• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.17-25
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• 2010

본 연구는 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 차량 충돌 안전성에 대한 연구를 수행하였다. U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량은 추가 고정하중을 감소시키고, 측보가 방호벽 역할을 동시에 수행하는 교량이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 측보의 파괴는 전체 교량의 붕괴로 이어질 수 있는 위험 요소를 가지고 있다. 따라서, U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량 측보의 차량 충돌에 따른 거동분석 및 특성파악이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 정적 및 동적 차량 충돌해석 기준을 적용하여 U-채널 세그멘탈 콘크리트 교량의 충돌해석을 수행하였다. 정적차량충돌해석의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)에서 제시하고 있는 등가정적하중 재하하여 해석을 수행하고, 동적차량충돌의 경우에는 AASHTO LRFD 설계기준 (2007)의 방호벽 충돌실험기준에 근거한 실제 차량을 모델링하여 충돌해석을 통한 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과, AASHTO LRFD 설계기준 (2007)을 만족하는 정적 및 동적 충돌하중에 대해 U-채널 교량시스템은 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.331-340
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• 2021

본 논문은 비예측 극한하중인 폭발하중에 노출된 RC building 구조물의 폭발손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 효율성 및 정확성을 높이기 위해, 폭발하중에 대한 정의, 유체-구조 연성을 위한 Euler-Lagrange 커플링 기법 적용, 그리고 고변형률 속도가 고려된 콘크리트 및 강재 재료구성모델이 제안된다. 특히 효율적인 폭발하중 정의를 위해, Euler-FCT 기법을 통하여 TNT 질량에 따른 시간별 압력하중 데이터가 확보되고, 이는 RC building 구조물 총 7 지점의 폭발위치에 적용되며, ANSYS-AUTODYN 솔버에 연결되어 수치 시뮬레이션이 수행된다. 해석결과, TNT 질량 및 폭발 위치에 따라 손상 차이가 발생하였으며, 먼저 TNT 질량 20 kg 일 경우 3 곳의 폭발손상 지점에서 주부재 중 슬래브에서만 중간 및 가벼운 손상이 발생되었고, TNT 질량 100 kg 일 경우 5 곳의 폭발손상 지점 중 3 곳은 슬래브 및 보 부재에서 중간 손상이 발생되었으며, 2 곳은 슬래브에서 심각한 손상이 발생되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.292-298
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• 2016

본 연구에서는 매스 매트 콘크리트에 있어, 상 하부를 구분하여 타설하는 실무조건을 고려하여, 상부 및 하부배합의 혼화재 종류와 치환율을 동일 및 달리하는 배합 조건 변화로부터 최적치를 도출한 다음, 실구조체에 적용하여 해석치와 실측치간을 비교하므로서, 혼화재를 활용한 매스콘크리트의 효율적인 수화열균열 저감방안을 제안하고자 하였다. 연구결과 먼저, 현장적용 전 사전검토를 위해 Midas gen을 이용하여 수화열 해석을 실시한 결과 상부는 OPC : FA = 85 : 15 배합, 하부는 OPC : FA : BS = 50 : 20 : 30 배합을 본 대상 구조물 매스 매트콘크리트의 최적배합으로결정하였다. 이를 적용한 실제 현장의 시험결과 슬럼프, 공기량 및 압축강도는 모두 목표범위를 만족하였다. 또한, 봄철 실제 현장의 매스 매트콘크리트의 온도특성으로 최적배합의 경우는 중심부의 최고 온도 약 $59^{\circ}C$, 표층부 온도 약 $49^{\circ}C$로 나타나, 약 $10^{\circ}C$의 온도차가 나타났으며, 수화열 해석결과 약 1.4의 균열지수를 나타내었다. 따라서, 실무를 고려한 매스 매트콘크리트의 경우 상 하부 타설 콘크리트간의 저발열 배합정도를 달리 고려하는 수화발열량차 공법적용은 침하균열 방지 및 수화열 균열제어에 효과적인 방법이 될 것으로 사료된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.111-119
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• 2021

A shear wall is a structural member designed to effectively resist in-plane lateral forces, such as strong winds and earthquakes. Due to its efficiency and stability, shear walls are often installed in residential buildings and essential facilities such as nuclear power plants. In this research, to predict the results of the shaking table test of the three-story shear wall RC structure hosted by the Korea Atomic Energy Research Institute, three types of numerical modeling techniques are proposed: Preliminary, Calibrated 1, and Calibrated 2 models, in order of improvement. For the proposed models, an earthquake of the 2016 Gyeongju, South Korea (peak ground acceleration of 0.28 g) and its amplified earthquake (peak ground acceleration of 0.50 g) are input. The response spectra of the measuring points are obtained by numerical analysis. Good agreement is observed in the comparisons between the experiment results and the simulation conducted on the finally adopted numerical model, Calibrated 2. In the process of improving the model, this paper investigates the influences of the mode shape, material properties, and boundary conditions on the structure's seismic behavior.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.451-457
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• 2014

최근에는 법공학 분야에 구조해석 및 구조-유동 연성해석을 이용한 다양한 시뮬레이션 기법을 활용하여 안전사고 및 재난사고에 대한 법적 책임문제를 해명하고, 보다 정확한 원인분석을 통해 원인을 규명하고 있는 추세이다. 본 연구에서 다룬 플레이트 거더교 사고는 교각과 교대 사이의 기존 교각에 대하여 확장 교각을 신설하던 중 방호벽 콘크리트 타설이 완료되는 시점에 전도 추락되어 발생되었다. 본 사고는 설계와 다른 시공 작업과 설계 시 고려되지 않은 추가 하중 등으로 인해 확장 교량에 부반력이 발생하여 구조적 불안정을 가져와 붕괴된 사고로 MIDAS 구조 해석을 통해 설계와 실제 시공 시 작업 하중에 대한 구조적 안정성을 비교 평가하여 정확한 공학적 사고의 원인을 규명하고자 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권5호
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• pp.519-530
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• 2022

인터넷 상거래가 증가함에 따라 전세계적으로 대형 물류 건물의 건설이 증가하고 있다. 이들 건축물은 대부분 장경간중재하의 특성을 가지고 있으며 빠른 시공을 위해 핀조인트 구조인 PC 공법을 적용한다. 그러나 핀조인트 구조는 시공 안전성 및 구조적 안정성으로 인해 PC 부재의 설치에 많은 제약이 있어 시간과 비용이 많이 소요된다. 이러한 제약과 문제점을 해결하기 위해 PC 부재 사이의 철골 조인트로 연결된 구조 프레임인 SMART frame이 개발되었다. SMART frame에 대한 많은 연구가 진행되었으나 공기 측면에 대한 영향은 분석되지 않았다. 본 연구의 목적은 장경간 중재하 물류창고시설에 대한 SMART frame의 공기단축 효과를 분석하는 것이다. 본 연구를 위해 기존 PC 공법에 의해 건설된 사례현장을 선정하여 SMART frame 설치 시뮬레이션과 시간 단축을 비교하였다. 그 결과, 기존 PC설치공기의 약48%의 수준으로 약 4개월이 단축 되었다. 추후 대형물류센터 프로젝트 진행 시 SMART frame을 적용한다면 기존 PC공법 대비 획기적인 공기단축의 효과를 가질 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권4호
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• pp.485-500
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• 2023

The non-linear static analysis of reinforced concrete (RC) structures using the three-dimensional (3D) finite element method is a time-consuming and challenging task. Moreover, this type of analysis encounters numerical problems such as the lack of convergence of results in the stages of growth and propagation of cracks in the structure. The time integration analysis along with the mass scaling (MS) technique is usually used to overcome these limitations. Despite the use of this method in the 3D finite element analysis of RC structures, a comprehensive study has not been conducted so far to assess the effects of the MS method on the accuracy of results. This study aims to evaluate the accuracy of the MS method in the non-linear quasi-static finite element analysis of RC structures. To this aim, different types of RC structures were simulated using the finite element approach based on the implicit time integration method and the mass scaling technique. The influences of effective parameters of the MS method (i.e., the allowable values of increase in the mass of the RC structure, the relationship between the duration of the applied load and fundamental vibration period of the RC structure, and the pattern of applied loads) on the accuracy of the simulated results were investigated. The accuracy of numerical simulation results has been evaluated through comparison with existing experimental data. The results of this study show that the achievement of accurate structural responses in the implicit time integration analyses using the MS method involves the appropriate selection of the effective parameters of the MS method.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권2호
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• pp.367-388
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• 2016

Eccentrically braced frames (EBFs) represent an attractive lateral load resisting steel system to be used in areas of high seismicity. In order to assess the likely damage for a given intensity of ground shaking, fragility functions can be used to identify the probability of exceeding a certain damage limit-state, given a certain response of a structure. This paper focuses on developing a set of fragility functions for EBF structures, considering that damage can be directly linked to the interstorey drift demand at each storey. This is done by performing a Monte Carlo Simulation of an analytical expression for the drift capacity of an EBF, where each term of the expression relies on either experimental testing results or mechanics-based reasoning. The analysis provides a set of fragility functions that can be used for three damage limit-states: concrete slab repair, damage requiring heat straightening of the link and damage requiring link replacement. Depending on the level of detail known about the EBF structure, in terms of its link section size, link length and storey number within a structure, the resulting fragility function can be refined and its associated dispersion reduced. This is done by using an analytical expression to estimate the median value of interstorey drift, which can be used in conjunction with an informed assumption of dispersion, or alternatively by using a MATLAB based tool that calculates the median and dispersion for each damage limit-state for a given set of user specified inputs about the EBF. However, a set of general fragility functions is also provided to enable quick assessment of the seismic performance of EBF structures at a regional scale.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.47-56
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• 2020

콘크리트 구조물의 주요 열화 현상 중 하나인 염해는 내부 보강재의 부식을 야기하여 최종적으로 구조적 문제를 야기한다. 본 연구에서는 3가지 수준의 물-결합재 비 (0.37, 0.42, 0.47) 및 GGBFS 치환률 (0 %, 30 %, 50 %)을 고려한 콘크리트를 대상으로 재령 1,095일에 촉진염화물 확산 시험을 수행하였다. Tang's method와 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 촉진 염화물 확산계수 및 통과 전하량을 평가하였으며 선행 연구의 이전재령일 시험결과와의 고찰을 통해 재령의 증가에 따라 변화하는 내구성능 거동을 고찰하였다. 재령일이 증가함에 따라 통과 전하량과 확산계수는 크게 감소하였으며, 특히 GGBFS를 혼입한 배합에서는 잠재 수경성에 의해 OPC 배합 대비 큰 폭의 감소가 나타났다. 또한 OPC 배합의 통과 전하량 평가 결과의 경우, 재령 1,095일에서도 "Moderate" 등급에 포함되는 배합이 존재하기 때문에 OPC를 단독으로 사용하는 경우 염해에 취약한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 촉진 염화물 확산계수 평가 결과를 기반으로 시간의존성지수를 도출하고 설계변수를 확률함수로 가정하여 결정론 및 확률론적 내구수명 해석을 수행하였다. 확률론적 내구수명 해석 시에는 MCS (Monte carlo Simulation)을 이용하여 내구성 파괴확률을 계산하여 내구수명을 도출하였다. 확률론적 내구수명은 결정론적 내구수명 대비 낮은 값을 나타내었는데 이는 목표 파괴 확률을 10 %로 매우 낮게 설정하였기 때문이다. 구조물의 용도에 적합한 목표 파괴확률을 설정하고 설계변수별로 적절한 변동성을 고려할 수 있다면 더욱 경제적인 설계가 가능해지리라 사료된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.427-443
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• 2023

Across the globe, rapid urbanization demands the construction of basements for car parking and sub way station within the vicinity of high-rise buildings supported on piled raft foundations. As a consequence, ground movements caused by such excavations could interfere with the serviceability of the building and the piled raft as well. Hence, the prediction of the building responses to the adjacent excavations is of utmost importance. This study used three-dimensional numerical modelling to capture the effects of twin excavations (final depth of each excavation, H_e=24 m) on a 20-storey building resting on (4×4) piled raft. Because the considered structure, pile foundation, and soil deposit are three-dimensional in nature, the adopted three-dimensional numerical modelling can provide a more realistic simulation to capture responses of the system. The hypoplastic constitutive model was used to capture soil behaviour. The concrete damaged plasticity (CDP) model was used to capture the cracking behaviour in the concrete beams, columns and piles. The computed results revealed that the first excavation- induced substantial differential settlement (i.e., tilting) in the adjacent high-rise building while second excavation caused the building tilt back with smaller rate. As a result, the building remains tilted towards the first excavation with final value of tilting of 0.28%. Consequently, the most severe tensile cracking damage at the bottom of two middle columns. At the end of twin excavations, the building load resisted by the raft reduced to half of that the load before the excavations. The reduced load transferred to the piles resulting in increment of the axial load along the entire length of piles.