• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.375-391
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• 2022

This paper discussed and analyzed the interfacial stress distribution characteristic of adjacent cracks in Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) plate strengthened concrete slabs. One un-strengthened concrete test beam and four CFRP plate-strengthened concrete test beams were designed to carry out four-point flexural tests. The test data shows that the interfacial shear stress between the interface of CFRP plate and concrete can effectively reduce the crack shrinkage of the tensile concrete and reduces the width of crack. The maximum main crack flexural height in pure bending section of the strengthened specimen is smaller than that of the un-strengthened specimen, the CFRP plate improves the rigidity of specimens without brittle failure. The average ultimate bearing capacity of the CFRP-strengthened specimens was increased by 64.3% compared to that without CFRP-strengthen. This indicites that CFRP enhancement measures can effectively improve the ultimate bearing capacity and delay the occurrence of debonding damage. Based on the derivation of mechanical analysis model, the calculation formula of interfacial shear stress between adjacent cracks is proposed. The distributions characteristics of interfacial shear stress between certain crack widths were given. In the intermediate cracking region of pure bending sections, the length of the interfacial softening near the mid-span cracking position gradually increases as the load increases. The CFRP-concrete interface debonding capacity with the larger adjacent crack spacing is lower than that with the smaller adjacent crack spacing. The theoretical calculation results of interfacial bonding shear stress between adjacent cracks have good agreement with the experimental results. The interfacial debonding failure between adjacent cracks in the intermediate cracking region was mainly caused by the root of the main crack. The larger the spacing between adjacent cracks exists, the easier the interfacial debonding failure occurs.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.162-171
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• 2023

본 연구에서는 기존 구조물의 면내 보강을 위해 콘크리트 구조물과 보강재를 쉽게 연결할 수 있는 내진 어댑터의 세부 설계 방안을 제안하였다. 제안된 내진 어댑터는 실제 크기의 절반으로 축소된 2층짜리 기둥-보 구조물에서 동적 시뮬레이션을 통해 성능을 테스트하였다. 실험 결과, 내진 어댑터를 사용하여 보강된 시험체는 보강되지 않은 시험체에 비해 에너지 소산 능력이 3.5배 향상되었음을 보여주어, 일반적인 사용 범위 내에서 내진 어댑터가 손상되지 않았음이 확인되어 그 효과를 입증하였다. 이어서 변형 한계(변형 각도 3.3%)까지 하중을 가했을 때, 1층 하부에서 어댑터와 보강재를 연결하는 M10 볼트 중 하나가 파손된 것을 관찰하였다. 이러한 발견을 고려할 때, 실제 상황에서 내진 보강을 적용할 때는 내진 어댑터를 연결하는 볼트와 앵커의 설계에 중점을 둬야 할 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.67-74
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• 2023

세계적으로 많은 수의 콘크리트 구조물이 건설되어 사용되고 있다. 구조물을 안전하고 지속적으로 사용하기 위해서는 꾸준한 점검과 유지관리가 필요하다. 인력을 활용한 점검과 유지관리 기법은 효율적이긴 하지만, 현장 점검이 이루어지는 시점에 대한 단속적인 상태에 대한 점검만 가능하다. 이에 구조물의 상태를 연속적으로 모니터링 할 수 있는 시스템의 필요가 높아지고 있다. 따라서, 콘크리트 구조물의 표면에 전도성도막을 설치하여 균열 및 손상의 탐지하는 연구를 수행하였다. 콘크리트 구조물의 구조적 특성을 반영하여 균열의 발생과 진전을 모니터링 할 수 있는 병렬저항 형식의 균열감지패턴을 개발하였고, 이에 대한 실증연구를 수행하였다. 철근콘크리트 보부재를 제작하여 균열감지패턴을 설치하였고, 하중가력실험을 통해 균열 모니터링의 가능성을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권3호
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• pp.249-263
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• 2024

This article presents a comparative analysis of seismic behavior in steel-beam reinforced concrete column (RCS) frames versus steel and reinforced concrete frames. The study evaluates the seismic response and collapse behavior of RCS frames of varying heights through nonlinear modeling. RCS, steel, and reinforced concrete special moment frames are considered in three height categories: 5, 10, and 20 stories. Two-dimensional frames are extracted from the three-dimensional structures, and nonlinear static analyses are conducted in the OpenSEES software to evaluate seismic response in post-yield regions. Incremental dynamic analysis is then performed on models, and collapse conditions are compared using fragility curves. Research findings indicate that the seismic intensity index in steel frames is 1.35 times greater than in RCS frames and 1.14 times greater than in reinforced concrete frames. As the number of stories increases, RCS frames exhibit more favorable collapse behavior compared to reinforced concrete frames. RCS frames demonstrate stable behavior and maintain capacity at high displacement levels, with uniform drift curves and lower damage levels compared to steel and reinforced concrete frames. Steel frames show superior strength and ductility, particularly in taller structures. RCS frames outperform reinforced concrete frames, displaying improved collapse behavior and higher capacity. Incremental Dynamic Analysis results confirm satisfactory collapse capacity for RCS frames. Steel frames collapse at higher intensity levels but perform better overall. RCS frames have a higher collapse capacity than reinforced concrete frames. Fragility curves show a lower likelihood of collapse for steel structures, while RCS frames perform better with an increase in the number of stories.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.98-106
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• 2008

인양홀을 이용한 정착장치는 손상된 구조물에 내하력을 증가시키기 위해 사용되어지며, 시공이 간편하고 보강효율이 좋은 경제적인 방법이다. 본 논문에서는 구조물에 손상을 입히지 않으면서 충분한 보강효과를 가져 올 수 있는 인양홀 이용 정착장치를 선정하여 그에 대한 적용 가능성을 연구하였다. 실무에서 시공빈도가 높은 인양홀 이용 단부 정착 장치가 적용된 3개의 실험체를 제작하였고, 이에 대한 휨 실험을 수행하여 처짐, 변형률 및 파괴양상을 분석하였다. 인양홀 이용 정착장치가 구비된 철근 콘크리트 보의 보강 성능을 실험적으로 규명하기 위하여 각 실험체의 균열하중, 항복하중, 극한하중, 강선의 응력 증가량, 처짐 및 연성 등을 비교 분석하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제21권1호
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• pp.86-92
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• 2010

곡면 형태의 피부표면의 방사선량을 방사선크롬 필름과 열형광 선량계를 이용하여 측정하고자 한다. 또한 고정 장치의 사용으로 인한 고에너지 방사선의 피부보존효과의 감쇠를 정량적으로 측정하여 Monte-Carlo 프로그램으로 계산한 값과 비교하고자 한다. 머리-목 그리고 어깨의 곡면 형태를 모의하여 만든 11 cm 직경의 원통 팬텀에 $40{\times}40\;cm^2$의 조사야, SAD 100 cm, 6 MV의 방사선을 쪼였다. 또한 관련된 치료 상황과 유사한 조건으로 만들기 위해 그물망 형태의 고정 마스크를 원통형 팬텀에 씌워서 실험하였다. 원통 팬텀의 원둘레 주위를 따라 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지의 피부선량곡선을 구하였다. 방사선크롬 필름을 이용하여 구한, 정면 입사위치($0^{\circ}$)에서의 피부선량은 최대값 깊이($D_{max}$) 방사선량의 47%, 접선 각도인 $90^{\circ}$에서는 61%로 측정되었다. 1.5 mm의 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 59%, $80^{\circ}$에서는 78%였다. TLD를 통한 결과는 고정마스크를 씌운 경우 $0^{\circ}$ 입사지점에서는 66%, $80^{\circ}$에서는 80%였고 필름의 경우와 유사한 형태를 보였다. 고정 마스크를 머리-목 그리고 어깨 부위에 부착시켜서 치료를 하는 경우에 접선 부근 각도에서의 피부선량이 치료선량과 거의 같은 값을 보였다. 곡면 부위의 피부에는 고정성을 잃지 않는 범위 안에서 보다 더 얇고 더 구멍이 많이 뚫린 고정마스크를 사용해야 과도한 피부선량을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.48-57
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• 2015

제 4세대 원자로로 개발되고 있는 소듐냉각고속로는 냉각재로 사용되는 소듐의 물과 공기에 의한 반응을 방지하기 위하여 원자로 헤드의 개방 없이 회전 구동만을 이용하여 핵연료 교환을 수행한다. 따라서 핵연료 교환을 위해서는 노심과 상부내부구조물 사이의 공간에 원자로 헤드의 회전 구동을 방해하는 장애물의 존재 여부를 확인하는 검사가 반드시 선행되어야 하는데, 소듐의 불투명성으로 인해 통상적인 광학 장비를 사용한 검사방법으로는 장애물의 확인이 어렵고, 초음파를 이용한 검사방법이 적용되어야 한다. 이 연구에서는 불투명한 소듐 중에서 노심과 상부내부구조물 사이의 장애물 존재 여부를 확인하기 위하여 판형 웨이브가이드 초음파 센서를 적용한 원격주사 검사기법을 개발하였다. 웨이브가이드 센서는 원자로헤드 상부의 저온 구간에 초음파 트랜스듀서를 설치하고 길이가 긴 웨이브가이드를 사용하여 노심 상부의 고온 고방사능 소듐 내부로 초음파를 전파시키기 때문에, 고온 고방사능에 의한 손상 없이 장시간 적용이 가능한 장점을 가지고 있다. 먼저, 수평 방향으로 초음파를 방사시킬 수 있는 10 m 길이의 수평 빔 웨이브가이드 센서를 설계 제작하였고, 제작된 센서의 특성 분석을 위한 빔 프로파일 측정 및 기초 실험을 수행하여 방사되는 초음파의 빔 폭과 전파 거리를 평가하였다. 또한, 실제 장애물로 작용할 수 있는 부품들의 형상인 원형 목표물에 대한 원격탐지 성능시험을 수행하여 개발된 원격주사 기술의 유용성을 평가하였다.

• 한국광학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-17
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• 2016

최근 20 여년간의 괄목할만한 발전을 통해 단일 광섬유 레이저의 출력은 이미 kW 수준을 상회하고 있으며, 기존의 벌크 방식 레이저의 대체 기술로서 여전히 학계 및 산업계의 뜨거운 관심을 받고 있다. 본 논문은 이와 같은 광섬유 레이저의 괄목할만한 성장을 가능하게 한, 이터븀(Ytterbium) 혼입 이득 광섬유 사용 방식, 레이저 다이오드 펌프와 이중 클래딩 광섬유 구조를 통한 광학적 펌프 방식, 더 나아가서 양자결함을 최소화 하는 종렬 펌핑 방식 등 그 주요 요소 기술들을 개괄하고, 그 극한적 고출력화에 따른 발진 효율 및 특성 저하, 시스템 열화 및 불안정성 증대 등과 같은 고출력 광섬유 레이저 기술 자체가 직면하고 있는 다양한 기술적 문제점 및 그 완화 방안을 논의한다. 여기에서는 광섬유 레이저의 고출력화와 더불어 야기되는 다양한 형태의 광섬유내 비선형 현상, 광섬유 손상 및 모드 불안정 현상에 대한 논의를 포함한다. 이와 더불어, 전술한 다양한 출력 제한 현상을 극복함과 동시에 광섬유 레이저의 출력을 현격한 수준으로 더욱 증가시키기 위한 대체 방안으로 최근 주목을 많이 받고 있는 다중 빔 결합 기술에 대해 개괄적으로 논의한다. 특히, 분광형 다중 빔 결합 기술의 개념적 시스템 구성 요소 및 각 부문별 요구 기술에 대해 보다 심화된 논점을 둔다. 최종적으로 현 수준을 뛰어 넘는 광섬유 레이저의 출력 증대와 본 기술의 지속적 발전을 위한 앞으로의 발전 방향을 논의한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제23권4호
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• pp.269-278
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• 2012

두경부암 방사선치료 시 공동 경계면 및 주변 치료 부위의 선량 균일도 향상을 위하여 조직 등가의 thermoplastic 구강 보상체를 개발하였다. Thermoplastic의 유용성 평가를 위해, 기존에 사용해 오던 치과용 인상재료인 paraffin, alginate, 그리고 putty로 제작한 각 구강 보상체의 물성 및 선량 분포 향상도를 비교하였다. 물성 평가에는 강도 평가(압축 실험, 낙하 실험)와 자연변형도(시간에 따른 체적 변화) 평가를 수행하였으며, 개발한 선량 검증용 팬톰에 삽입한 유리선량계와 Gafchromic EBT2 필름을 이용하여 표면선량, 공동 경계면 선량 및 빔 측면도를 측정하여 전달 선량을 평가하였다. 두 달간 각 구강 보상체의 자연변형도 평가하였을 때, alginate는 수분증발로 최대 80% 체적 변화를 보였으나, thermoplastic을 포함한 나머지 조직 등가 물질은 체적 변화가 3% 미만으로 나타났다. 강도 평가 중 5회 반복한 1.5 m 높이의 자유 낙하실험에서 paraffin은 충격에 의하여 파손이 발생되었으나, thermoplastic은 낙하에 의한 파손이 발생되지 않았으며, 압축 강도 실험에서도 paraffin에 비하여 8배 이상의 높은 힘에서도 파손되지 않았다. 유리선량계를 이용한 선량 검증 결과, 1문 조사 시 조직등가[약 80 HU (Hounsfield Unit)]의 thermoplastic은 동일한 처방 선량 전달 시 약 1,000 HU 이상의 값을 나타내는 putty에 비해 4% 낮은 출력계수(monitor unit) 전달로 약 4.9%의 낮은 표면 선량을 전달하였다. 또한 빔 입사 방향을 기준으로 할 때, 구강 통과 후 경계면의 빔 측면도에서 선량 균일도 평가를 위해 측정한 조사영역 편평도는 air, thermoplastic, putty에서 각각 11.41, 3.98, 4.30으로 나타났다. Thermoplastic 구강 보상체는 조직 등가 물질로 기존에 사용해오던 구강 보상체에 비하여 강도가 높고 물질 변형 확률이 적으며, 구강을 포함을 경계면 및 주변 부위에 균일한 선량 분포를 형성할 수 있으므로 균일한 처방 선량 전달 및 피부 선량 감소가 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.327-335
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• 2009

지진이 빈번하게 발생하는 지역에서는 비내진상세구조물은 지진 발생시 연약층을 형성하고 취성적 붕괴를 일으키게 된다. 그러나, 기존 구조물을 해체하고 내진상세 구조물을 신축하는 방법은 건설폐기물, 환경오염 및 민원 등 여러가지 문제들을 가지는 등 비경제적 방법이라 할 수 있다. 따라서 기존 구조물이 내진성능을 만족하도록 내진보강에 관한 많은 연구가 이루어졌으며, 이러한 내진보강방법에는 끼움벽, 철골브레이스, 연속벽, 부벽, 날개벽, 기둥/보의 자켓팅 등이 있다. 이 중 끼움벽 골조는 큰 변형과 접합부에서의 회전이 발생하는 골조와, 비교적 작은 변형에서도 전단파괴를 야기하는 끼움전단벽 등 복합적인 거동특성을 나타낸다. 따라서, 이러한 시스템의 거동특성은 개개의 골조나 벽에서 나타나는 거동특성과 매우 다르게 된다. 본 연구에서는 끼움벽의 내진성능을 평가하고자 하였으며, 손상에너지의 효과적 흡수를 위해 변형경화형 시멘트 복합체 (SHCC)를 사용하였다. 실험은 1/3 축소모형의 끼움벽을 반복가력하는 것으로 계획하였다. 실험 결과, SHCC 끼움벽에서는 섬유의 가교작용을 통해 시멘트 복합체 내 응력을 재분배함으로써 미세균열이 발생하였으며, 강도 및 에너지소산능력이 우수한 것으로 나타났다.