• 제목/요약/키워드: energy retrofit

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보통중심가새골조의 내진보강을 위한 자가복원형 점성감쇠기 시스템 개발 (Development of Self-centering Viscous Damper System for Seismic Retrofit of Ordinary Concentrically Braced Frame)

  • 김도연;최혁순;강주형;이용선
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.70-78
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    • 2023
  • 보통중심가새골조는 단순한 설계절차를 갖는 이점이 있다. 이와 같은 이유로, 지진하중에 대한 내진성능이 다른 골조 시스템에 비해 크게 효과적이지 않음에도 불구하고 중간 또는 낮은 수준의 지진을 받는 소규모 골조 구조물에 널리 사용되어 왔다. 횡방향 지진 하에서 압축 거동에 대해 취약한 가새부재를 갖는 보통중심가새골조의 내진성능을 향상시키기 위해, 통상적으로 점성감쇠기에 의한 내진보강이 도입되어 왔다. 하지만, 점성감쇠기 자체는 일반적으로 구조물을 원래 위치로 복원시킬 수 있는 강성을 갖지 않는다. 이는 구조물에 잔류 변위를 유발시킬 수도 있다. 이 논문에서는 휨강성을 갖는 상·하부 보가 비선형-탄성 스프링 역할을 하여 외부 변위 이력을 받는 스프링-감쇠기 시스템을 원래 위치로 복원시키는 자가복원형 점성감쇠기 시스템이 개발되었다. 단순화된 골조 구조물에 대한 수치해석은 개발된 자가복원형 점성감쇠기 시스템을 포함할 경우 지진이 가해지는 동안 에너지 소산을 통해 어떻게 골조 구조물의 향상된 내진성능을 가져오는지 보여준다.

경기도 대기질 개선 정책의 온실가스 동시 저감 및 그에 따른 공편익 효과 분석 (Greenhouse Gas Reduction by Air Quality Management Policy in Gyeonggi-do and Its Co-benefit Analysis)

  • 김동영;최민애
    • 한국대기환경학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.570-582
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    • 2017
  • In recent years, national and local government's air quality management and climate change adaptation policy has been significantly strengthened. The measures in the two policies may be in a relationship of trade-off or synergy to each other. Greenhouse gases and air pollutants are mostly emitted from the same sources of using considerable amounts of fossil fuels. Co-benefits, in which either measure has a positive effect on the other, may be maximized by reducing the social costs and by consolidating the objectives of the various policies. In this study, the co-benefits were examined by empirically analyzing the effects of air pollutants and greenhouse gas emission reduction, social cost, and cost effectiveness between the two policies. Of the total 80 projects, the next 12 projects generated co-benefits. They are 1) extend restriction area of solid fuel use, 2) expand subsidy of low-$NO_x$ burner, 3) supply hybrid-vehicles, 4) supply electric-vehicles, 5) supply hydrogen fuel cell vehicles, 6) engine retrofit, 7) scrappage of old car, 8) low emission zone, 9) transportation demand management, 10) supply land-based electric of ship, 11) switching anthracite to clean fuel in private sector, 12) expand regional combined-energy supply. The benefits of air pollutants and greenhouse gas-related measures were an annual average of KRW 2,705.4 billion. The social benefits of the transportation demand management were the highest at an annual average of KRW 890.7 billion, and followed by scrappage of old cars and expand regional combined-energy supply. When the social benefits and the annual investment budgets are compared, the cost effectiveness ratio is estimated to be about 3.8. Overall, the reduction of air pollutants caused by the air quality management policy of Gyeonggi-do resulted in an annual average of KRW 4,790.2 billion. In the point sources management sector, the added value of $CO_2$ reduction increased by 4.8% to KRW 1,062.8 billion, while the mobile sources management sector increased by 3.6% to KRW 3,414.1 billion. If social benefits from $CO_2$ reduction are added, the annual average will increase by 7.2% to KRW 5,135.4 billion. The urban and energy management sectors have shown that social benefits increase more than twice as much as the benefits of $CO_2$ reduction. This result implies that more intensive promotion of these measures are needed. This study has significance in that it presents the results of the empirical analysis of the co-benefits generated between the similar policies in the air quality management and the climate change policy which are currently being promoted in Gyeonggi-do. This study suggested that the method of analyzing the policy effect among the main policies in the climate atmospheric policy is established and the effectiveness and priority of the major policies can be evaluated through the policy correlation analysis based on the co-benefits. It is expected that it could be a basis for evaluation the efficiency of the climate change adaptation and air quality management policies implemented by the national and local governments in the future.

국내 재활용품 선별시설에서 선별 현황 및 개선방안 (Investigation on Sorting Efficiency for Recyclable Materials and Its Improvement Measure at Domestic Sorting Facility)

  • 김주신;박대원
    • 유기물자원화
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    • 제25권2호
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    • pp.15-26
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    • 2017
  • 본 연구는 S시 S구의 재활용품 배출특성을 조사 및 분석을 통해 재활용품 선별장에서 재활용품 선별율을 조사하였다. 재활용품 배출특성을 조사하기 위해서 발생원, 수집운반, 선별단계별로 나누어 분석하였다. 분석결과, 재활용품의 발생량 원단위의 전체 평균은 0.121kg/일 인, 지역별 재활용품의 수거주기는 보통 주3회(월수금 혹은 화목일)로 나타났으며, 차량별 혼합재활용품의 밀도는 평균 $202.4kg/m^3$로 나타났다. 선별단계에서의 현황분석을 진행한 결과, 혼합재활용품의 반입량은 평균 1,154.6톤/달, 겉보기밀도의 평균은 $181kg/m^3$, 선별재활용품의 양은 평균 448.5kg/달, 잔재물의 밀도는 $48kg/m^3$으로 나타났다. 선별장으로 입고된 혼합재활용품에서 유가품 선별율은 약 38.85%이며 잔재물은 약 55.90%로 나타났다. 전체 잔재물 7,744.8톤 중 유가품은 약 4,272.1톤이 존재하는 것으로 나타났다. 활용가능한 유가품의 수거효율을 높이기 위한 방안으로는 거점수거 활성화, 선별시설 자동화 및 현대화, 잔재물의 자원화 등이 검토되었다.

철근콘크리트 전단벽-모멘트골조 형식 건물에 대한 마찰형 감쇠기 설치방식 비교연구 (Configurations of the Friction Dampers Installed in a Reinforced Concrete Shear Wall-Moment Frame System)

  • 박지훈;김길환
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.53-67
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    • 2008
  • 본 연구에서는 전단벽-모멘트골조 시스템으로서 전단벽이 주로 횡력을 부담하는 철근콘크리트 건물을 대상으로 다양한 설치형식과 마찰력의 총량 및 분포를 갖는 마찰형 감쇠기의 제진보강 효과를 수치해석을 통해 비교 분석하였다. 감쇠기의 설치형식으로서 전단벽에 인접한 대각가새형, 벽체가 없는 골조를 보강하는 대각가새형 및 벽체 단부를 보강하는 수직경계요소형을 고려하였다. 하중기준 강화로 설계용보다 크게 증가한 지진하중에 대해 건물의 재료비선형성을 고려한 비선형시간이력해석을 수행하여 에너지소산, 횡하중 및 부재손상도 측면에서 마찰형 감쇠기의 제진성능을 비교 분석하였다. 기준마찰력의 30% 수준의 총마찰력을 갖는 벽체보강 대각가새형 설치형식이 전반적으로 가장 우수한 제진성능을 보이며,이 경우에 마찰력 배분방식은 중요하지 않았다. 또한 일부층에 집중설치함으로써 전층설치에 약간 못미치는 제진성능을 얻을 수 있었다.

Seismic Retrofit after 921 Earthquake

  • Tsai, C.S.
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.18-20
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    • 2000
  • At 1:47 a.m, local time on September 21, 1999, a strong earthquake measured 7.3 on the Richter scale struck central Taiwan evoking another two earthquakes a few seconds late to wake up unprepared people of this small island. It caused 2,465 people killed 11,305 injured about 10,000 buildings collapsed and around 41,000 severely damaged, The major concerns after the earthquake are how to have learned from this natural disaster and how to rebuild earthquake-proof buildings without rendering up safety within reasonable costs. Inevitable actions for redrafting the building codes have been taken to re-strengthen the existing and new structures. Structural analysis tools and computer programs adopted by most practicing engineers have been re-examined to take into account the effects of the vertical component of ground shakings on structural responses. Most private structures were repaired by traditional methods without considering upgrading seismic resistibility because of economical reasons. Buildings open to the public are under consideration possibly enforced by making regulations to be upgraded to satisfy revised building codes. In addition new rehabilitation technologies such as structural control have been moving much faster than before and have become accepted by the public due to frequent reports by media and specialists. Building codes related to base isolators and energy absorption systems are still under legislation and expected to be published soon. Most of the new structures under construction designed by the building codes promulgated before the earthquake have been reconsidered to comply with the new codes even though it is not compulsory. Efforts have been made by the government engineering and research communities and universities in an attempt to reduce structural damage for future earthquakes and to construct if possible Taiwan as an earthquake-proof island.

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섬유보강 원형 철근콘크리트 교각의 내진성능 향상에 관한 유사동적 실험 (Pseudo Dynamic Test for the Seismic Performance Enhancement of Circular RC Bridge Piers Retrofitted with Fibers)

  • 정영수;박종협;박희상;조창백
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.180-189
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    • 2002
  • 이 연구의 목적은 유사동적실험에 의한 섬유보강 원형철근콘크리트교각의 내진성능평가를 위한 연구로서 수원시에 위치한 내진설계된 교량인 하갈교를 대상모델로 하였다. 도로교설계기준의 내진설계규정이 적용되지 않은 비내진실험체 2개 및 내진설계 규정에 따라 설계된 내진실험체 2개 그리고 내진성능향상을 위해 비내진실험체를 보강한 섬유보강실험체 4개 즉 총 8개에 대하여 유사동적실험을 수행하였다. 보강공법으로는 유리섬유 및 탄소섬유 보강공법을 사용하였으며, 실험변수로는 내진 및 비내진설계, 하중형식, 섬유보강유무로 하였다. 내진성능평가 방법은 소산에너지, 변위연성도 그리고 능력스펙트럼이 분석되었다. 실험결과로 유리 및 탄소섬유로 보강된 비내진실험체의 변위연성도는 KHC인공지진파에 대하여 7.7~8.7정도의 값으로서 충분한 내진성능을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

Modeling of RC shear walls strengthened by FRP composites

  • Sakr, Mohammed A.;El-khoriby, Saher R.;Khalifa, Tarek M.;Nagib, Mohammed T.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제61권3호
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    • pp.407-417
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    • 2017
  • RC shear walls are considered one of the main lateral resisting members in buildings. In recent years, FRP has been widely utilized in order to strengthen and retrofit concrete structures. A number of experimental studies used CFRP sheets as an external bracing system for retrofitting of RC shear walls. It has been found that the common mode of failure is the debonding of the CFRP-concrete adhesive material. In this study, behavior of RC shear wall was investigated with three different micro models. The analysis included 2D model using plane stress element, 3D model using shell element and 3D model using solid element. To allow for the debonding mode of failure, the adhesive layer was modeled using cohesive surface-to-surface interaction model at 3D analysis model and node-to-node interaction method using Cartesian elastic-plastic connector element at 2D analysis model. The FE model results are validated comparing the experimental results in the literature. It is shown that the proposed FE model can predict the modes of failure due to debonding of CFRP and behavior of CFRP strengthened RC shear wall reasonably well. Additionally, using 2D plane stress model, many parameters on the behavior of the cohesive surfaces are investigated such as fracture energy, interfacial shear stress, partial bonding, proposed CFRP anchor location and using different bracing of CFRP strips. Using two anchors near end of each diagonal CFRP strips delay the end debonding and increase the ductility for RC shear walls.

고성능 FRP를 활용한 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 내진 성능 평가 및 개선 (Improvement and Evaluation of Seismic Performance for Reinforced Concrete Beam-Column Joints Using High Performance Embedded FRP)

  • 하기주;신종학;강현욱
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.385-392
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    • 2011
  • 이 연구에서는 기존 철근콘크리트 건물의 보-기둥 접합부 및 내진 성능의 개선을 위해 보-기둥 접합부 영역을 기존의 강판 및 FRP보강재(탄소섬유 쉬트, 매입형 탄소섬유봉)를 사용하여 보강한 후 내진 성능을 평가 하였다. 총 6개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진 성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역(LBCJ 시리즈)를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열 억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 보강재의 구속 효과로 인하여 균열 억제 효과가 커서 안정적인 파괴 형태 및 내력 향상 효과를 나타내었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 내진 성능을 개선하기 위하여 철근콘크리트 보-기둥 접합부 FRP보강 기술 적용 실험체 LBCJ 시리즈는 표준실험체 LBCJC와 비교하여 최대 내력은 26~50% 증가하였다. 그리고 에너지 소산 능력은 변위 연성 4에서 13.0~14.4% 증가하였다.

Full scale tests of RC joints with minor to moderate seismic damage repaired using C-FRP sheets

  • Karayannis, Chris G.;Golias, Emmanuil
    • Earthquakes and Structures
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    • 제15권6호
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    • pp.617-627
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    • 2018
  • After earthquakes FRP sheets are often used for the rehabilitation of damaged Reinforced Concrete (RC) beamcolumn connections. Connections with minor to moderate damage are often dealt with by applying FRP sheets after a superficial repair of the cracks using resin paste or high strength mortar but without infusion of thin resin solution under pressure into the cracking system. This technique is usually adopted in these cases due to the fast and easy-to-apply procedure. The experimental investigation reported herein aims at evaluating the effectiveness of repairing the damaged beam-column connections using FRP sheets after a meticulous but superficial repair of their cracking system using resin paste. The investigation comprises experimental results of 10 full scale beam-column joint specimens; five original joints and the corresponding retrofitted ones. The repair technique has been applied to RC joints with different joint reinforcement arrangements with minor to severe damage brought about by cyclic loading for the purposes of this work. Aiming at quantitative concluding remarks about the effectiveness of the repair technique, data concerning response loads, loading stiffness and energy absorption values have been acquired and commented upon. Furthermore, comparisons of damage index values and values of equivalent viscous damping, as obtained during the test of the original specimens, with the corresponding ones observed in the loading of the repaired ones have also been evaluated and commented. Based on these comparisons, it is deduced that the technique under investigation can be considered to be a rather satisfactory repair technique for joints with minor to moderate damage taking into account the rapid, convenient and easy-to-apply character of its application.

좌굴방지가새와 FRP로 보강된 RC골조의 반복 횡하중 실험 (Reversed Lateral Load Tests on RC Frames Retrofitted with BRB and FRP)

  • 이한선;이경보;황성준;조창석
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.683-692
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    • 2011
  • 필로티형 저층 RC 집합주택에서는 지진 발생 시 필로티층에 손상이 집중된다. 따라서, 이 연구에서는 필로티층의 비틀림과 X, Y방향의 강도와 강성을 증가시키기 위해 좌굴방지가새를 설치함과 동시에, 과도한 변형과 축력의 변동이 발생하는 외부기둥의 연성과 축성능, 전단 성능을 증가시키기 위해 외부기둥을 FRP로 보강하였다. 이와 같은 보강 효과를 실험적으로 검증하기 위해 순수 골조와 FRP와 좌굴방지가새로 보강된 골조에 대한 반복 횡하중 실험을 수행하였다. 실험 결과 항복강도(43.2 kN)는 설계항복강도(30 kN)와 압축부의 강도 증가 때문에 차이가 나타났고, 강성(11.6 kN/mm)은 설계강성(24.2 kN/mm)에 비하여 절반의 값을 가졌다. 이러한 강성의 차이는 골조와 가새의 접합부 사이의 미끄러짐과 기초의 회전 및 횡변위가 원인으로 나타났다. 보강된 골조의 에너지 흡수 능력은 순수 골조에 비해 7.5배 향상되었다. 기초당 설치된 로드셀의 개수를 2개에서 1개로 변화시키면, 횡강성이 11.6 kN/mm에서 6 kN/mm로 줄어 들었고, 이것은 단지 순수 골조의 강성에 3배에 지나지 않는다(2.1 kN/mm).