• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.559-577
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• 2016

There are many theoretical analyses and experimental studies of the hydrodynamics for the tension leg platform (TLP) of a floating wind turbine. However, there has been little research on the arrangement of the TLP's internal structure. In this study, a TLP model and a 5-MW wind turbine model as proposed by the Minstitute of Technology and the National Renewable Energy Laboratory have been adopted, respectively, to comprehensively analyze wind effects and wave and current combinations. The external additional coupling loads on the TLP and the effects of the loads on variables of the internal structure have been calculated. The study investigates preliminary layout parameters-namely, the thickness of the tension leg body, the contact mode of the top tower on the tension leg, the internal stiffening arrangement, and the formation of the spoke structure-and conducts sensitivity analyses of the TLP internal structure. Stress is found to be at a maximum at the top of the tension leg structure and the maximum stress has low sensitivity to the load application point. Different methods of reducing maximum stress have been researched and analyzed, and the effectiveness of these methods is analyzed. Filling of the spoke structure with concrete is discussed. Since the TLP structure for offshore wind power is still under early exploration, arrangements and the configuration of the internal structure, exploration and improvements are ongoing. With regard to its research and analysis process, this paper aims to guide future applications of tension leg structures for floating wind turbine.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.315-325
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 부유체 건설에 사용하기 위한 구조용 경량 콘크리트의 최적 배합비를 도출하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 경량콘크리트에 요구되는 설계압축강도 및 단위중량은 동적안정성 해석 및 기존에 건설된 부유식 구조물의 조사결과를 바탕으로 60 MPa, $1,800kg/m^3$로 각각 설정하였으며 슬럼프를 측정하여 워커빌리티를 조사하였다. 실험을 위해 대표적 인공경량골재인 expanded slate, expanded clay, expanded shale을 사용하여 설계조건을 만족할 때까지 콘크리트를 반복 타설하여 최적 배합비를 도출하였다. 콘크리트의 배합에 대하여 NT Build 492, ASTM C 1202와 같은 염소이온 침투 저항성 실험을 실시하였으며 결과분석을 통해 경량콘크리트의 내구성에 미치는 실리카흄과 고로 슬래그 미분말의 영향을 조사하였다. 실험결과, 실리카흄을 시멘트대비 10%로 치환하고 expanded slate 또는 expanded clay를 사용하여 제작한 경량콘크리트가 모든 조건을 만족하였다. 마지막으로 구조용 경량골재의 선정, 경량콘크리트의 제작 및 시공시에 유의할 점에 대하여 설명하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.66-74
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• 2016

본 논문에서는 철근 콘크리트 단면에서 동시에 진행되는 중성화와 염화물 침투에 의해 진행되는 내구성 문제에 대해 서로 다른 콘크리트의 특성과 주변 환경의 영향을 매개변수 분석을 통해 수행하였다. 이를 위해 콘크리트의 미세 공극 구조의 변화 및 중성화와 염소이온 투과의 상호 화학반응이 직접 지배방정식 형태로 고려된 최신 모델을 사용하여 이 복합작용의 분석을 수행하였다. 이산화탄소, 염소이온, 열 및 수분의 복합적인 이동이 직접 고려되었다. 문헌상의 실험 데이터를 분석하여 모델의 입력변수를 결정하고 계산의 편의성을 증진시켰다. 이 모델을 상용유한요소 프로그램인 COMSOL의 사용자 모듈형태로 개발 하였다. 이 상호작용에 영향을 미치는 물-바인더비 (w/b), 골재-바인더비 (a/b), 플라이에쉬 함량, CSH 함량, 콘크리트 초기공극률 등을 정량적으로 분석하였다. 결과에 의하면, 중성화와 염소이온 침투의 상호작용은 다양한 재료 물성치에 영향을 받는다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권2호
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• pp.49-59
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• 2016

제강슬래그는 제강과정에서 필연적으로 발생되는 산업부산물로 토목용, 돌용 및 시멘트 원료 등으로 재활용되고 있다. 그러나 재활용분야가 대부분 저부가가치 분야에 집중되어 제강슬래그의 장점을 활용한 다양한 분야로의 활용이 요구되고 있는 실정이다. 제강슬래그를 콘크리트용 골재로 활용하기 위한 다양한 연구가 있었으나 한정적인 제강슬래그에 대해 이루어졌으며 대부분의 연구가 팽창성 억제에 관한 것으로 실질적인 콘크리트용 골재로써의 적합성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 생산방식에 따라 제강슬래그 골재를 구분하여 총 7종을 통한 골재간 조합을 통해 콘크리트용 골재로 활용가능성을 평가하였다. 연구결과, 제강슬래그 골재를 일반 콘크리트용 골재와 동등하게 활용하기에는 입도, 염화물함량 등의 기준에 부족한 것으로 나타났으나 적절한 골재조합을 통해 특수분야에 한하여 콘크리트용 골재로는 그 활용성이 매우 높은 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.119-127
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• 2013

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 기초형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹형 석션파일 형식에 대하여 연구하였다. 해상 부유식 구조체에 사용되는 기초의 경우 수평방향 하중이 지배적이므로 그룹형 석션파일의 수평방향 지지거동을 3차원 유한요소 해석을 통해 분석하였다. 그룹형 석션파일은 근입깊이가 얕아서 강체기초 거동을 하게 되므로 수평방향 거동을 분석할 때 지표면 부근의 낮은 구속압을 받는 지반의 정밀한 거동 모사가 필요하다. 이를 위하여, 탄성계수, 지반강도 등을 지반 구속압에 따라 증가되도록 모델링하였다. 해석조건은 석션파일 중심간 거리, 그리고 사질토와 점성토의 지반조건 등을 변화시키며 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 석션파일 사이의 간격이 증가함에 따라 점차 항복하중이 증가하였으며, 그룹형 석션파일의 항복하중은 S/D=5인 경우 회전을 허용한 단일형 석션파일 항복하중의 약 3배인 것으로 나타났다.