• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.8-16
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• 2013

현재 전 세계적으로 석탄, 석유 등 화석연료의 사용으로 지구 온난화가 진행되고 있으며, IPCC는 지난 100년간(1906~2005년) 지구 지표기온이 $0.74^{\circ}C{\pm}0.18^{\circ}C$ 상승하였고 최근 50년간의 온난화 증가 추세($0.13^{\circ}C{\pm}0.03^{\circ}C$/10년)를 살펴보면 과거 100년간의 변화($0.07^{\circ}C{\pm}0.02^{\circ}C$/10년)에 비해 거의 2배가 증가 하였다고 발표하였다. 이러한 원인으로 폭염, 폭설, 폭우 및 슈퍼태풍 등과 같은 이상기후, 극한기후 현상이 지속적으로 증가 되고 있다. 또한 이로 인하여 사회기반시설의 파괴 및 손상, 인명피해가 급증하고 있으며 콘크리트 구조물의 경우 장기간 지속되는 극심한 기후변화에 따라 급속도로 노화되고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 기후변화에 적합한 기준 및 시공 기술 등이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하고자, 콘크리트 양생에 영향을 미치는 온도, 습도, 일조량, 풍량 등 다양한 기후인자 요소 중 주요 요인인 온도와 습도를 다양한 케이스별로 실험을 실시하였으며, 각 케이스 별로 압축강도(3, 7, 28일), 할렬인장강도(3, 7, 28일)실험을 하였다. 그리고 실험 데이터를 바탕으로 콘크리트 시편의 성능을 평가하고 만족도 곡선을 작성하며, 이를 성능중심형설계방법(PBDM : Performance Based Design Method)에 적용하였다. PBD란 과거의 실험 해석과 현재의 실험 해석등의 여러 결과들을 합하여, 구조물에서 요구되는 재료 성능을 만족시키는 성능 기반형 설계법 으로써, 최근 전세계적으로 연구가 활발히 진행 중이다. 그리고 PBD의 최종 목적은 사용기간 중 구조물이 충분한 성능을 갖출 수 있도록 시공, 설계하는 것이며 이를 사용 할 경우 문제 해결에 있어서 다양한 방법을 제시 할 수 있고, 경제성과 기능성 면에서도 최대한의 효과를 이끌어 낼 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1125-1146
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• 2018

쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.152-161
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• 2023

일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 농업과학연구
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• 제6권1호
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• pp.45-55
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• 1979

본연구(本硏究)는 연탄재를 시멘트로 경화(硬化)시켰을때의 강도(强度)에 관(關)한 연구(硏究)를 위하여 시멘트:연탄재, [시멘트(90%)+소석회(消石灰)(10%)]:연탄재, [시멘트(80%)+프라이애쉬(20%)]:연탄재, 시멘트:표준사(標準砂)의 4종(種)을 각각(各各) 배합비(配合比) 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:7, 1:9의 6종(種)으로 분류(分類)하고 압축(壓縮), 인장(引張), 휨강도시험(强度試驗)을 재령(材令) 7일(日) 및 28일(日)로 구분(區分)하여 시험(試驗)하였다. 본시험(本試驗) 이외(以外)에 경제성(經濟性)의 검토(檢討), 내구성시험(耐久性試驗)등 구명(究明)하여야 할 문제(問題)가 남겨져 있으나 본시험(本試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 압축강도(壓縮强度)는 KS 규격치(規格値)에 대하여 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 84%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 90%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 75%의 강도(强度)를 나타냈고 재령(材令) 28일(日)에서 시멘트:연탄재는 84.9%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 73.5%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 69.8%의 강도(强度)가 나타났다. 2. 압축강도(壓縮强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 강도(强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 69.3%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 75.1%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 41.3%의 강도(强度)가 나타났으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 56.4%, 49%, 46.5%의 강도(强度)를 나타냈다. 3. 인장강도(引張强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 인장강도(引張强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 64.4%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 47.1%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 35.4%의 강도(强度)를 나타냈으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 69.6%, 64.8%, 57.3%의 강도(强度)를 나타냈다. 4. 휨강도(强度)는 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 강도(强度)를 100%로 했을때 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트:연탄재는 46.3%, (시멘트+소석회(消石灰)):연탄재는 65.9%, (시멘트+프라이애쉬):연탄재는 39.1%의 강도(强度)를 나타냈으며 재령(材令) 28일(日)에서는 전자(前者)와 동일순(同一順)으로 89.9%, 96.7%, 85.1%의 강도(强度)를 나타냈다. 5. 연탄재를 시멘트로 경화(硬化)시켰을 때의 강도(强度)는 시멘트 모르터에 비(比)해서 저강도(低强度)이지만 시멘트 또는 콘크리트 2차제품(次製品)에 이용(利用)이 가능(可能)하다고 보며 연탄재를 경화(硬化)시켜 건설재료(建設材料)로 이용(利用)하므로서 각종(各種) 공해방지(公害防止)와 폐기물처리(廢棄物處理)의 노력절약(努力節約)과 폐기물(廢棄物)의 유효이용(有效利用)으로 골재자원(骨材資源)의 절약(節約)에 유익(有益)하다고 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.10-19
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• 2013

최근, 프리캐스트를 통한 모듈화에 대한 관심으로 인해 교량 및 빌딩 뿐만 아니라, 원전구조물, LNG 가스탱크, 중소형 강합성 구조물 등 특수구조물에도 프리캐스트 모듈화에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 프리캐스트 제작의 시공 및 작업성, 원활한 자재의 조달할 수 있는 방법으로 페로시멘트 (ferrocement)를 바탕으로 한 스틸메쉬로 보강된 모르타르 프리캐스트 패널을 제작하였다. 모르타르는 고강도 및 고유동성을 지니도록 실리카퓸과 고로슬래그의 배합율에 대한 변수연구를 통해 최적의 배합을 선정하였으며, $1,200{\times}600{\times}150mm$의 패널을 제작하여 스틸메쉬로 보강한 모르타르 시편과 일반 철근콘크리트 시편을 보강비 2%와 4%로 각각 제작하였다. 제작된 스틸메쉬로 보강한 모르타르의 프리캐스트 모듈화의 적용 가능성을 판단하기 위하여 기본적인 재료물성실험과 자유건조수축실험을 수행하였으며, 선하중으로 하중을 재하하여 3점 휨 시험으로 스틸메쉬로 보강한 모르타르의 구조성능을 검토하였다. 실험결과를 통해, 스틸메쉬로 보강된 모르타르 프리캐스트 패널은 높은 휨성능 및 연성효과가 있으나, 4%로 보강된 스틸메쉬 모르타르 프리캐스트 패널은 전단보강에 대한 고려가 필요하다고 판단되며, 이에 대한 조치가 이루어진다면 프리캐스트 모듈화 부재로 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.65-73
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• 2013

최근 콘크리트 구조물의 보강방법으로 FRP (Fiber Reinforced Polymer)를 이용한 외부부착보강공법이 많이 활용되고 있다. FRP 외부 부착보강은 중량에 비하여 높은 강도 및 강성, 우수한 내구성과 시공성 등 여러 가지 장점을 가지는 공법이다. 그러나 외부부착보강은 구조물이 투수성이 낮은 보강재로 밀폐되고 수분이 외부로 배출되지 못함으로 인하여, 장기적인 구조물의 손상을 발생시키는 문제점이 있다. 본 연구에서는 계면의 수분을 적절하게 배출할 수 있는 GFRP 보강재를 개발하고 투수성능을 측정하는데 주목적을 두고 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존에 많이 사용되고 있는 보강공법을 투수가능한 구조로 변형하고 GFRP 함량을 변수로 보강재의 투수과정을 모사하는 실내 투수시험을 수행하여 보강재의 투수계수를 측정하였다. 또한 보강재의 투수과정에 대한 수치해석을 수행하여 측정된 투수계수 값을 이론적으로 검증하고자 하였다. 그 결과 섬유 함량중 75%의 섬유 함량에서 가장 많은 0.5129 $g/h\;m^2$의 수분이 배출되었으며, 인장강도 역시 75%였을 때 최대인장강도인 4,76.6MPa를 나타내어 75% 유리섬유 함량의 COSREM GP패널이 통기성 및 구조적으로 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제7권1호
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• pp.53-63
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• 2016

본 논문은 옥상녹화하중 세 가지 유형(경량형, 중량형, 혼합형)이 한국토지주택공사(이하 LH)에서 공급하는 공동주택과 부대복리시설의 옥상층 슬래브에 미치는 영향을 구조해석과 설계를 통해 평가하고, 이를 토대로 옥상녹화하중이 작용하는 옥상층 슬래브의 구조설계시 활용가능한 배근 가이드 라인을 제시하였다. 구조해석 및 설계결과, 옥상녹화하중의 종류에 관계없이 LH 공동주택의 옥상층 슬래브는 슬래브 주근을 D10 철근 200~250mm 간격으로 배근할 경우 안전하며, 슬래브 두께도 150mm로 적용가능한 것으로 나타났다. 콘크리트 설계강도가 24, 27, 30MPa로 변화하여도 옥상층 슬래브의 슬래브 주근은 D10 철근을 200~250mm 배근하고 슬래브 두께도 150mm가 적용가능한 것으로 나타났다. 옥상녹화하중이 작용하는 부대복리시설의 2방향 슬래브는 토양 종류와 토심 두께에 관계없이 D10철근을 200mm 간격으로 배근하고 슬래브 두께도 150mm로 적용가능한 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.130-136
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• 2017

본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 인장거동 및 표면 열화에 미치는 영향을 평가하기 위해 FRP Hybrid Bar를 대상으로 UV 폭로 및 동결융해 시험을 실시하였다. FRP Hybrid Bar의 경우 UV 폭로 및 동결융해 180cycle 시험 전/후 외관적인 열화가 거의 발생하지 않았다. 또한 FRP Hybrid Bar의 주요 장점 중 하나인 인장경화특성은 동결융해 시험을 거친 이후에도 유지되었는데, 이는 UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar에도 유효하게 평가되었다. UV 폭로시험을 거친 FRP Hybrid Bar는 일반 FRP Hybrid Bar와 거의 비슷한 인장거동을 나타내었으며, 동결융해 180cycle의 진행에도 불구하고 일반철근, FRP Hybrid Bar, UV 폭로를 거친 FRP Hybrid Bar의 인장거동은 큰 변화를 나타내지 않았다. 본 연구에서는 UV 폭로 및 동결융해 환경이 FRP Hybrid Bar의 외관 및 인장 특성에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 판단되지만, 충격에 따른 규사코팅의 박락은 콘크리트와의 부착력에 영향을 미치므로 이에 대한 고려가 필요하다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.212-217
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• 2004

이 연구는 같은 위치에 힘모멘트와 전단력이 최대가 되는 철근콘크리트 보에 대하여 휨모멘트 보강을 실시하는 경우, 탄소 섬유판의 두께와 하중점 부위 및 탄소섬유판의 끝부분을 감싸는 탄소섬유쉬트의 겹수를 변수로 하여 보의 구조적 거동을 실험하였다. 탄소섬유판의 두께의 증가에 따라 내력이 증가하였으나 선형적으로 비례하지 않았으며, 하중점에 감싼 탄소섬유쉬트의 영향은 뚜렷하게 나타나지 않았다 이 는 보강시험의 주된 파괴가 탄소섬유판의 파단이 아닌 하중점 주위에서의 휭-전단균열에서부터 층분리가 시작되었고 하중점을 탄소섬유쉬트로 감싼 경우 휭-전단균열 탄소섬유쉬트의 바깥 부분으로 이동하기 때문이다. 또한 탄소섬유판 단부에 정착용으로 시공한 탄소섬유쉬트는 하중점에서 발생한 취성파괴로 인하여 큰 효과를 나타내지 못하였다. 그러므로 재하상태에 따른 설계방법을 다르게 할 필요가 있으며, 특히 같은 위치에서 휨모멘트와 전단력이 최대가 되는 경우 탄소섬유판의 유효 두께는 최대 0.6mm로 하고 무보강보의 휨모멘트에 대한 보강된 보의 휨모멘트 비는 1.5-2.0으로 제한하는 것이 바람직하며, 0.6mm이상의 탄소섬유판을 사용하기 위하여 탄소섬유쉬트로 하중점을 보강하는 경우 무보강보 휨모멘트의 1.5 배가 되는 위치이상 탄소섬유쉬트를 연장하는 것이 바람직하다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권1호
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• pp.37-45
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• 2011

부선 광미의 근원적 처리방안으로 경제성과 환경친화성을 고려히여 비소성 토건재료로 순환자원화 하는 연구를 수행하였다. 순신광산 광미의 평균입도는 $220\;{\mu}m$이고 삼광광산 광미의 평균입도는 $140\;{\mu}m$이었다. 따라서 이들 광미의 입도 특성을 고려하여 순신광산 광미는 비소성 투수블록의 원료 그리고 삼광광산 광미는 비소성 에코벽돌의 원료로 사용하여 제조한 시험체의 여러 특성을 조사하였다. 순신광산 광미 25 wt%이하의 배합조건에서 제조한 비소성 투수블록 시험체의 압축강도는 한국환경산업기술원(KEITI)에서 제시하고 있는 투수콘크리트 제품 규격(EL 245)인 14.70MPa 이상을 만족하였다. 그러나 투수계수 측정결과, 투수콘크리트 제품 규격(EL 245)인 $1.0{\times}10^{-2}\;cm/sec$ 이상을 만족하지 못하였다. 한편, 삼광광산 광미 40 wt% 이하의 배합조건에서 제조한 비소성 에코벽돌 시험체는 소성점토벽돌(KS L 4201) 3종 규격을 만족하였다. 또한 중금속용출시험(KSLT) 결과, 비소성 에코벽돌 시험체의 환경안정성이 확인되었다.