• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.55-63
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• 2022

모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.101-109
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• 2018

모듈형 구조시스템은 학교 및 아파트 건물과 같은 저층 및 중층 구조물에 점점 더 많이 사용되고 있다. 최근에는 고층 건물에 모듈러 구조시스템을 적용하는 방법에 대한 연구가 수행되고 있다. 고층 모듈러 구조시스템에 대해 충분한 저항력과 경제적인 구조를 제공하기 위해 복합모듈 구조시스템이 제안되었다. 본 연구에서는 일련의 실험을 통해 단위 복합모듈 구조에 적용하기 위한 목적으로 비대칭 복합 기둥의 강도를 평가하고자 하였다. 실험적 연구는 기둥의 세장비, 편심율 및 관통바 유무에 따라 기둥의 강도에 미치는 영향에 중점을 두었다. 단위 모듈구조에 대한 비대칭 기둥단면의 설계식을 제안하였다. 결과로부터, 설계식은 단위 복합모듈 구조에서 비대칭 기둥단면의 적절한 강도 예측을 제공한다는 것을 알 수 있다.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.332-340
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• 2021

최근 사업장 질소산화물(NOx) 배출허용기준 강화(2019년 1월 적용)에 따라 다량 배출사업장에서 배출되는 질소산화물을 배출허용기준 이하로 만족하기 위한 노력이 필요하다. 대표적인 질소산화물 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 일반적으로 세라믹 허니컴(ceramic honeycomb) 촉매를 사용하고 있다. 본 연구에서는 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가지는 금속지지체 탈질 코팅촉매를 적용하여 제철소에서 배출되는 질소산화물를 저감하기 위한 연구를 수행하였다. 금속지지체 코팅촉매는 최적화된 촉매슬러리(catalyst slurry) 코팅방법을 통해 제조하였고, 내마모 시험과 굽힙 시험을 통해 코팅된 촉매가 균일하고 강건하게 부착되어 있음을 확인하였다. 금속지지체가 가지는 우수한 열전도 특성으로 인해 저온영역(200 ~ 250 ℃)에서 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 탈질효율을 보였다. 또한 경제적인 촉매 설계를 위해 금속지지체 표면 상에 코팅되는 촉매의 최적 코팅량을 확인하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 제철소 배기가스 모사환경에서 상용급 금속지지체 코팅촉매에 대한 준파일럿 탈질 성능평가를 수행하였고, 저온영역(220 ℃)에서도 배출허용기준치(60 ppm 이하)을 만족하는 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 물리화학적 특성이 우수한 금속지지체 코팅촉매가 최소량의 촉매 사용으로도 우수한 탈질 성능을 나타내었으며, 넓은 비표면적을 가지는 고밀도 금속지지체 적용을 통해 배연 탈질 촉매 반응기의 콤팩트화 및 소형화가 가능하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 본 연구에서 사용된 금속지지체 코팅촉매는 제철소뿐만 아니라 화력발전, 소각장, 선박, 건설기계 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 새로운 형태의 촉매가 될 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.343-351
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• 2015

최근들어 $CO_2$ 증가에 따른 사회적, 공학적 문제가 증가하면서 시멘트 사용량을 줄이려는 연구가 진행되고 있다. 플라이 애쉬, 고로 슬래그, 실리카퓸 등의 혼화재료가 시멘트 대체재로 많이 사용되고 있는데, 최근 들어 Rice Husk Ash (RHA)를 혼화재료로 사용하여 콘크리트의 성능을 개선시키려는 연구가 활발하게 진행 중이다. 본 연구에서는 RHA와 가장 뛰어난 혼화재료로 알려진 실리카퓸을 혼입한 콘크리트를 제조하여 초기재령 콘크리트에 대한 염해저항성을 평가하였다. 이를 위해 10~30%의 RHA 치환률과 2~8%의 실리카퓸 치환률을 가진 콘크리트를 제조하여, 역학적 실험과 밀도, 공극률, 염화물 확산계수, 부식전류 측정등의 내구성 실험을 수행하였다. RHA 10~15% 수준의 치환은 SF 2~4% 수준보다 초기재령 콘크리트에서의 높은 강도 및 염해저항성을 확보하였으며, 미래에 유용하게 사용될 수 있는 혼화재료의 가능성을 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제2권4호
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• pp.325-343
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• 2005

Chloride ingress is a common cause of deterioration of reinforced concrete located in coastal zone. Modeling the chloride ingress is an important basis for designing reinforced concrete structures and for assessing the reliability of an existing structure. The modeling is also needed for predicting the deterioration of a reinforced structure. The existing deterministic solution for prediction model of corrosion initiation cannot reflect uncertainties which input variables have. This paper presents an approach to the fuzzy arithmetic based modeling of the chloride-induced corrosion of reinforcement in concrete structures that takes into account the uncertainties in the physical models of chloride penetration into concrete and corrosion of steel reinforcement, as well as the uncertainties in the governing parameters, including concrete diffusivity, concrete cover depth, surface chloride concentration and critical chloride level for corrosion initiation. There are a lot of prediction model for predicting the time of reinforcement corrosion of structures exposed to chloride-induced corrosion environment. In this work, RILEM model formula and Crank's solution of Fick's second law of diffusion is used. The parameters of the models are regarded as fuzzy numbers with proper membership function adapted to statistical data of the governing parameters instead of random variables of probabilistic modeling of Monte Carlo Simulation and the fuzziness of the time to corrosion initiation is determined by the fuzzy arithmetic of interval arithmetic and extension principle. An analysis is implemented by comparing deterministic calculation with fuzzy arithmetic for above two prediction models.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.92-98
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• 2014

본 연구는 환경부하 저감을 위해 슬래그 시멘트를 사용하고 플라스틱 섬유보강재(폴리프로필렌, 나일론, 유리섬유)를 혼입하여 고강도 간격재를 개발하고 현장적용성을 평가하는 연구이다. 이를 위해 예비실험을 통하여 4가지 섬유 복합재의 첨가량이 결정되었다. 또한 역학적 시험(압축, 휨, 인장) 및 내구성 시험(흡수율, 투수율, 길이변화율, 균열저항성, 탄산화, 동결융해)을 통하여 최적의 섬유재를 도출하였으며, 이를 이용한 고강도 섬유재 간격재의 배합 및 생산시스템을 개발하였다. 또한 현장적용성 평가를 통하여 개발된 간격재의 구체 콘크리트 일체성을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.165-176
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• 2017

Multi-Axial Testing System (MATS) is a 6-DOF loading system located at National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) in Taiwan for advanced seismic testing of structural components or sub-assemblages. MATS was designed and constructed for a large variety of structural testing, especially for the specimens that require to be subjected to vertical and longitudinal loading simultaneously, such as reinforced concrete columns and lead rubber bearings. Functionally, MATS consists of a high strength self-reacting frame, a rigid platen, and a large number of servo-hydraulic actuators. The high strength self-reacting frame is composed of two post-tensioned A-shape reinforced concrete frames interconnected by a steel-and-concrete composite cross beam and a reinforced concrete reacting base. The specimen can be anchored between the top cross beam and the bottom rigid platen within a 5-meter high and 3.25-meter wide clear space. In addition to the longitudinal horizontal actuators that can be installed for various configurations, a total number of 13 servo-hydraulic actuators are connected to the rigid platen. Degree-of-freedom control of the rigid platen can be achieved by driving these actuators commanded by a digital controller. The specification and information of MATS in detail are described in this paper, providing the users with a technical point of view on the design, application, and limitation of MATS. Finally, future potential application employing advanced experimental technology is also presented in this paper.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권1호
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• pp.19-25
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• 2023

Due to high application of concrete structures in construction industry, however, the quality improvement is essential. One of the new ways for this purpose is adding the nanoparticles to the concrete. In this work, vibration analysis of concrete beams reinforced by graphene oxide (GO) nanoparticles based on mathematical model has been investigated. For the accuracy of the presented model, the experimental study is done for comparing the compressive strength. Since the nanoparticles can not be solved in water without any specific process, at the first, GO nanoparticles should be dispersed in water by using shaker, magnetic striker, ultrasonic devices and finally mechanical mixer. For modelling of the strucuture, sinusoidal shear deformation beam theory (SSDBT) is utilized. Mori-Tanak model model is utilized for obtaining the effective properties of the beam including agglomeration influences. Utilizing the energy method and Hamilton's principal, the motion equations are calculated. The frequency of the concrete beam is obtanied by analytical method. Three samples with 0.02% GO nanoparticles are built and its compressive strength is compared which shows a good accuracy with maximum 1.29% difference with mathematical model and other papers. The aim of this work from the theoretical study is investigating the effects of nanoparticles volume percentage and agglomeration, length and thickness of the beam on the frequency of the structure. The results show that the with enhancing the GO nanoparticles, the frequency is increased. For example, with enhancing the volume percent of GO nanoparticles from zero to 0.08%, the compressive strength is increased 48.91%. and 46.83%, respectively for two cases of with and without agglomeration.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1075-1086
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• 2008

비위생 매립지의 단층형 복토시스템을 위한 산업부산물의 응용성과 적합성을 평가하기 위하여 건설폐기물, 석탄회, 폐석고(인산석고), 슬래그(고로, 제강)와 석분슬러지를 대상으로 연구하였다. 먼저 대상 산업부산물들의 다양한 물리화학적, 수리역학적 특성들이 조사되었다. 그리고 배치실험과 장기간 용출시험을 통하여 이들 산업부산물들의 환경안정성도 검토하였다. 뿐만 아니라, 대상 산업부산물들에 식물을 조성해 봄으로써 식생의 적응성도 평가해 보았다. 산업부산물들의 물리화학적 특성 분석결과, 연구대상인 산업부산물 대부분이 매립지 복토재로 적합한 것으로 나타났다. 특히 모든 연구대상 산업부산물들에서 폐기물관리법에서 규정한 유해한 무기원소 종들의 농도가 규제치를 초과하지 않은 것으로 조사되었다. 이와 더불어, 석분슬러지만 제외하고 그 외 모든 대상 물질들에서 토양환경보전법에서 규제하는 원소들의 농도가 기준치 이하로 검출되었다. 배치실험과 장기간 용출시험 결과로부터 석탄회와 건설폐기물이 고려한 산업부산물들 중에서 매립지 복토재로서 가장 적합한 것으로 선정되었다. 식물 육종실험 결과, 석탄회가 가장 빠른 발아와 가장 큰 생육지표를 보여서 매립지 복토재로 이용될 경우 식생 조성에서 가장 효과적일 것으로 평가되었다. 일반토사와 석탄회로 혼합된 최종복토시스템에서 최적의 축분퇴비 시비는 헥타르당 40$\sim$50톤인 것으로 조사되었다.

• Computers and Concrete
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• 제20권2호
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• pp.185-196
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• 2017

Durability problems initiated from steel corrosion are unseen but critical issues, so that many researches are focused on chloride penetration evaluation. Even if RC (Reinforced Concrete) structures are exposed to normal environment, chloride ingress varies with concrete surface conditions and exposed period. This paper presents an analysis technique for chloride behavior evaluation considering time effect on diffusion and surface conditions assumed as double-layered system. For evaluation of deteriorated surface condition, field investigation was performed for concrete pavement exposed to deicing agent for 18 years. In order to consider enhanced surface concrete, chloride profiles in surface-impregnated concretes exposed to chloride attack for 2 years from previous research were investigated. Through reverse analysis, effectively deteriorated/enhanced depth of surface and the related reduced/enlarged diffusion coefficient in the depth are simulated. The proposed analysis technique was evaluated to handle the chloride behavior more accurately considering changes of chloride ingress within surface layer and decreased diffusion coefficient with time. For the concrete surface exposed to deicing agent, the deteriorated depth and enlarged diffusion coefficient are evaluated to be 12.5~15.0 mm and 200% increasing diffusion coefficient, respectively. The results in concrete containing enhanced cover show 10.0~12.5 mm of impregnated depth and 85% reduction of chloride diffusion in tidal and submerged conditions.