• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.97-107
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• 2006

본 연구는 지반조건을 고려한 브레이스된 강골조 구조물의 연속 및 이산화 내진 최적설계에 관한 내용이다. 지반조건을 고려한 구조해석과 연속 및 이산화 최적설계를 동시에 수행할 수 있는 내진 최적설계 프로그램을 개발하여 이를 브레이스가 없는 경우, Z-형, X-형의 브레이스 배치형태를 사용한 강골조 구조물에 적용하였고, 정하중, 지진하중을 고려하여 해석하였다. AISC-ASD 시방규정과 ATC-3-06에 규정한 사용성, 허용층간변위 및 다양한 제약조건을 모두 만족하는 최소중량, 설계변수 등을 도출하고, 특히 Newmark-Hall 설계스펙트럼 해석과 지반조건을 고려한 ATC 설계스펙트럼 해석 및 ATC 등가정적해석의 해석결과를 비교 분석함으로서 보다 내진에 적합한 브레이스 배치 형태 및 적용한 해석방법이 최적설계에 미치는 영향을 찾고자 하는데 그 목적이 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.329-339
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• 2002

본 연구에서는 비선형 정적해석법인 능력스펙트럼 법을 이용하여 성능목표를 만족하기 위하여 필요한 점탄성 감쇠기를 설계하는 절차를 제시하였다. 점탄성 감쇠기의 적정 크기를 구하기 위해 목표 변위에서 필요한 유효감쇠 비를 구한 다음 구조물의 이력거동에 의한 등가감쇠 비와 고유감쇠 비를 이용하여 필요한 감쇠기의 감쇠를 구하였다. 점탄성 감쇠기를 설치할 경우에는 구조물의 감쇠뿐만 아니라 강성도 변화하기 때문에 반복계산이 필요하게 된다. 본 연구에서는 먼저 단자유도계에서 구조물의 설계변수를 변화시키면서 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 또한 10층의 철골조 건물에 적용하고 지진응답을 구하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 감쇠기를 설치하고 수행한 시간이력해석 결과에 의하면 고려된 설계변수에 관계없이 목표변위를 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.29-37
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• 2003

본 연구에서는 지진하중에 의하여 철골 모멘트저항골조(MRF)와 좌굴이 방지된 가새골조(BRBF) 그리고 힌지로 접합된 좌굴이 방지된 가새골조(HBRBF)에서 발생하는 층별 이력에너지의 분포에 대하여 고찰하였다. 예제 구조물의 에너지 요구량을 산정하기 위하여 다른 지반조건에서 계측된 60개의 지진기록을 사용하였다. 해석결과에 따르면 MRF와 BRBF에서의 이력에너지는 밑면에서 최대가 되고 상부층으로 갈수록 점진적으로 감소하여, 상부층에서는 부재의 이력거동이 거의 발생하지 않았다. 그러나 HBRBF에서의 층별 이력에너지는 구조물의 높이에 따라 상대적으로 균등하게 분포하였으며, 이러한 경우 손상이 한 층에 집중적으로 발생하지 않아 다른 시스템에 비하여 보다 바람직하다고 할 수 있다. 연암 지반, 연약한 토사, 단층 근처의 지반 조건에 따른 에너지의 분포형태는 거의 동일하게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.7-12
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• 2013

건축물에서의 화재 발생은 인명피해, 구조물 피해 등 재해적 요소를 많이 포함하고 있으며, 가연물의 증가에 따라 화재 발생빈도수와 피해 규모는 점차 증대하는 추세이다. 특히 강재로 구성되는 기둥부재와 보부재의 고온 시 내력의 급격한 감소는 구조물의 붕괴와 같은 매우 위험한 상황에 도달될 수 있으므로 화재 시 강구조 건축물의 구조 안전성 확보를 위해서는 적용 강재의 신뢰성 있는 고온 물성자료가 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 강구조 건축물에서 많이 활용되는 용접구조용 강재인 SM 400강재를 대상으로 고온 시 항복강도, 탄성계수를 측정하여 내력평가에 활용할 수 있는 실험식을 제시하고, 화재 시의 온도평가와 응력 계산에 요구되는 열전도율과 열팽창계수 등의 열적 특성의 자료를 제시한다. 또한 일반 구조용 강재인 SS 400과의 고온 특성을 비교, 평가함으로써 고온에서의 내력 특성을 확인한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.89-94
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• 2004

일반적으로 강구조물을 복잡한 판넬로 구성되어 있다. 구조의 전체적인 붕괴는 각각의 구성요소들의 좌굴과 소성붕괴에 영향을 받는다. 최종한계상태설계법에서는 어떤 구조적인 구성요소들의 좌굴과 소성붕괴에 대한 정확한 계산은 중요하다. 구조물은 개별적 요소로 구성되어 있지 않으며 고차 부정정 자유도를 가진 복잡한 구조이다. 이러한 구조물을 해석하기 위해서 단순화나 이상화를 통하여서 가능하며 일반적으로 복잡한 부정정 구조의 해석에 사용되어지고 있다. 본연구의 목적은 일축압축하중이 작용할 경우에 보강재의 트리핑이 최종강도에 미치는 영향을 규명하는 것이며 또한 보강재 단면의 특성에 따른 트리핑거동을 탄소성대변형 유한요소법을 이용하여 해석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.271-278
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• 2000

본 연구에서는 철골조 건물의 내진 보강 방법으로 점탄성 감쇠기의 적용과 효과에 대하여 성능에 기초한 내진 설계의 관점에서 연구하였다. 먼저 단자유도계 구조물을 대상으로 입력된 지진에너지의 소산에 대한 감쇠기의 효과에 대하여 연구하였다. 설계하중으로 중력하중을 적용한 5층 건물과 중력하중과 풍하중을 적용한 10층과 20층 건물에 대하여 해석을 수행하였다. 비선형 시간이력해석을 수행하기 위하여 성능에 기초한 내진설계기준(안)에 제시된 표준 설계응답스펙트럼을 각 지반종류와 성능목표에 대하여 구성하고, 이를 바탕으로 인공지진을 생성하였다. 해석결과에 따르면 층간변위를 성능기준으로 적용하였을 때 모든 모델이 연약지반(기능수행 성능목표)을 제외한 대부분의 지반조건에서 기준안에 제시된 성능목표를 만족하였다. 또한 적당한 위치에 점탄성 감쇠기를 설치함으로써 내진성능을 향상시키고 구조물이 탄성적으로 거동하도록 유도함을 보였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.375-387
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• 2018

This paper presents a review on progressive collapse mechanism of steel framed buildings exposed to fire. The influence of load ratios, strength of structural members (beam, column, slab, connection), fire scenarios, bracing systems, fire protections on the collapse mode and collapse time of structures is comprehensively reviewed. It is found that the key influencing factors include load ratio, fire scenario, bracing layout and fire protection. The application of strong beams, high load ratios, multi-compartment fires will lead to global downward collapse which is undesirable. The catenary action in beams and tensile membrane action in slabs contribute to the enhancement of structural collapse resistance, leading to a ductile collapse mechanism. It is recommended to increase the reinforcement ratio in the sagging and hogging region of slabs to not only enhance the tensile membrane action in the slab, but to prevent the failure of beam-to-column connections. It is also found that a frame may collapse in the cooling phase of compartment fires or under travelling fires. This is because that the steel members may experience maximum temperatures and maximum displacements under these two fire scenarios. An edge bay fire is more prone to induce the collapse of structures than a central bay fire. The progressive collapse of buildings can be effectively prevented by using bracing systems and fire protections. A combination of horizontal and vertical bracing systems as well as increasing the strength and stiffness of bracing members is recommended to enhance the collapse resistance. A protected frame dose not collapse immediately after the local failure but experiences a relatively long withstanding period of at least 60 mins. It is suggested to use three-dimensional models for accurate predictions of whether, when and how a structure collapses under various fire scenarios.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제3권2호
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• pp.192-211
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• 2010

In most framed structures the nonlinearities and the damages are localized, extending over a limited length of the structural member. In order to capture the details of the local damage, the segments of a member that have entered the nonlinear range may need to be analyzed using the three-dimensional element (3D) model whereas the rest of the member can be analyzed using the simpler one-dimensional (1D) element model with fewer degrees of freedom. An Element-Coupling model was proposed to couple the small scale solid 3D elements with the large scale 1D beam elements. The mixed dimensional coupling is performed imposing the kinematic coupling hypothesis of the 1D model on the interfaces of the 3D model. The analysis results are compared with test results of a reinforced concrete pipe column and a structure consisting of reinforced concrete columns and a steel space truss subjected to static and dynamic loading. This structure is a reduced scale model of a direct air-cooled condenser support platform built in a thermal power plant. The reduction scale for the column as well as for the structure was 1:8. The same structures are also analyzed using 3D solid elements for the entire structure to demonstrate the validity of the Element-Coupling model. A comparison of the accuracy and the computational effort indicates that by the proposed Element-Coupling method the accuracy is almost the same but the computational effort is significantly reduced.

• 토지주택연구
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• 제12권3호
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• pp.67-78
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• 2021

모듈러주택은 세계대전 이후 신속하고 효율적인 주택공급을 위해 시도되었다. 국내에서도 30년 이상 품질 및 시공방법 개선을 위한 노력을 했으나 경쟁력있는 주택 상품이 되진 못했다. 모듈러 주택은 라멘구조로 평면구성을 자유롭게 할 수 있지만, 대부분 벽식 구조의 일반적인 아파트 평면을 분절한 형태로 변형하여 시공한다. 모듈러 주택의 생산 및 구조적 측면의 장점을 강화하기 위해서는 평면, 건축 구성재의 부품화 및 표준화, 자재, 제작 및 시공법, 공정관리, 공사비 관리 등 종합적인 측면에서 자동차와 같이 공장생산 시스템에 적합한 모델을 발전시키는 것이 필요하다. 본 연구에서는 생산 및 호환을 위해 MC(Modular Coordination)설계원칙을 적용하여 운반 및 생산 용이한 3m×3m 모듈을 공간의 기본 단위로 설정했다. 빌트인 가구를 포함한 3m×3m공간을 다양한 형태의 제품과 같이 생산하고, 이를 거주자의 기호에 맞게 조합하여 46m² 평면을 완성하는 방법을 제시했다. 생산설비, 운송수단, 시공크레인에 따라 생산 모듈을 다르게 설정할 수 있으며 운반장비가 소형화될수록 생산모듈의 가짓수도 적어질 수 있다. 이와같은 모듈러 주택 생산방식은 거주자의 요구에 맞춰 다양한 평면의 주택을 제공하기에 용이하고, 기술과 시스템의 발전에 따라 시공속도도 가속화할 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.46-52
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• 2018

기존 골조구조물의 횡 변위 조절이 가능한 댐퍼 시스템을 개발하기 위한 목적으로 상세개발 및 성능실험을 실시하였다. 개발 상세는 기둥간 보의 변형을 방지하기 위하여 고안된 ALD및 층간변위를 제어하기 위하여 고안된 AWD로 구분되며, 기존 연구결과의 비보강 BF를 비교대상으로 사용하였다. 파괴양상, 하중-변위 곡선, 포락선, 최대강도, 강성저하 및 에너지 소산능력 등을 비교 평가하였으며, ALD 및 AWD의 내진보강효과를 확인할 수 있었다. 또한 아라미드 시트로 기둥을 구속하는 공법이 내진성능 향상에 매우 우수함을 확인하였다.