• 제목/요약/키워드: structural design and construction

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국내 매입 말뚝 관리를 위한 항타공식 활용 가능성 평가 및 제안에 관한 연구 (Feasibility Appraisal and Proposal of a Pile Driving Formula for Domestic Pre-bored Pile Management)

  • 김건웅;서승환;김주형;정문경
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제39권11호
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    • pp.71-84
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    • 2023
  • 국내 구조물 기초설계기준은 전체 말뚝 수량의 1~3%에 대해 동재하시험 또는 정재하시험을 수행하도록 규정하였다. 나머지 약 97%에서 99% 말뚝의 시공 품질은 통상적으로 항타 관입량으로 관리한다. 대다수 말뚝에 적용되는 기존 관입량 관리방식에서 항타 에너지도 함께 고려하는 항타공식으로 말뚝의 시공 품질을 관리한다면 신뢰성이 향상될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기존 항타공식의 국내 말뚝 관리 활용 가능성을 검토하였다. 하지만, 해외에서 만들어진 기존 항타공식들은 상대적으로 얕은 깊이에 풍화암이나 연암이 있으며 매입 말뚝을 주로 활용하는 국내 실정에 맞게 개선할 필요가 있다. 그러므로, Modified Gates 공식을 국내 데이터를 활용하여 개선하였고, 이를 활용한 말뚝 관리 가능성을 확인하였다. 개선된 공식은 적은 변수를 활용함에도, 동재하시험과 유사한 수준의 정확도로 매입 말뚝 지지력을 예측하였다. 제안된 항타공식은 향후 말뚝의 시공 품질관리에 실무적으로 잘 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

국부좌굴을 고려한 고강도 조립 H형강 부재의 휨성능 실험 (Flexural Test of H-Shape Members Fabricated of High-Strength Steel with Considering Local Buckling)

  • 이철호;한규홍;박창희;김진호;이승은;하태휴
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.417-428
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    • 2011
  • 강구조 설계는 재료의 비탄성 변형능력을 활용하는 정도에 따라 탄성설계법, 소성설계법, 내진설계법으로 대별할 수 있다. 현재 국내외 강구조 설계기준에서는 항복강도 450MPa를 초과하는 고강도강재에 대해서는 비탄성 변형능력에 대한 우려와 국부좌굴 및 횡좌굴 거동에 대한 실험자료의 부족으로 소성설계의 적용을 금하고 있다. 본 연구에서는 일반강재를 대상으로 개발된 현행 강구조설계기준의 플랜지 판폭두께비 제한식을 최근에 개발된 고강도강재인 HSB800에도 그대로 확대 적용할 수 있는지 여부를 확인하고 고강도강 휨부재의 국부좌굴 및 비탄성거동을 파악하기 위한 실물대실험을 수행하였다. HSB800 및 SM490A(비교강종) 강재로 조립된 H형강 휨부재를 각각 5개씩 총 10개의 실험체를 제작하고 실험하여 비교분석하였다. 모든 SM490A 비교실험체는 설계기준 상의 판폭두께비에 따른 요구강도와 연성능력을 충분히 발휘하였다. HSB800 실험체 역시 강도 발현의 측면에서는 매우 만족스런 성능을 발휘하였다. 즉, 비콤팩트 및 세장판 요소 플랜지를 지닌 실험체에서도 소성모멘트를 충분히 상회하거나 이에 육박하는 강도가 발현되었다. 이는 현행 판폭두께비 제한규정을 HSB800 고강도강에 그대로 적용해도 강성과 강도 확보를 목표로 하는 모든 탄성설계에 충분히 보수적으로 적용할 수 있음을 의미한다. 그러나 SM490 실험체와는 달리 HSB800 실험체 5개 가운데 3개가 가력점 스티프너와 접합된 하부플랜지에서 조기 인장파단이 발생하여 소성설계에 요구되는 회전능력 R=3에는 미달하였다. HSB800 실험체에서 관측된 파단원인을 규명하고 고강도강재에 보다 적합한 판폭두께비의 정립을 위한 추가실험과 해석적 연구가 필요할 것으로 판단된다.

스타디움 구조물의 실용적인 진동해석을 위한 등가보요소의 적용 (Application of Equivalent Beam Element for Practical Vibration Analysis of Stadium Structure)

  • 김기철
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권5호통권39호
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    • pp.91-99
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    • 2004
  • 일반적으로 경기장 구조물은 고유진동수가 낮게 나타나고 있으며 관람객의 반복적인 움직임에 의하여 공진 또는 공진과 유사한 거동이 일어날 수 있다. 따라서 진동에 대한 경기장 구조물의 안전성 및 사용성 검토가 요구되고 있으며 이를 위한 실용적인 정밀해석이 필요하다. 경기장 구조물의 경제적이고 안전한 설계를 위해서는 경기장 구조물에 가해지는 동적하중과 경기장 구조물의 거동에 대한 정확한 분석이 있어야 한다. 경기장 구조물의 정확한 진동해석을 위해서는 경기장 구조물을 세분화하여 모형화해야 한다. 구조물을 세분화하여 모형화할 경우에는 절점 수가 매우 많아지므로 해석시간이 길어지게 되며, 절점수가 제한되어 있는 상용프로그램으로는 해석이 불가능할 수도 있다. 따라서 본 논문에서 제안한 등가보요소를 이용한 경기장 구조물의 모형화 방법을 적용하여 진동해석을 수행할 경우에는 해석 구조물의 절점을 현저하게 줄일 수 있으므로 실용적인 정밀해석이 가능하게 된다.

초고성능 콘크리트 바닥판과 역T형 강거더의 합성보를 위한 스터드 및 퍼즐스트립 전단연결재에 관한 연구 (Stud and Puzzle-Strip Shear Connector for Composite Beam of UHPC Deck and Inverted-T Steel Girder)

  • 이경찬;조창빈;최은석;김지상
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.151-157
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    • 2014
  • 초고성능 콘크리트(UHPC)의 높은 강도 및 내구성으로 인하여 교량 바닥판에 UHPC를 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판은 강도 및 강성이 기존 콘크리트보다 월등히 높아 합성된 강재 거더 상부 플랜지의 구조적 역할을 대신할 수 있을 것이므로, 이 연구에서는 상부 플랜지를 생략한 역T형 거더를 UHPC 바닥판과 합성한 형식을 제안하고자 한다. 역T형 거더를 적용함에 있어 상부플랜지에 전단연결재를 용접하는 방식으로 전단연결재를 설치할 수 없으므로, 새로운 형식의 전단연결재의 개발이 필요하다. 이 연구에서는 3가지 형식의 전단연결재를 제안하고 이들의 정적 극한강도를 실험적으로 평가하였다. 첫 번째 형식은 웨브에 스터드를 횡방향으로 직접 용접한 전단연결재이고, 두 번째는 유럽에서 개발된 퍼즐스트립 형식의 전단연결재이며, 마지막은 횡방향 스터드와 퍼즐스트립을 조합한 전단연결재이다. 실험 결과 횡방향 스터드는 AASHTO LRFD에 제시된 기존 스터드 전단연결재의 강도 설계식 보다 평균 24% 크게 나타났으나, 바닥판에 쪼갬 균열이 현저히 발생하여 이를 방지하기 위한 새로운 대책이 필요한 것으로 나타났다. 퍼즐스트립은 기존 유럽의 연구에서 제안한 극한강도 평가식 보다 40% 큰 강도를 보여, 기존의 평가식이 지나치게 보수적인 것으로 나타났다. 마지막으로 2가지를 조합한 형식의 전단연결재의 극한강도는 각각의 전단연결재의 극한강도를 산술적으로 합한 것보다 작은 극한 강도를 보였고 바닥판에 균열 또한 현저하였으므로, 조합에 따른 상승효과를 기대할 수 없었다.

해상 부유식 1MW 해수온도차발전 시스템의 라이저 설계 (Design of Riser in 1MW OTEC system mounted on Floating Barge)

  • 권용주;정동호;김현주
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.22-28
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    • 2015
  • 1 MW 해수온도차발전 시스템의 라이저에 관한 설계를 수행한다. 라이저의 직경은 1 MW 발전을 위한 심층수 취수량에 기초하여 결정되고, 관종은 제작 가능한 상업용 파이프를 대상으로 종류별 특성을 분석한 후 선정한다. 강관, GFRP관, 그리고 HDPE관 중 HDPE관을 선정하며, 선정된 관종의 중량과 강도를 보강하기 위하여 설계를 수행한다. HDPE 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치하여 중량을 보강하며, HDPE 라이저 축방향으로 와이어로프를 설치하여 강도를 보강한다. 중량체의 중량은 GFRP관 무게 대비 25%와 50%가 되도록 설계되며, 라이저 끝단에 연결되는 중량체의 모든 하중은 와이어로프가 지지하도록 설계된다. 설계된 HDPE라이저는 연중 온도차발전이 가능한 하와이 인근 해역에 설치되는 것으로 가정하여, 수치해석적 방법에 의한 안전성 평가를 수행한다. 안전성이 검증된 HDPE 라이저에 대하여 경제적으로 가장 유리한 HDPE 라이저의 최종 제원을 결정한다. 설계된 라이저는 향후 1MW 해수온도차발전 시스템 실증을 위한 설계 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

지하이동통로가 구비된 다기능 어도의 안정성 검토 (Stability Analysis of Multi-Functional Fishway with Underground Passage)

  • 이영재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.50-59
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    • 2014
  • 본 논문에서는 경북 구미시 봉곡천에 최근 건설된 다기능어도를 대상으로 SAP2000으로 구조 해석하기 위한 변수를 R/C Slab, R/C+S/C Slab 및 지하이동통로 규격(가로${\times}$세로)을 $1m{\times}0.2m$, $1m{\times}0.4m$, $1m{\times}0.6m$와 유속 0.8m/s, 1.2m/s, 1.6m/s으로 구분하여 해석한 결과와 봉곡천 설계식을 비교하여 안정성을 검토하였다. 봉곡천의 설계식 보다 R/C+S/C Slab 타입이 지하이동통로 출구부는 휨모멘트와 최대응력은 각각 28~54%, 26~50%, 측벽은 24~47%, 17~31%, 상부슬래브인 경우도 10~27%, 4~20% 적게 나타났다. 따라서 최대응력과 휨모멘트가 R/C+S/C Slab 타입이 구조 안정성이 확보되는 것으로 나타났기 때문에 지하통로는 휨모멘트와 최대 응력이 27%, 25%, 측벽은 24%, 15% 상부슬래브는 14%, 10%의 보완이 요구되는 것으로 판단된다. 이러한 결과는 지하이동통로 규격이 봉곡천 규격과 동일한 $1m{\times}0.4m$일 때가 $1m{\times}0.2m$, $1m{\times}0.6m$ 보다 안정성이 가장 유리한 것으로 확인되었다. 또한 해석 및 분석 결과를 근거로 다기능어도 시공 시 기본 자료로 활용이 기대된다.

외국의 조경관련 법제도의 비교분석과 한국에서의 조경기본법 제정을 위한 합리적 적용에 관한 연구 (The analysis of the foreign laws related to landscape architecture and a study on the reasonable application to the expected organic law for landscape architecture in Korea)

  • 신익순
    • 한국조경학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.66-88
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    • 1997
  • There is no special law of Landscape architecture in Korea. So, examining the concept from the legal basis of LA with the viewpoint of a natural scientist not a jurist, this study was conducted to grasp the present condition of the name and the related text of the foreign laws in force which were connected with LA.. And those foreign laws were arranged in the name and the text and classified by nations of regional groups and it was considered to the mutual relation with lots of laws which are scattered with the various laws. Current domestic regulations to the various fields of LA are assembled with the many related rules. The governmental organization conducting those business is nonexistent up to now and it is generally known to except the dept. of LA from the office organization in Korea. Being at a disadvantage as mentioned above, this study was progressed under the necessity of the scientific basis for the expected organic law of LA proposed to establish it by every field of LA. Though feels inconvenience if the study for the items itself of LA had been proceeded prior to the study of laws relating to LA throughout the study, such a extensive study will be a subject to be attempted constantly hereafter by all part of landscape architects. The contents of the study are as follows ; 1. The present condition of the foreign laws connected with LA 1. The proposal & analysis of the problems and the solutions to the domestic laws connected with LA 3. The proposal of the reasonable application pklan in order to establish the organic law for LA. Among the items relating to LA such as engineer, contract, planning, design and supervision, construction, maintenance, plant and planting, open space, facilities, aesthetics and sight, park, land use and development planning, urban and regional planning, leisure space planning, environmental conservation and ecology, structural engineering of construction, administration, right and penal regulations, the laws dealing with the matter relating to LA directly or indirectly are prescribed dispersedly in the many other related laws and it is concluded to be impossible for the independent law of LA is likely to be establish with not only selecting and arranging the matter having closed connections to LA directly but also being recognized as the systematic equipment of the LA business. It was to be analyzed the present condition of the collected foreign laws relating to LA. After pointing out the problems to the domestic related laws being at issue, the remedies for it were presented through the questionnaire of the landscape specialist in which the supporting opinions to the recognition to the problems and the solutions were come to a major portion. Three types of application such as applicable, non-applicable, applicable after examination were presented to decide whether or not the foreign related laws were applied to the domestic one. The result of analysis shows that 42 statutes and 9 ordinances are applicable, 4 statutes and 7 ordinances are non-applicable, 1 constitution, 81 statutes and 48 ordinances are applicable after examination.

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배합조건 및 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Properties of Porous Concrete according to the Mix Factors and Compaction Load)

  • 임서형
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.83-91
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    • 2015
  • 포러스 콘크리트는 시멘트, 물 그리고 굵은골재로 구성되어 있으며, 공기 및 물의 투과 그리고 흡음 등 지구 환경부하를 저감시키기 위해 사용되어 왔다. 그러나 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상은 시공시 이루어지는 다짐하중에 의해 변한다. 따라서 본 연구에서는 결합재 종류, 물-결합재비, 목표공극율에 따른 포러스 콘크리트의 물리적, 역학적 성상을 파악하였으며 특히, 다짐하중에 따른 포러스 콘크리트의 공극율, 강도, 투수계수의 물성변화를 파악하였다. 본 연구에서 사용한 골재는 부순자갈 생산과정에서 발생되는 부산물로서 최대크기는 13mm이다. 연구결과, 포러스 콘크리트의 목표 공극율, 투수계수, 압축강도는 공극율과 밀접한 상관성을 지니고 있으며, 공극율은 포러스 콘크리트의 배합설계로 제시할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되다. 포러스 콘크리트의 압축강도는 팽창재 치환율 5%에서 가장 높게 나타났으며, 실리카 흄 치환율 10%에서 치환하지 않은 콘크리트보다 32% 높게 나타났다. 그리고 다짐하중을 변화시킨 본 연구결과 압축강도는 하중 15kN부터 증가하였고, 공극율은 하중 0.8kN부터, 투수계수는 하중 35kN부터 각각 감소하는 것으로 나타났다.

산대(山臺)를 통해 본 석가산 조영 문화 (An Implications of the Korea's Traditional Seokgasan through the Studying Traditional Sandae)

  • 윤영조
    • 한국전통조경학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.39-48
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    • 2020
  • 본 연구는 고려시대부터 조선 후기까지 궁궐 왕의 행차, 나례, 사신영접, 연회 등의 목적으로 조설되었던 전통공연예술분야의 무대장치인 산대(山臺)의 유형, 구조적 형상, 표상의 원리를 고찰하여 동시대 석가산(石假山) 조영 문화의 확장성을 제시하고자 하였으며, 그 결론은 다음과 같다. 첫째, 산대의 발달사와 그 의미를 통해 외부공간에 '산'의 형상을 실체화하고자 한 석가산의 조영 문화와의 동질성을 갖고 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 산대를 만드는 행위 자체는 명산을 숭배하는 전통과 관련이 깊다. 이는 고려 예종 '청연각' 앞뜰에 조성된 석가산에서 중국의 명산명호(名山名湖)가 표상적으로 비유되어 모사(摹寫)된 사실과도 일치한다. 둘째, 산대와 석가산은 그 구조적 형상과 재료, 기술적 제작방식은 달랐으나 산의 형상을 조형하여 완상하거나 국가행사의 무대배경으로 활용되며, 다양한 유형으로 나타나고 있었다. 산을 모사한 산대의 형상과 상징적 의미는 요산요수(樂山樂水)로 대표되는 당대의 정원 및 예술적 관심사가 산수의 다양한 조형적 표현으로 귀결되고 있음을 알 수 있다. 셋째, 신재효의 고택의 정원 중앙에 위치했던 것으로 추정되는 연(蓮)이 심겨진 방지와 이에 인접한 수각과 석가산은 정원을 수식하는 요소일 뿐 아니라 신재효의 문하생의 수련 및 공연무대의 배경으로 기능을 수행했을 것으로 추정된다.

알칼리 활성화 결합재 모르타르의 압축강도 특성 및 건조수축 추정식에 관한 연구 (Characteristics of Compressive Strength and Drying-shrinkage Equation of Alkali-activated Mortar)

  • 박광민;김형석;조영근
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.114-121
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    • 2017
  • 본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 알칼리 활성화 결합재로 활용하여 제조한 모르타르의 압축강도 특성을 파악하고 건조수축 예측 및 평가가 가능한 추정식을 제안하고자 한다. 이를 위하여 고로슬래그 미분말 치환량을 30, 50, 70 및 100%로 조정하고 규산나트륨 모듈 Ms비[$SiO_2/Na_2O$]은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하여 압축강도 및 길이변화율을 측정하였다. 그 결과 알칼리 활성화 결합재 모르타르는 Ms비가 증가할수록 압축강도는 증가하고 길이변화율은 감소하였다. 그러나 고로슬래그 미분말의 경우에는 치환량을 증가할수록 압축강도는 증가하였으나 길이변화율도 증가하는 경향이 확인되었다. 따라서, 고로슬래그 미분말을 다량 치환할 경우에는 길이변화율을 고려하여 설계할 필요성이 있다고 판단되었다. 알칼리 활성활 결합재 모르타르의 건조수축을 평가하는 식을 유도하기 위하여 배합조건별 단순회귀분석을 수행한 결과 결정계수 0.7539~0.9786(평균 0.9359)수준의 유효한 추정식을 도출하였다. 또한, 고로슬래그 미분말, Ms비 및 재령을 독립변수로 선정하여 다중회귀분석을 수행한 결과 초기양생온도 $23^{\circ}C$$70^{\circ}C$에서 결정계수 0.8020 및 0.8018 수준의 타당한 추정식을 제안하였다.