• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권3호
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• pp.269-282
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• 2015

Civil structures should be designed with the lowest cost and longest lifetime possible and without service failure. The efficient and sustainable use of materials in building design and construction has always been at the forefront for civil engineers and environmentalists. Timber is one of the best contenders for these purposes particularly in terms of aesthetics; fire protection; strength-to-weight ratio; acoustic properties and seismic resistance. In recent years, timber has been used in commercial and taller buildings due to these significant advantages. It should be noted that, since the launch of the modern building standards and codes, a number of different structural systems have been developed to stabilise steel or concrete multistorey buildings, however, structural analysis of high-rise and multi-storey timber frame buildings subjected to lateral loads has not yet been fully understood. Additionally, timber degradation can occur as a result of biological decay of the elements and overloading that can result in structural damage. In such structures, the deficient members and joints require strengthening in order to satisfy new code requirements; determine acceptable level of safety; and avoid brittle failure following earthquake actions. This paper investigates performance assessment and damage assessment of older multi-storey timber buildings. One approach is to retrofit the beams in order to increase the ductility of the frame. Experimental studies indicate that Sprayed Fibre Reinforced Polymer (SFRP) repairing/retrofitting not only updates the integrity of the joint, but also increases its strength; stiffness; and ductility in such a way that the joint remains elastic. Non-linear finite element analysis ('pushover') is carried out to study the behaviour of the structure subjected to simulated gravity and lateral loads. A new global index is re-assessed for damage assessment of the plain and SFRP-retrofitted frames using capacity curves obtained from pushover analysis. This study shows that the proposed method is suitable for structural damage assessment of aged timber buildings. Also SFRP retrofitting can potentially improve the performance and load carrying capacity of the structure.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권6호
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• pp.153-164
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• 2019

The presence of thermal bridges in a building envelope cause additional heat loss which increases the heating energy. Given that a higher building insulation performance is required in these cases, the heat loss via thermal bridges is a high proportion of the total heat energy consumption of a building. For the dry exterior insulation system that uses mullions and transoms to fix insulation and exterior materials such as stone and metal sheet, the occurrence of thermal bridges at mullions and transoms is one of the main reasons for heat loss. In this study, a dry exterior insulation system using the truss insulation frame (TIF) was proposed as an alternative to metal mullions. To evaluate the building envelope performance, structural, air-leakage, water-leakage, fire-resistance, thermal, and condensation risk tests were conducted. In addition, the annual energy consumption associated with heating and cooling was calculated, including the linear thermal transmittance of the thermal bridges. As a result, the dry exterior insulation system using TIF achieved the allowable value for all tests. It was also determined that the annual heating load of a building was reduced by 36.7 % when the TIF dry exterior insulation system was used, relative to the dry exterior insulation system using steel pipes without additional insulations.

• 한국산업보건학회지
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• 제24권2호
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• pp.122-129
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• 2014

Objectives: Because of its properties such as resistance to heat, chemicals and corrosion; tensile strength; sound absorption; and affordable price, asbestos has been widely used as a building material, fire resistant and retardant, thermal and heat insulator, soundproofing material, and electrical insulation. Since the prolonged inhalation of asbestos can cause serious illnesses such as lung cancer, mesothelioma, and asbestosis after an incubation period of 20 to 40 years, the mineral was classified as a Group 1 carcinogen by the International Agency for Research on Cancer, an intergovernmental agency forming part of the World Health Organization. Children and infants are more at risk than are adults if they are exposed to carcinogens, due to aweaker immunity that has not yet been fully developed. Most childcare centers are operated all day and children tend to spend a great amount of time in the centers. This is why it is important for them to be systematically isolated from environments that may expose them to asbestos. Materials: In order to understand both indoor and outdoor hazards to which children may have been exposed, the study focused on actual surveys of asbestos used in childcare centers, paying special attention to slate-roofed buildings in the vicinity of the centers. Results: A survey of a total of 211 childcare centers showed that the buildings of 18.1% of the centers contained asbestos, with 60.53% of the material being found in classroom ceilings. "Tex" was the most used material for ceilings, making up 89.47% of all ceilings. An outdoor survey showed that childcare centers in Daegu Metropolitan City had an average of 143 slate-roof buildings within a distance of 1km. Conclusions: Buildings housing mainly toddlers, children, teenagers and others more vulnerable to the toxicity of asbestos are not subject to asbestos investigation by law. A legal and practical basis for asbestos control is required for such buildings. In particular, housing materials which contain asbestos in day care centers require asbestos control. GIS should be used to identify the location of buildings with slate roofing materials in the vicinity of daycare centers in order to gauge toxicity of exposure to asbestos caused by potential asbestos friability possibility in outdoor conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.118-125
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• 2013

폴리비닐알코올 섬유와 폴리에틸렌 섬유 등의 합성 섬유는 고연성 섬유보강 시멘트 복합재료를 제조하는데 성공적으로 사용되고 있다. 폴리프로필렌 섬유 역시 복합재료를 제조하는데 사용되고 있지만, 고연성을 구현하는 목적보다는 고온에 노출된 콘크리트의 내화 성능 향상 목적으로 사용되고 있다. 이 연구에서는 폴리프로필렌 섬유로 보강된 시멘트 복합재료의 성능을 향상시키는 방법에 대하여 논하고자 한다. 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 평가하기 위하여 5가지 배합을 결정하였다. 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC)와 OPC를 다량 치환한 플라이애시를 결합재로 사용하였고 물-결합재 비는 0.23~0.25이다. 또한 부피비로 2%의 폴리프로필렌 섬유가 사용되었으며, 연성을 향상시킬 목적으로 폴리스틸렌 비드가 사용되었다. 슬럼프, 밀도, 압축강도, 1축 인장 실험을 포함한 일련의 실험을 수행하였으며, 실험결과, 파괴역학, 마이크로역학, 통계이론을 이용하여 폴리프로필렌 섬유보강 시멘트 복합재료의 성능을 향상할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1345-1352
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• 2012

본 논문의 목적은 사용후핵연료 수송용기 충격완충체의 완충재질로 고려되고 있는 발사목과 우레탄 폼 심재, 그리고 샌드위치 패널에 대한 저속충격거동 및 기계적 특성을 평가하는 것이다. 우레탄 폼은 등방성 재질로써 인장, 압축, 그리고 전단의 기본물성시험을 수행하였으며, 발사목은 서로 다른 직교방향에서 다른 물성을 갖는 이방성 재료이므로 아홉가지 방향에 대한 기계적 특성 평가를 하였다. 충격시험용 심재와 샌드위치 패널 시험편은 충격시험기를 사용하여 세가지 충격에너지 레벨(1J, 3J, 그리고 5J)에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 시험 결과, 우레탄 폼과 성장방향을 제외한 발사목은 충격에너지 흡수율, 접촉하중, 그리고 손상영역에서 유사한 거동을 보였으며, 우레탄 폼 심재는 난연성과 비용절약이 우선시 되는 설계에서 완충재질로서 추천될 수 있고, 발사목 심재는 사용후핵연료 수송용기의 경량화를 위한 완충재질로써 우선 고려될 수 있다.

• 보존과학회지
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• 제36권2호
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• pp.123-142
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• 2020

고문헌 조사를 토대로 밀랍주조법을 이용한 사전실험, 재현실험을 통해 청동반가사유상의 복원 연구를 실시하였다. 복원대상은 국보 제83호 금동미륵보살반가사유상으로, 이에 대한 과학적 분석결과를 바탕으로 합금비, 주조방법 등을 설정하였다. 사전실험에서 합금비는 구리:주석:납=95.5:4.0:0.5로 설정하였으나, 본실험에서는 기화량을 감안하여 납과 주석을 각각 2.5%씩 증량하여 장입하였다. 밀랍주조법을 적용하였으며, 본실험에서는 밀랍 경도 실험을 실시하여 송진 30%를 투입하였을 때 적정 강도를 가짐을 알 수 있었다. 미세조직은 일반적인 주조조직(α-Cu, δ)이 확인되었고, 성분분석 결과 선행연구와 유사한 양상을 나타내었다. 거푸집 분석결과, 구조적 안정성과 내화성을 위해 석영 비짐을 넣었으며, 다수의 유기물이 확인되었다. 본 연구가 향후 청동반가사유상의 전통주조법과 복원기술 연구에 대한 기초 자료로 활용될 것을 기대한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.19-25
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• 2014

본 연구에서는 천연섬유인 양마를 섬유보강 콘크리트에 사용하기 위한 방안으로, 양마의 혼입량에 따른 콘크리트의 역학적 특성을 실험적으로 확인하였다. 양마는 표면이 거칠고 섬유의 인장력 및 부식저항성이 우수하기 때문에, 섬유보강재로 적용할 경우에 콘크리트의 인장강도 및 부착력 증대에 의한 균열저감 효과, 그리고 이산화탄소를 저감하는 친환경 재료로 기대된다. 이러한 연구를 위하여 기본배합 조건에 양마의 혼입량 4종류(0, 0.3, 0.6 및 $0.9kg/m^3$)를 대상으로 슬럼프, 공기량, 소성수축 균열 및 압축강도, 할열인장강도, 휨강도, 그리고 건조수축량 등에 대한 성능시험을 실시하였다. 실험결과, 양마의 혼입량이 증가할수록 슬럼프 저하 및 공기량 증대현상이 나타났지만, 차이는 크지 않았다. 특히, 할열인장강도 및 휨강도 증진에 매우 효과적이며, 소성수축균열 및 건조수축량 저감에도 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 콘크리트의 역학적 성능, 경제성 등을 고려하여 양마의 혼입량은 $0.6kg/m^3$로 사용하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났으며, 향후 사용성 및 비교시험을 통한 현장적용성의 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권6호
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• pp.73-81
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• 2016

지오폴리머는 메타카올린 혹은 석탄재와 같은 알루미노실리케이트 원료를 알칼리 활성화제와 반응시켜 제조된 비정질 무기 폴리머로서 포틀랜드 시멘트보다 우수한 내열성을 보인다. 지오폴리머의 고온 수축률은 $600^{\circ}C$까지는 0.5 %이하 ~ 3 %정도이며 용융되기 전까지 총 수축률은 5 ~ 7 %정도이다. 본 연구는 Si/Al비 1.5인 지오폴리머 페이스트에 탄소 나노 섬유, 탄화규소, 파이렉스 유리, 질석 및 ISO 표준사를 첨가하여 지오폴리머의 압축강도와 고온 수축에 미치는 효과를 알아보았다. 탄소 나노 섬유, 탄화규소, 파이렉스 유리와 질석이 첨가된 지오폴리머의 압축강도는 35 ~ 40 MPa범위로 유사하였다. ISO 표준사를 30 wt.% 첨가한 지오폴리머 모르타르의 평균 압축강도는 28 MPa로 가장 낮았다. ISO 표준사를 첨가하면 압축강도는 감소하였고 고온 수축률은 페이스트 수축률의 약 25 %까지 감소되었다. 이는 석영이 대부분인 잔골재 입자가 팽창하여 지오폴리머 겔 조직의 수축을 보상하였기 때문이다. 충전재의 종류와 관계없이 $900^{\circ}C$ 가열 후 지오폴리머 겔 조직은 소결현상에 의해 치밀해졌다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-29
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• 2019

NATM (무근)터널의 라이닝 균열을 분석한 논문과 연계하여 NATM (철근)터널의 결함을 정밀안전진단 사례를 정리하여 결함별 원인을 분석하고자 하였다. NATM (철근)터널에서 콘크리트라이닝은 그 역할에 따라 철근과 같은 보강재를 사용하게 된다. 지반이 불량하거나 안전성 확보를 위한 라이닝 두께의 증가는 굴착단면의 증가와 라이닝 타설 물량의 증가를 유발하나, 철근보강 단면을 설계하여 경제성과 안전성을 함께 도모하게 된다. 시설물안전법에 의한 국내 1종 터널 시설물 중에서 NATM으로 시공된 구간에 철근보강을 실시한 라이닝의 결함 특성을 정리하여 형태별 발생원인을 분석하고자 하였다. 단철근, 복철근과 무근라이닝에 발생되는 균열을 비교하여 철근으로 인한 균열제어 효과를 분석하였다. 다양한 위치에서의 철근노출 사례와 함께 기술하였고 터널에서 고려될 수 있는 라이닝 두께 부족의 원인으로 정밀시공 미흡, 박락, 공용중 라이닝 화재에 의한 폭열, 지진, 용탈의 사례를 기존 연구와 비교하여 분석하였다. 향후 본 연구를 통해 정밀안전진단(터널) 세부지침의 보완 및 개정방향 등을 제시하고자 한다.