 속도 (1, 4, 8 mm/min) 하에서 Smart Ultra High Performance Concrete (S-UHPC)의 전기-역학적 거동을 측정하였다. S-UHPC의 최대 압축 하중에서 Stress sensitive Coefficient (SC)는 1 mm/min 하중 속도 기준 -0.140%/MPa로 측정되었으나, 하중 속도가 각각 4, 8 mm/min으로 증가함에 따라 42.8 %, 72.7% 감소하였다. 전도성 재료의 변형 감소, 미세균열 증가로 인하여 S-UHPC의 감지능력이 하중속도 증가에 따라 감소하였지만, 그럼에도 불구하고 높은 하중 속도 하에서도 우수한 감지 성능을 보여 구조물 지진 하중 감지를 위한 SHM 시스템에 활용 가능함을 확인하였다.

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

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.71-76
• /
• 2023

최근 빅데이터를 저장 및 관리하기 위해 대용량 데이터를 안정적으로 접근할 수 있는 고성능의 저장시스템 개발과 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 데이터센터 및 엔터프라이즈 환경의 저장시스템에서는 대용량의 데이터를 관리하기 위해 대용량의 SSD(solid state disk)가 대량으로 사용되고 있다. 일반적으로 SSD는 미디어인 NAND 플래시 메모리의 특성을 감추고 데이터를 관리를 효율적으로 하기 위해 FTL(flash transfer layer)을 사용한다. 그러나 FTL의 알고리즘은 SSD의 용량이 커질수록 데이터가 저장된 NAND의 위치 정보를 관리하기 위해 DRAM을 많이 사용하는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 FTL에서 사용하는 DRAM 자원을 줄이기 위한 가상 메모리 (virtual memory)를 적용한 FTL 정책을 소개한다. 본 논문에서 제안하는 가상 메모리 기반 FTL 정책은 LRU(least recently used) 정책을 사용하여 최근 사용된 데이터의 멥핑 정보를 DRAM 공간에 적재하고 이전에 사용된 정보는 NAND에 저장하는 방식으로 멥 데이터를 관리한다. 마지막으로 실험을 통해 가상 메모리 기반의 FTL과 일반 FTL의 데이터 쓰기 처리를 하는 동안 소모되는 성능과 자원의 사용량을 측정하고 분석한다.