• Coupled systems mechanics
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• 제7권2호
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• pp.111-139
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• 2018

A successful methodology for modelling controlled destruction and progressive collapse of 2D reinforced concrete frames is presented in this paper. The strategy is subdivided into several aspects including the failure mechanism creation, and dynamic motion in failure represented with multibody system (MBS) simulation that are used to jointly capture controlled demolition. First phase employs linear elasto-plastic analysis with isotropic hardening along with softening plastic hinge concept to investigate the complete failure of structure, leading to creation of final failure mechanism that behaves like MBS. Second phase deals with simulation and control of the progressive collapse of the structure up to total demolition, using the nonlinear dynamic analysis, with conserving/decaying energy scheme which is performed on MBS. The contact between structure and ground is also considered in simulation of collapse process. The efficiency of the proposed methodology is proved with several numerical examples including six story reinforced concrete frame structures.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제36권4호
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• pp.153-161
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• 2020

This study investigates the recycling potential of demolition waste (DW) according to building structure, while considering economic aspects. For that, this study surveyed 1,034 residential buildings to collect reliable information on demolition waste generation rates (DWGRs). This study suggested a method for operational cost calculation for each stage and carried out an inventory analysis. The economic value of recycled DW materials was also calculated. And then, the recycling potential(RP) was calculated by building structures and waste types. RP by building structure was low (27-40%), and RP was found in the order of masonry-block, wooden, RC and concrete-brick. By type of DWs, the RP of aggregates was considerably lower than 7%, and DWs such as wood, plastics, and metals showed more than 100% RP. Considering the results of this study, In order to improve the RP of buildings and DWs, the diversification of products that recycled waste like aggregates (i.e., mortar, concrete, bricks, blocks, tiles) and the development of high value-added products are considered to be the most urgent problems. Based on the above RP results, this study proposed a more advanced method for life cycle assessment of buildings and demolition waste.

• 터널과지하공간
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• 제19권3호
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• pp.190-202
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• 2009

발파해체는 다른 해체방법과는 달리 실패에 따라 발생할 수 있는 인적 물적 자원의 손실이 매우 크기 때문에, 이를 사전에 예측 방지 할 수 있는 수치해석을 이용한 시뮬레이션 개발이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 기둥 보 접합부의 특성구현 및 철근과 콘크리트의 강도 구현 등에 관하여 유한 요소법에 바탕을 둔 상용코드인 LS-DYNA를 이용하여, 실제 발파대상 구조물이 가지고 있는 복잡한 철근 배근을 단순화하여 고려하는 기법을 제안 하였으며, 또한 본 연구에서 제안한 기법을 이용하여 축소모형 실험 및 실제 구조물의 발파해체의 모사를 통해 검증하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제29권2호
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• pp.67-80
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• 2011

최근 노후화한 구조물 기능의 회복, 도시의 재개발, 부지의 유효이용 등을 배경으로 토목, 건축의 분야에 관계없이 구조물의 해체 요구가 늘어나고 있다. 과거 국내 Shell 구조물은 벽돌로 높이가 낮게 지어졌고, 이와 같은 해체 대상물을 효율적으로 해체한다는 것은 특별한 문제가 되지 않았다. 그러나 최근에는 높이가 높은 철근콘크리트 Shell 구조물이 해체대상이 되는 경우가 많아지고 있어 구조물을 얼마나 효율적인 해체할 것인가, 공사로 인한 진동, 소음 등의 환경에 미치는 영향을 얼마나 저감시킬 것인가라는 주요 관심사가 되고 있다. 이것을 해결하는 방법의 하나로 화약을 이용해 순간에 붕괴, 전도하는 발파해체공법이 있다. 본 논문은 제주특별자치도 제주시 삼양일동 900번지에 있는 제주화력발전소 내 기력 1호기 70m 높이의 연돌을 화약량 13.5kg과 전기뇌관 100개를 사용하여 원하는 방향으로 확실히 전도를 한 사례로 발파해체에 관한 계획에서부터 결과까지의 과정에 대해 기술하고자 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제27권2호
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• pp.12-18
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• 2009

최근 노후화와 기능적 요건을 만족시키지 못하여 사용이 불가능한 원통형 사일로 구조물의 해체 수요가 증가하고 있다. 이 연구는 원통형 콘크리트 사일로 구조물의 전도공법에 의한 발파해체를 위한 사전취약화와 관련된 연구이다. 기존의 발파해체를 위한 사전취약화 작업의 경우 시공기준의 부재로 인해 경험에 의해 시공되어 왔으며, 이러한 경험적 시공은 시공도중 구조물이 붕괴 또는 뜻하지 않는 기타 사고로 이어질 수 있는 위험성을 내포하고 있다. 따라서 이 연구에서는 이러한 현실적 상황을 고려 원통형 콘크리트 사일로 구조물의 사전취약화 설계의 과정을 소개하여 원통형 콘크리트 사일로 구조물 및 이와 유사한 형태의 구조물의 사전취약화와 관련된 설계지침을 마련하기 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 국내에 있는 원통형 콘크리트 사일로 구조물을 대상으로 시공계획 순서대로 사전취약화를 실시하였으며, 사전취약화에 따른 유한요소해석 및 구조 해석을 각각 실시하여 사전취약화에 따른 구조물의 안전성 및 공법의 적용가능성을 검토하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권2호
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• pp.108-118
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• 2010

숭의종합운동장은 철근콘크리트 라멘조의 구조물로서 기둥과 슬래브, 보로 구성된 특수구조물이며, 최근까지 국내에서 발파해체를 실시한 구조물과는 달리, 구조물 내부에 슬래브가 존재하며 전광판이 있는 특수한 구조의 형태를 가지고 있다. 발파해체는 외야석 좌측구간부터 실시하고 관중석의 붕괴는 좌측부터 2열의 기둥을 1개의 블록으로 선정하여 우측으로 연속적으로 붕괴되는 공법을 적용하였고, 높이가 높은 전광판은 전도공법을 적용하였다. 뿐만 아니라 다목적 방호재인 물주머니(water bag)를 적용하여 분진제어를 실시하였다. 그 결과 숭의종합운동장 특수구조물해체는 성공적인 것으로 평가되고 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.97-105
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• 2004

사회가 발전함에 따라 시민들은 콘크리트 구조물의 해체에 있어 안전하고, 경제적이며, 환경친화적인 공법의 적용을 요구하고 있다. 본 연구에서는 기존 해체공법의 문제점을 검토하여 환경오염의 주원인인 냉각수와 슬러지를 최소화 할 수 있는 공법을 개발하였으며, 개발된 공법의 타당성은 유한요소해석을 통하여 확인하였다. 천공개수, 깊이, 크기, 그리고 자중을 변수로 선정하여 다양한 경우에 대한 비교 분석을 수행하였으며, 자중에 따른 최적의 천공개수, 천공깊이, 천공크기를 제시하였다.

• KIEAE Journal
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• 제11권4호
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• pp.87-94
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• 2011

This study was suggested to develop sustainable durability design system and proposed the plan to evaluate design conditions that meet the intended service life and $LCCO_{2}$ reduction level of reinforced concrete structure easily from the early design stage. For that the W/B and covering depth of the concrete structure were calculated through calculation of service life based on standard specification expression and the quantitative reduction rate of the vertical member of reinforced concrete structure by the calculated W/B was applied. Life cycle of building classified into construction stage, operation stage, maintenance stage, and demolition/disposal stage and the method of $CO_{2}$ evaluation of each stage was proposed. For construction stage, the major construction materials that take up over 80% $CO_{2}$ emitting during building construction were selected and the $CO_{2}$ evaluation method for 5 standard apartment houses was proposed. Also, for operation stage, $CO_{2}$ emission was calculated through calculation of heating load by energy efficiency rating certification system. For maintenance stage, $CO_{2}$ emission was calculated using concept of re-construction by life and for demolition/disposal stage was calculated with the use of construction standard estimate. As a result of the case study by such evaluation methods, 80 years of service life and 17 specifications of sustainable durability design that meet the 40% intended $LCCO_{2}$ reduction level were deduced. The Maximum $LCCO_{2}$ reduction rate was analyzed by 47.2%.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.54-68
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• 2004

본 연구에서는 경제성장기에 고층 구조물 시공에서 널리 사용된 철근콘크리트(RC, Reinforced Concrete) 구조물을 대상으로 발파해체 축소모형실험을 수행하고 전산실험결과와 이를 비교하였다. 발파해체 공법으로는 파괴거동을 비교적 쉽게 확인할 수 있는 점진붕괴공법을 적용하였으며, 축소모형실험은Hobbs(1969)에 의한 축소율의 개념에 따라 차원해석을 실시하여 축소된 강도특성을 계산하였다. 사용재료로는 석고, 모래, 물의 혼합액을 콘크리트 대용으로 사용하였다. 모래와 석고의 중량 비를 다양하게 변화시키면서 이에 따른 강도의 변화를 측정하고 최적의 강도 값을 갖는 배합 비를 결정하였다. 또한 연성을 가지고 있으며 축소강도로 비교할 때 철근과 유사한 특성을 지니는 땜용 납선을 철근대용 재료로 사용하였다. 수치해석 프로그램으로는 요소의 파괴거동을 육안으로 확인할 수 있는 개별 요소법(DEM Distinct Element Method)에 의해 수행되는 상용코드인 PFC2D(Particle Flow Code 2-Dimension)을 사용하였다. 모형의 제작은 실내에서 미리 양생된 부재들을 현장으로 옮겨 연결부만을 타설하여 일체화시키는 방법으로 이루어졌다. 먼저 3차원 무근 콘크리트 라멘 구조의 모형을 설계하고 그 축소 모형을 발파해체하여 그 거동을 촬영하였다. 이를 수치적인 해석과 비교하는 과정을 통해 2차원 해석이라는 한계성은 존재하지만 대체로 유사한 형태의 거동을 보임을 알 수 있었다. 사전해석의 경험과 RC 보의 실내 굴곡 실험결과를 근거로 하여 RC 구조모형의 발파해체 사전해석을 실시하였다. 시차는 200㎳로 하여 점진적으로 붕괴되도록 설계하였다. 모형실험과는 달리 2차원 해석이라는 한계에도 불구하고 900㎳까지 매우 유사한 거동을 보이며 붕괴되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권1호
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• pp.53-65
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• 2007

축소모형을 이용한 철근콘크리트 구조물 발파해체 시 구조물의 붕괴거동을 분석하기 위해서는 축소모형 부재에 대한 적절한 축소율 산정과 축소모형 부재를 구성하는 재료의 역학적 특성이 원형 철근콘크리트 부재와 상사되어야 한다. 본 연구에서 축소모형의 상사법칙은 밀도를 기준으로 산정하였고, 콘크리트 표준시방서와 콘크리트 구조설계기준에 의해 축소모형 철근콘크리트의 배합 및 배근을 기술하였다. 또한 축소모형 콘크리트의 축소율은 굵은골재 최대치수를 고려하여 부재 단면 길이를 1/5로 축소하였고, 축소모형 철근의 축소율은 공칭지름을 1/5로 축소하였다. 축소모형에 대한 역학적 실험결과로부터 제안된 상사법칙을 적용함으로써 축소모형 콘크리트의 평균압축강도 및 축소모형 철근의 평균항복강도가 상사관계를 가지는 것으로 나타났다.