• Smart Structures and Systems
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• 제19권5호
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• pp.499-512
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• 2017

Traditional structural dynamic analysis and Structural Health Monitoring (SHM) of large scale concrete civil structures rely on manufactured embedding transducers to obtain structural dynamic properties. However, the embedding of manufactured transducers is very expensive and low efficiency for signal acquisition. In dynamic structural analysis and SHM areas, piezoelectric transducers are more and more popular due to the advantages like quick response, low cost and adaptability to different sizes. In this paper, the applicable feasibility assessment of the designed "artificial" piezoelectric transducers called Concrete Piezoelectric Smart Module (CPSM) in dynamic structural analysis is performed via three major experiments. Experimental Modal Analysis (EMA) based on Ibrahim Time Domain (ITD) Method is applied to experimentally extract modal parameters. Numerical modal analysis by finite element method (FEM) modeling is also performed for comparison. First ten order modal parameters are identified by EMA using CPSMs, PCBs and FEM modeling. Comparisons are made between CPSMs and PCBs, between FEM and CPSMs extracted modal parameters. Results show that Power Spectral Density by CPSMs and PCBs are similar, CPSMs acquired signal amplitudes can be used to predict concrete compressive strength. Modal parameter (natural frequencies) identified from CPSMs acquired signal and PCBs acquired signal are different in a very small range (~3%), and extracted natural frequencies from CPSMs acquired signal and FEM results are in an allowable small range (~5%) as well. Therefore, CPSMs are applicable for signal acquisition of dynamic responses and can be used in dynamic modal analysis, structural health monitoring and related areas.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.261-267
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• 2001

본 연구는 고축력을 받는 고강도 콘크리트 기둥부재의 연성을 확보하기 위한 띠철근 양 산정시 띠철근 강도가 연성에 미치는 영향이 현저하게 나타나기 시작하는 축력비 및 연성과 주근의 관계를 파악하기 위한 실험적 연구이다 본 연구의 목적을 이루기 위해 띠철근 항복강도, 축력비, 주근 양 및 배치형태 등을 주요 변수로 하여 총 12개의 시험체를 제작하였다. 시험체의 크기는 20$\times$20$\times$80 cm이며 실험구간은 중앙부 40 cm 이다. 실험결과 띠철근의 항복강도가 연성에 영향을 현저히 미치기 시작하는 축력비는 0.4 $f_{ck}$ $A_{g}$이었으며 현 ACI318-99 내진기준에 따라 띠철근 양을 산정할 때 저축력하에서 고강도 띠철근을 사용할 경우 띠철근 간격이 크고 띠철근 강도의 영향이 미비하여 부재는 취성적인 거동을 보일 위험이 있다. 고축력하에서 고강도 띠철근은 주근의 좌굴억제에도 상당히 효율적이었다. 특히 0.4 $f_{ck}$ $A_{g}$이상의 고축력하에서 고강도 띠철근이 응력을 충분히 발휘하기 위해서는 띠철근 체적비 및 배근형태, 주근의 배치형태, 축력비 등을 함께 고려하여야 할 것이라고 사료된다.다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.516-524
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• 2001

여러가지 철근이음 방법중에서 고강도 모르타르 충전식 철근이음은 철근위치의 오차를 쉽게 흡수하여 시공이 용이하고 또한 최근에 많이 사용되고 있는 대구경 철근에 대해서도 적용성이 양호하기 때문에 프리캐스트 공법의 철근이음 방법으로 매우 유효한 수단이 된다. 이에 본 연구에서는 모르타르 충전식 철근이음법의 적용범위를 보다 확장하기 위하여 슬리브에 매입되는 철근직경이 상이한 경우와 충전 모르타르 강도를 700kgf/$\textrm{cm}^2$대로 낮춘 경우의 모르타르 충전식 철근이음에 대한 단조 및 반복가력 구조성능 실험을 실시한 후에 기존 실험결과와의 비교 분석을 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 충전 모르타르 압축강도가 증가할수록 전체적인 구조성능은 증가하는 경향을 나타내었고 충전 모르타르 압축강도가 700kgf/$\textrm{cm}^2$이상이고 철근정착길이가 6.5d 이상이면 A급(AIJ 철근이음 성능 판정기준) 이상의 구조성능을 보유하고 있는 것이 확인되었다. 또한 슬리브 양단에 매입되는 철근의 직경이 상이한 경우는 굵은 철근에 대응되는 슬리브를 사용해야 하고 매입되는 가는 철근은 굵은 철근보다 2단계까지 가는 것을 사용할 수 있다는 것이 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.102-109
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• 2003

모르타르 충전식 철근이음은 철근위치의 오차를 쉽게 흡수하여 시공이 용이하고 또한 콘크리트 타설을 최소화할 수 있는 프리캐스트 공법의 철근이음 방법중 하나로서 적용하는 경우가 증가하는 추세이다. 그러나 아직도 이에 대한 연구는 불충분한 실정으로 그라우트 충전식 철근이음 시스템의 보다 적극적인 활용을 위해서는 그 동안 연구의 미비한 부분을 보완하고 개선하여 그라우트 충전식 철근이음의 보다 합리적인 설계방법을 제시하여 실용화시킬 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 모르타르 충전식 철근이음에서의 구속효과를 파악하기 위하여 슬리브 표면에 변형률 게이지를 부착한 실물크기의 D25, D19 철근용 스플라이스 슬리브 이음 실험체를 제작한 후에 가력실험을 실시하였다. 이 실험결과로부터 슬리브의 구속효과가 모르타르 충전식 철근이음의 부착성능에 미치는 영향을 고찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 본 실험에서 측정한 슬리브 표면의 변형률 분포로부터 철근이음에 작용하는 구속력을 산정한 결과, 철근이음 실험체에 최고 $200{\sim}300kgf/{cm}^2$ 이상의 원주방향 구속응력이 작용하였고 이런 구속응력은 철근 정착길이가 감소할수록 커지는 경향이 있었다. 또한 횡방향 구속효과를 고려한 Untrauer와 Merry의 부착강도식에 측정한 슬리브 표면의 변형률로부터 구한 구속응력을 적용하면 본 연구의 실험값을 5% 이내의 편차범위에서 예측할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.46-53
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• 2001

본 연구에서는 PCI 방법으로 설계한 직사각형보의 댑 전단거동을 구명키 위해 실물 크기의 두 개의 보 네 개의 댑단부에 대하여 실험하였다. 적용된 설계 활하중 500kgf/$m^2$은 주차장, 1,200kgf/$m^2$은 매장을 위한 국내설계기준이다. 보의 하단폭은 5층 정도의 매장 또는 주차장건물의 하부 기둥크기와 동일하게 60cm로 하였고, 댑의 깊이는 PCI에서 허용하는 최대치 내에서 하부 플랜지높이의 절반을 적용하였다. 대상 실물 실험체는 PCI 설계에 충분히 만족하도록 설계하였으나, 네 개의 실험체중 활하중 1200kgf/$m^2$를 위한 두 개의 실험체는 사용하중이전에 초기균열이 발생되었고 예측강도에 훨씬 못 미치는 하중에서 니브의 수직 전단파괴에 의하여 종국파괴되었다. 니브 수직전단파괴를 일으킨 활하중 1200kgf/$m^2$실험체의 최종 파괴강도는 77.22tonf과 78.36tonf으로 PCI의 81.9tonf과 ACI의 65.62tonf 사이 값으로 ACI의 예측식에 상회하나 PCI 제안 값에 미달하여 발생하였으므로 ACI제안 방식이 안전적인 측면을 고려할 때 더 합리적인 것으로 사료된다. 모든 하중-변형률곡선에서 걸이철근(Ash)의 변형률이 항복변형률에 도달할 정도로 가장 두드러졌다. 강도를 개선하기 위하여 추가적인 경사 걸이 철근이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.19-32
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• 2021

본 연구에서는 심층혼합처리공법에 관하여 저자들에 의해 수행된 국내/외 설계, 시공 및 품질관리에 대한 평가와 고찰을 수행하였고, 추후 DCM 공법의 발전을 위한 개선 사항들을 제시하였다. 본 연구 결과, 실내배합실험 시 강도에 대한 단면적 보정이 필요하고, 외삽법 적용 시 실제와 다른 결과가 도출될 수 있으므로 주의가 요구됨을 알 수 있었다. 설계 시 개량율과 개량형식 등을 모두 고려하여 적용 가능한 설계법을 선정해야 하며, 안전율이 적용된 허용압축강도는 안정성 검토를 위한 기준치를 의미하는 것이지 설계 지반정수가 아님을 확인하였다. 응력분담비의 경우 관행적인 값을 적용하기 보다는 설계 조건을 반영한 실험 및 이론적 응력분담비를 산정해야 경제적인 설계를 수행할 수 있었다. 시공 시 선천공이 예상되는 경우 증가된 함수비가 원지반 대비 크지 않은 경우 함수비 증가를 고려하지 못한 결과를 사용하여도 큰 문제가 발생하지 않는 경우도 있었다. 또한, 개량길이 대비 선단처리 길이의 비율이 높은 경우 시공 시 단위길이당 설계 시멘트량이 적게 주입될 수 있음을 확인하였다. 품질관리 시 개량체 코어링은 1축 개량체는 D/4~2D/4, 다축 개량체는 D/4 지점이 최적인 것으로 평가되었다. 품질관리를 위한 항목으로 개량체의 일축압축강도와 더불어 TCR을 고려하는 기준이 국내 실정에 더 적합할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.637-648
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• 2005

선행하중을 도입한 H형강의 상하부에 고강도 강판을 부착시키고 하중을 제거함으로써 프리스트레스의 도입효과를 극대화 시킨 플레이트거더(High Prestressed Plate Girder, 이하 HiPP 거더)를 개발하고자 한다. 먼저 복합거더(hybrid girder)의 일종인 HiPP 거더의 역학적 원리를 간략히 설명하고, 실험을 통하여 플레이트거더에 의도한 프리스트레스를 도입하기 위한 제작공정을 개발한다. 또한 실험체의 변형률 계측결과와 이론해석 결과를 비교하여 HiPP 거더의 프리스트레스 도입 메카니즘을 확인하며, 단계별 거더에 발생하는 응력을 파악한다. 가교에 적용하기 위하여 HiPP 거더의 설계를 위한 허용휨응력(안)과 용접부의 응력검토 결과를 제시한다. 결론적으로 단순 합성거더와 비교하여 HiPP 거더는 프리스트레스의 도입효과 때문에 장지간화된 가교의 설계/시공을 가능케 하는 구조적 거동 특성을 보인다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.548-555
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• 2014

As a considerable, experimental approach, an Auto-carriage type of $CO_2$ welding machine and a MIG(Metal Inert Gas) welding robot under inert gas atmosphere were utilized in order to realize Al 5083 welding applied to hull and relevant components of green Al leisure ships. This study aims at investigating the effect of welding conditions(current, voltage, welding speed, etc) on thermal deformation that occurs as welding operation and tensile characteristics after welding, by using Al 5083, non-ferrous material, applied to manufacturing of co-environmental Al leisure ships. With respect to welding condition to minimize the thermal deformation, 150A and 16V at the wire-feed rate of 6mm/sec were acquired in the process of welding Al 5083 through an auto carriage type of $CO_2$ welding feeder. As to tensile characteristics of Al 5083 welding through a MIG welding robot, most of tensile specimens showed the fracture behavior on HAZ(Heat Affected Zone) located at the area joined with weld metal, except for some cases. Especially, for the case of the Al specimen with 5mm thickness, 284.62MPa of tensile strength and 11.41% of elongation were obtained as an actual allowable tensile stress-strain value. Mostly, after acquiring the optimum welding condition, the relevant welding data and technical requirements might be provided for actual welding operation site and welding procedure specification(WPS).

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.11-21
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• 2003

3.6km 장대터널인 미시령터널의 시공기간 단축과 공사비 절감을 위해 터널 발파와 콘크리트 구조물 병행시공 평가 연구를 수행하였다. 이를 위해 기존에 제시된 양생중인 콘크리트 구조물에 대한 진동허용기준을 분석하여 본 현장에 적합한 기준을 제시하였고, 10여회의 발파계측을 통해 약 130점 이상의 계측자료를 획득하여 대상 현장에서의 진동추정식을 도출하였다. 그 결과 발파와 콘크리트 구조물 병행시공을 위한 안전한 작업 지침으로서, 발파시 지발당 최대 장약량에 따라 타설이 가능한 막장으로부터의 안전이격거리가 제시되었다. 이에 대한 실제 검증을 위해 터널내 4곳에 일정한 거리마다 콘크리트 블록을 타설한 후 지속적인 발파 진동을 밭게 한 후 28일 강도시험을 실시하였으며 제시된 지침의 타당성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1190-1199
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• 2014

As a considerable, experimental approach, an autocarriage type of $CO_2$ welding machine and a MIG(metal inert gas) welding robot in the inert gas atmosphere were utilized in order to realize Al 5083 welding to hull and relevant components of green leisure ships. This study aims at investigating the effect of welding conditions(current, voltage, welding speed, etc.) on thermal deformation that occurs as welding operation and tensile characteristics after welding, by using Al 5083, nonferrous material, applied to manufacturing of eco-environmental leisure ships. With respect to welding condition to minimize the thermal deformation, 150 A and 16 V at the wire-feed rate of 6 mm/sec were acquired in the process of welding Al 5083 through an auto carriage type of $CO_2$ welding feeder. As to tensile characteristics of Al 5083 welding through a MIG welding robot, most of tensile specimens showed the fracture behavior on HAZ(heat affected zone) located at the area joined with weld metal, except for some cases. Especially, for the case of the Al specimen with 5 mm thickness, 284.62 MPa of tensile strength and 11.41 % of elongation were obtained as an actual allowable tensile stress-strain value. Mostly, after acquiring the optimum welding condition, the relevant welding data and technical requirements might be provided for actual welding operation site and welding procedure specification (WPS).