• Advances in concrete construction
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• 제15권4호
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• pp.251-267
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• 2023

In this paper, an experimental investigation is carried out to assess the inherent self-compacting properties of geopolymer mortar and its impact on flexural strength of thin-walled ferro-geopolymer box beam. The inherent self-compacting properties of the optimal mix of normal geopolymer mortar was studied and compared with self-compacting cement mortar. To assess the flexural strength of box beams, a total of 3 box beams of size 1500 mm × 200 mm × 150 mm consisting of one ferro-cement box beam having a wall thickness of 40 mm utilizing self-compacting cement mortar and two ferro-geopolymer box beams with geopolymer mortar by varying the wall thickness between 40 mm and 50 mm were moulded. The ferro-cement box beam was cured in water and ferro-geopolymer box beams were cured in heat chamber at 75℃ - 80℃ for 24 hours. After curing, the specimens are subjected to flexural testing by applying load at one-third points. The result shows that the ultimate load carrying capacity of ferro-geopolymer and ferro-cement box beams are almost equal. In addition, the stiffness of the ferro-geoploymer box beam is reduced by 18.50% when compared to ferro-cement box beam. Simultaneously, the ductility index and energy absorption capacity are increased by 88.24% and 30.15%, respectively. It is also observed that the load carrying capacity and stiffness of ferro-geopolymer box beams decreases when the wall thickness is increased. At the same time, the ductility and energy absorption capacity increased by 17.50% and 8.25%, respectively. Moreover, all of the examined beams displayed a shear failure pattern.

• Computers and Concrete
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• 제29권2호
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• pp.107-115
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• 2022

With the improvements in computer technologies, utilization of image processing techniques has increased in many areas (such as medicine, defence industry, other industries etc.) Many different image processing techniques are used for surface analysis, detection of manufacturing defects, and determination of physical and mechanical characteristics of composite materials. In this study, cementitious composites were obtained by addition of Grounded Granulated Blast-Furnace Slag (GGBFS), Styrene Butadiene polymer (SBR), and Grounded Granulated Blast-Furnace Slag and Styrene Butadiene polymer together (GGBFS+SBR). Expanded Polystyrene (EPS) beads were added to these cementitious composites in different ratios (20%, 40% and 60%). The mechanical and physical characteristics of the composites were determined, and homogeneity indexes of the composites were determined by image processing techniques to determine EPS distribution forms in them. Physical and mechanical characteristics of the produced samples were obtained by applying consistency, density, water absorption, compressive strength (7 and 28 days), flexural strength (7 and 28 days) and tensile splitting strength (7 and 28 days) tests on them. Also, visual examination by using digital microscope, and image analysis by using image processing techniques with open source coded ImageJ program were performed. As a result of the study, it is determined that GGBFS and SBR addition strengthens the adhesion sites formed as it increases the adhesion power of the mixture and helps to get rid of the segregation problem caused by EPS. As a result of the image processing analysis it is demonstrated that GGBFS and SBR addition has positive contribution on homogeneity index.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.451-461
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• 2010

장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 따라서, 본 연구에서는 섬유강화 복합부재를 일정곡률로 인발성형 할 수 있는 신개념의 곡면 FRP 부재 성형장비를 개발하고 시제품을 생산하였으며, 시제품에 대한 물리적 특성 시험을 수행하였다. 이어, 곡면 FRP 시제품과 합체되어 제작된 콘크리트 복합부재에 대한 수치해석 검토 및 분석을 통하여 시제품의 터널 구조체로써의 적용성을 평가하였다. 수치해석적 적용성 검토 결과, 곡면 FRP 부재를 터널 구조물로 적용함에 있어서 터널 안정성을 충분히 확보할 수 있는 것으로 파악되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권2호
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• pp.293-303
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• 2022

In order to improve the seismic resilience of coupled wall structure, coupling beam with fuse has been developed to reduce the post-earthquake damage. However, the fuses often have a build-up I-shaped section and are relatively heavy to be replaced. Moreover, the fuse and the beam segments are usually connected by bolts and it is time-consuming to replace the damaged fuse. For reducing the repair time and cost, a novel quickly replaceable coupling beam with buckling-restrained energy dissipaters is developed. The fuse of the proposed coupling beam consists of two chord members and bar-typed energy dissipaters placed at the corners of the fuse. In this way, the weight of the energy dissipater can be greatly reduced. The energy dissipaters and the chords are connected with hinge and it is convenient to take down the damaged energy dissipater. The influence of ratio of the length of coupling beam to the length of fuse on the seismic performance of the structure is also studied. The seismic performance of the coupled wall system with the proposed coupling beam is compared with the system with reinforced concrete coupling beams. Results indicated that the weight and post-earthquake repair cost of the proposed fuse can be reduced compared with the typical I-shaped fuse. With the increase of the ratio of the beam length to the fuse length, the interstory drift of the structure is reduced while the residual fuse chord rotation is increased.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.463-471
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• 2016

이 연구에서는 롯드 앵커에 강재 링을 추가한 고전단 링앵커의 전단실험을 바탕으로 강도평가 모델을 개발하였다. 고전단 링앵커의 전단강도는 콘크리트 압축강도의 3/4 제곱에 비례하여, 강-콘크리트 합성구조에 사용되는 전단연결재와 유사한 강도 특성을 발현하였다. 콘크리트 압축강도, 측면연단거리, 롯드 묻힘깊이를 고려한 단일 고전단 링앵커 전단강도 평가 모델을 개발하였다. 22개 실험결과와 비교한 결과 [실험값]/[예측값]의 평균이 1.01 변동계수 7.57%로 나타났다. 한면에 4개씩 총 8개의 고전단 링앵커에 대한 Push 실험을 수행하고, 개발된 전단강도 모델과 비교하였다. 다수의 고전단 링앵커 Push 실험 결과, 단일 고전단 링앵커와 유사하게 측면 연단거리 100 mm에서는 쪼갬파괴가 발생되고, 측면 연단거리 150 mm에서는 쪼갬파괴와 지압파괴가 혼합되어 발생하였다. 쪼갬 파괴가 발생된 경우, 가력방향으로 고전단 링앵커 간격이 측면 연단거리의 4배인 400 mm이면 파괴면이 독립적으로 발생되어, 앵커 사이 간섭이 발생되지 않았다. 지압 파괴가 발생된 경우, 지압파괴의 영향 길이가 150 mm 미만으로 가력방향으로 고전단 링앵커의 간격이 200 mm를 확보하면 앵커 사이 상호 간섭이 발생되지 않았다. 다수 고전단 링앵커 Push실험에 의한 전단강도는 이 연구에서 개발된 예측강도의 평균 98%가 발현되었다. 개발된 전단강도 모델이 다수의 고전 단 링앵커의 전단강도 예측에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.25-30
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• 2013

해운대 우신빌딩 화재는 고층건축물의 외장재 수직화재에 의해 4층에서 발생한 화재가 최상층인 38층까지 올라가서 펜트하우스까지 모두 전소시켰다. 이 화재를 계기로 초고층 건축물의 위험성이 크게 대두되었고, 이후 다양한 초고층 관련 법규들이 신설되었다. 본 연구에서는 화재 시뮬레이션용 CFD 프로그램 중 FDS를 사용하여 해운대 오피스텔 빌딩의 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션은 상층부로의 화염 전파 시간 및 경로에 관하여 관련 기사와 화재 동영상을 통해 비교 조사하였다. 이 결과 최상층까지 확산하는 시간이 약 30분으로 실제 화재와 비슷한 결과가 나왔으며 확대되는 화재 성상도 유사함을 나타냈다. 그러나 최상부로 올라갈수록 실제 화재는 V자 형태를 넓게 보였지만 시뮬레이션 결과에서는 상부로 올라갈수록 수평으로 전파하는 범위가 작게 보였다. 이는 FDS가 격자 형태로 표현되고 얇은 외장재를 표현할 수 있는 한계와 바람 방향에 의한 불확실성 때문이라고 판단된다. 또한, 화재확산 영향요소를 평가하기 위해 무풍일 때와 쌍둥이 타워 사이의 외장재가 콘크리트일 때를 고려하여 시뮬레이션을 시행한 결과 실제 화재보다 수직화재가 크게 발생하는 않는 결론을 얻었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.169-177
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• 2016

슬라이딩 궤도는 콘크리트 궤도와 교량 바닥판 사이에 저마찰 슬라이드층을 두어 레일신축이음장치와 같은 특수 장치를 적용하지 않고도 궤도-교량 상호작용 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 새로운 궤도 시스템으로 개발되고 있다. 이 논문에서는 장경간 교량에 슬라이딩 궤도와 레일신축이음장치를 각각 적용한 경우에 대하여 궤도-교량 상호작용해석을 수행하고 그 결과를 비교 검토하였다. 대상교량은 상호작용 효과를 극대화하기 위하여 9경간 연속 PSC교와 2경간 연속 강합성교를 포함하며, 총 연장 1,205m, 최대 고정지점간 거리 825m인 장경간 교량을 선정하였다. 해석결과 슬라이딩 궤도는 레일신축이음장치를 적용한 경우보다 레일 부가 축력이 더 작은 것은 물론, 지점부에 재하되는 수평 반력 또한 작게 나타나 궤도-교량 상호작용 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 반면 슬라이딩 궤도는 온도하중에 의해 높은 슬래브 축력이 발생되므로, 궤도 설계 시 슬래브 축력에 대한 단면 설계에 주의를 기울일 필요가 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권3호
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• pp.301-309
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• 2011

현재 국내 주택의 근간을 이루는 내력벽식 공동주택은 구조적 한계로 인해 단수명화되고 있다. 이로 인해 발생하는 재건축은 막대한 자원 및 에너지 소비와 건설폐기물로 인한 환경오염을 유발하고 있다. 정부는 이러한 문제 해결의 방안으로 리모델링이 가능한 라멘구조를 유도하는 인센티브 제도를 시행하고 있다. 따라서 새로운 개념을 적용한 라멘구조의 공동주택을 위하여 개발된 복합PC구조인 Green Frame은 내력벽식 및 기존 라멘조식 공동주택이 리모 델링이 어렵다는 단점을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 공사기간 단축이 가능할 것이다. 그러므로 본 연구에서는 Green Frame의 특성과 절대공기를 분석하고, 구조별 공동주택의 골조공사 공기와 비교 분석하여 차이점을 규명하였다. 그 결과 Green Frame을 공동주택에 적용할 경우 공기단축이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 건설공사에서 공기는 매우 중요한 요소로 향후 성공적인 공동주택의 사업을 위해서 중요한 핵심기술로서의 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.927-935
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• 2013

최근 지진의 발생빈도가 과거에 비해서 증가하면서 교량 구조물에도 내진성능에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중 교량 하부 구조물의 경우에는 횡방향 하중에 저항하기 위하여 소성힌지 부분에 심부 구속 횡철근을 배근하여 횡방향 구속 효과를 증대시키고 있다. 이것은 심부 구속 횡철근 배근을 통하여 교각에 필요한 강성 및 연성을 확보하여 내진성능을 향상시키고자 하는 것이다. 현재 심부구속 횡방향 철근량 산정에 대한 설계 기준은 국내의 도로교 설계 기준과 국외의 대다수 설계 기준이 동일한 설계 기준을 사용하고 있고, 이는 중실 철근 콘크리트 기둥을 대상으로 제안되어 있다. 이 식을 내부 구속 중공 RC 기둥에 그대로 적용하기에는 그 구성 요소가 상이하고 거동 특성이 다르기 때문에 무리가 따른다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 기둥에 현행 기준을 적용하였을 때의 해석적 방법에 의한 변위 연성도 분석을 통하여 특성을 분석하고 경제성 있고 합리적인 설계가 될 수 있도록 수정식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.1-9
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• 2016

데크플레이트 철판을 성형하여 구성한 DH-Beam은 형틀 역할 뿐 아니라 합성거동에 기여할 것으로 판단되며, 본 연구에서는 DH 측판의 전단강도 기여도를 평가하고자 하였다. 총 5개의 실험체를 대상으로 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 실험체는 2개의 정가력 실험체, 2개의 부가력 실험체, 그리고 1개의 RC 실험체로 구성되었다. RC 실험체는 DH-Beam과 비교를 목적으로 제작하였다. DH-Beam에 대한 실험결과는 전단강도를 산정하는 설계식 그리고 RC 실험체에 대한 실험결과 등과 비교하였으며, 그 결과 DH-Beam의 측판은 전단강도에 기여하고 있다. 비선형 구조해석에서는 실험체를 대상으로 DH 판의 기여도를 평가하였다. 구조해석에서는 DH 측판 만 있는 경우 혹은 DH 판이 전혀 없는 경우 등 다양한 경우를 대상으로 하였다. 구조실험 및 해석적 연구의 결과 DH-Beam의 측판은 콘크리트와 합성단면을 형성하면서 전단강도에 기여하는 것으로 평가할 수 있다.