• Steel and Composite Structures
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• 제46권1호
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• pp.15-31
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• 2023

Organic solar cells utilized natural polymers to convert solar energy to electricity. The demands for green energy production and less disposal of toxic materials make them one of the interesting candidates for replacing conventional solar cells. However, the different aspects of their properties including mechanical strength and stability are not well recognized. Therefore, in the present study, we aim to explore the chaotic responses of these organic solar cells. In doing so, a specific type of organic solar cell constructed from layers of material with different thicknesses is considered to obtain vibrational and chaotic responses under different boundaries and initial conditions. A square plate structure is examined with first-order shear deformation theory to acquire the displacement field in the laminated structure. The bounding between different layers is considered to be perfect with no sliding and separation. On the other hand, nonlocal elasticity theory is engaged in incorporating the structural effects of the organic material into calculations. Hamilton's principle is adopted to obtain governing equations with regard to boundary conditions and mechanical loadings. The extracted equations of motion were solved using the perturbation method and differential quadrature approach. The results demonstrated the significant effect of relative glass layer thickness on the chaotic behavior of the structure with higher relative thickness leading to less chaotic responses. Moreover, a comprehensive parameter study is presented to examine the effects of nonlocality and relative thicknesses on the natural frequency of square organic solar cell structure.

• Steel and Composite Structures
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• 제44권4호
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• pp.569-586
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• 2022

This study introduces a novel friction damper as a component of a recentering frame connection, to solve the problem of structural repair costs, caused by stiffness deterioration and brittle fracture of the central brace frame (CBF). The proposed damper consists of shape memory alloy (SMA) bars with pretension applied to them to improve the stability. SMAs reduce the residual displacement by virtue of the properties of the materials themselves; in addition, a pretension can be applied to partially improve their energy dissipation capacity. The damper also consists of a friction device equipped with friction bolts for increased energy dissipation. Therefore, a study was conducted on the effects of the friction device as well as the pretension forces on the friction damper. For performance verification, 12 cases were studied and analyzed using ABAQUS program. In addition, the friction and pretension forces were used as variables in each case, and the results were compared. As a result, when the pretension and friction force are increased, the energy dissipation capacity gradually increases by up to about 94% and the recentering capacity decreases by up to about 55%. Therefore, it has been shown that SMA bars with adequate pretension in combination with bolts with adequate frictional force effectively reduce residual deformation and increase damper capacity. Thus, this study has successfully proposed a novel friction damper with excellent performance in terms of recentering and energy dissipation capacity.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권8호
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• pp.25-35
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• 2021

현재 국내에서는 비탈면 및 구조물 안정성 확보를 목적으로 네일, 록볼트 등과 함께 그라운드 앵커 공법을 사용하고 있다. 이 중 장기목적으로 사용되는 영구앵커의 경우 사용기간 중 지지력과 내구성이 확보되어야 하나, 최근 연구 결과에 따르면 장기거동에 따른 잔존 긴장력 감소와 비탈면 변형 등의 현상이 보고되고 있다. 이와 같은 잔존 긴장력 감소 문제는 앞으로 지속적으로 증가될 것으로 전망되며, 이로 인한 유지관리 비용 증가 등의 문제가 불가피할 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 국내·외 문헌연구를 통해 영구앵커의 긴장력에 영향을 미치는 요인들을 파악하였으며, 과거 수행된 하중계 모니터링 자료를 분석한 선행연구들을 조사하였다. 이후, 이를 기초자료로 활용하여 실제 현장에서 수집한 하중계 계측자료를 분석하여 앵커의 긴장력 감소현황을 파악하였고, 그 장기하중감소특성을 분석하였다. 마지막으로 앞의 내용을 종합하여, 설치 직후 100일 부근의 단기 데이터를 통해 영구앵커의 장기하중감소특성을 예측하는 기법을 제안하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.49-54
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• 2014

일정 스팬내의 하중을 기둥부재로 전달하는 보부재의 경우, 화재 발생 시 팽창과 수축 그리고 내력저하로 인하여 구조적 불균형을 유발한다. 따라서 일정 규모 이상의 강구조 건축물의 보부재도 내화성능 확보를 의무화하고 있으나, 보부재의 크기와 조건에 의한 시방적 방법으로 내화성능의 평가가 진행되고 있는 것이 현 실정이다. 고강도 강재가 적용된 보부재의 스팬 변화에 대한 고온 시 내력평가는 이루어지지 않고 있어 정확한 구조적 내력평가에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 강재가 적용된 단순보를 대상으로 고온 시의 표면온도 변화, 팽창, 처짐 및 길이 변화에 따른 내력을 일반 강재와 비교함으로써 화재 시의 내력적 성능변화를 확인하고자 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.13-24
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• 2003

본 논문에서는 유한요소해석을 통해 기초지반의 강성과 상재하중이 블록식 보강토 옹벽에 미치는 영향을 고찰한 내용을 다루었다. 이를 위해 기초지반의 강성과 상재하중의 위치를 변화시키며 매개변수 연구를 수행하였으며 해석결과에서는 벽체의 변위와 보강재의 유발인장력은 기초지반의 강성이 감소함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 해석결과에 따르면 현재 설계기준에서 적용되고 있는 상재하중 처리 방법은 경우에 따라서 상재하중의 영향을 지나치게 과대평가 하는 것으로 나타났으며 상재하중이 보강영역에 근접하여 작용할 경우 외적안정성 검토시 주의를 요하는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 본 연구를 통해 얻어진 결과가 실무적 측면에서 의미하는 바를 심도 있게 고찰하였다.

• 토지주택연구
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• 제12권3호
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• pp.97-108
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• 2021

교대구조물에서는 교대 배면의 성토체 축조로 인한 수평방향응력의 증가로 인한 측방유동문제 및 구조물에 작용하는 온도하중 등의 영향으로 인해 접속슬래브, 거더, 베어링등의 파손이 빈번히 발생되고 있는 실정이다. 이에 대한 대책공법으로 보강토 일체형 교대(GRS (Geosynthetic-Reinforced Soil) integral bridge)가 제안되었다. 보강토 일체형 교대는 GRS 보강토 옹벽과 일체형 교대의 구조형식을 혼합한 형태의 구조물이다. 본 연구에서는 기존 PSC 거더교, 기존 보강토 일체형 교대 및 브라켓형 보강토 일체형 교대(새롭게 개발된 LH형 GRS 보강토 교대)의 시공순서와 지진하중조건을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 브라켓형 보강토 일체형 교대가 다른 구조물에 비해 응력집중과 교대·뒷채움간 부등침하 영향에 의한 기초지반의 변형에 대해 가장 유리한 것으로 파악되었다. 더 나아가 GRS 보강토 일체형 교대(브라켓형 포함) 구조물은 내진안정성에서도 가장 안정한 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.866-876
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• 2003

철근 콘크리트 기둥 부재의 경우 하중을 지지한 상태에서 화재의 영향을 받기 때문에 일반적인 재료실험 연구 결과는 그 구조적 거동에서 상이한 거동을 나타낸다. 본 연구에서는 350${\times}$350${\times}$3360mm의 실물크기 철근 콘크리트 기둥 12개에 대하여 재하 하중의 크기, 가열시간, 피복두께, 편심 크기 등을 변수로 하여 화해 시 이들 변수들의 영향을 고찰하였다. 고찰 대상은 기둥 콘크리트의 폭열, 기둥의 길이방향 팽창 및 수축, 좌굴 등이다. 이들 변수들이 기둥 축방향 팽창과 수축, 회전, 좌굴, ISO 기준에 따른 내화력, 구조적 안정성 등에 미치는 영향을 실험에 근거하여 정성적으로 평가하였다. 실험 결과, 축방향 수축은 가열시간에 가장 큰 영향을 받으며 철근이나 부재의 좌굴은 축력의 크기, 가열시간, 피복두께, 편심의 유무에 따른 순으로 영향을 받음이 관찰되었다. 실험 관찰을 통하여 ISO 기준에서 제시한 내화기준에 대한 정성적인 평가를 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1C호
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• pp.1-6
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• 2012

본 논문에서는 이중보온관의 다짐시공 중 안정성 평가 및 되메움 대체재료 제시를 위하여 현장시험을 수행하였다. 현장시험 시 사용된 되메움 재료는 기존 되메움 재료인 중사와 되메움 대체재료 평가를 위한 자연모래 2종(세사, 왕사)과 부순모래, 자갈 2종(10mm, 20mm)을 사용하였다. 현장시험은 되메움재료 별 이중보온관 토압 및 변형, 외관손상 등의 거동 특성 평가를 위하여 수행하였다. 연구결과에 따르면, 부순모래는 5종의 되메움 대체재료 별 평가결과 이중보온관에 미치는 공학적 특성 및 재료의 수급 측면에 있어 기존 중사를 이용하는 이중보온관 되메움재의 대체재료로 가장 합리적인 재료로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1489-1498
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• 2013

본 연구에서는 불포화 사면에서 선행강우의 영향을 고려하고자 지반의 초기 포화도를 3가지(36, 51, 77%)로 설정하여 수리학적-역학적 동시 유한요소해석(monolithically coupled finite element analysis)을 수행하였다. 선행강우에 의한 불포화 사면의 불안정성은 사면 내 모관흡수력 분포와 사면표층의 변위를 통하여 확인할 수 있다. 또한 Drucker-Prager model의 항복경계기준(trial failure criterion)을 적용하여 강우 침투에 의한 불포화 사면의 탄성 및 소성거동을 파악하였다. 그 결과, 선행강우에 의한 지반의 초기 포화도가 클수록 강우에 의한 변위가 크게 발생하며 모관흡수력 또한 감소한다. 특히, 모관흡수력은 지반이 건조할수록 빠르게 감소하며, 초기에 동일한 모관흡수력을 갖는 사면표층에서 포화도가 작은 지반일수록 더 빠른 모관흡수력 감소를 보였다. 풍화토의 탄성과 소성거동을 구분하기 위해 사용된 Drucker-Prager model을 통해 사면 파괴가 시작되는 항복경계지점을 확인 할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.61-72
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• 2002

본 연구에서는 계단식으로 시공되는 블록식 보강토 옹벽의 거동 특성에 관한 내용을 다루었다. 계단식 보강토 옹벽의 거동을 고찰하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며 그 결과를 토대로 상.하단 옹벽의 이격거리에 따른 거동 특성을 규명하고 현재 적용되고 있는 설계기준에서 제시하는 등가상재하중 개념의 모델의 타당성을 검토하였다. 해석 결과를 토대로 변위 패턴을 분석한 결과 상.하단 옹벽이 인접하여 시공되는 계단식 옹벽의 경우 상.하단 옹벽의 보강토체를 관통하는 전반파괴의 유형을 보이는 것으로 나타나 사면안정해석 개념의 전반파괴에 대한 검토론 요구하고 있는 현 설계기준은 타당한 것으로 나타났다. 한편, 상.하단 옹벽의 상호작용은 하단옹벽의 거동은 물론 상단옹벽의 거동에도 상당한 영향을 미치는 것으로 나타나 상단옹벽을 단일옹벽으로 설계하도록 제안하고 있는 현 설계기준에 차한 검토가 요구되는 것으로 나타났다.