• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.95-102
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• 2011

두께가 얇은 강관을 사용한 CFT기둥은 강관의 국부좌굴에 대한 구속효과로 내력상승을 기대할 수 있으므로 폭두께비가 작은 강관 CFT기둥에 비해 경제성을 확보할 수 있다. 본 논문의 목적은 각형 CFT기둥에 대한 기존 설계식의 타당성을 입증하고, 내력 증대에 따른 강관 폭두께비의 사용성 한계를 확인하고자 하였다. 실험의 주요변수로는 강관의 폭두께비, 콘크리트 각 주의 높이 및 콘크리트 충전 유무로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트를 충전한 박판의 각형강관기둥에서 충전콘크리트의 압축내력에 대한 강관의 구속효과가 크게 나타났으며, 비선형 해석에 따르면, 실험결과에 의한 내력은 전체 CFT단주 실험체에서 해석값보다 다소 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.179-188
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• 2011

건물에 요구되는 성능수준에 대해 명확히 명시하지 못하는 현행의 설계법에 대한 대안으로 성능중심설계법의 필요성이 부각되고 있다. 미국과 일본 등의 선진국에서는 이미 성능중심설계의 기반을 구축하기 위한 연구가 진행중이며 최근 국내에서도 성능설계에 관한 연구가 진행된 바 있으나 아직 전반적인 관련기술이 낙후되어 있는 실정이다. 한편 지진동에 의한 수평력 작용시 건물의 기둥, 특히 하층부의 외주는 전단휨과 함께 전도모멘트에 의한 변동축력을 받게 된다. 이러한 변동축력은 부재의 국부좌굴시점 및 열화역 이후의 종국거동에 영향을 미칠 가능성이 크다. 따라서 본 연구에서는 변동축력을 받는 기둥부재 실험을 실시하여 변동축력으로 인한 국부좌굴 시점 및 부재의 종국거동 등의 구조성능에 대하여 분석하였다. 또한 이를 바탕으로 강구조 건축물의 성능중심설계에 대한 성능한계를 층간변위각의 형태로 제안한 국내연구의 타당성을 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권4호
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• pp.489-507
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• 2019

In order to obtain high bearing capacity and good ductility simultaneously, a structural column with hybrid normal and high strength steel (HNHSS) welded box section has been developed. Residual stress is an important factor that can influence the behaviour of a structural member in steel structures. Accordingly, the magnitudes and distributions of residual stresses in HNHSS welded box sections were investigated experimentally using the sectioning method. In this study, the following four box sections were tested: one normal strength steel (NSS) section, one high strength steel (HSS) section, and two HNHSS sections. Based on the experimental data from previous studies and the test results of this study, the effects of the width-to-thickness ratio of plate, yield strength of plate, and the plate thickness of the residual stresses of welded box sections were investigated in detail. A unified residual stress model for NSS, HSS and HNHSS welded box sections was proposed, and the corresponding simplified prediction equations for the maximum tensile residual stress ratio (${\sigma}_{rt}/f_y$) and average compressive residual stress ratio (${\sigma}_{rc}/f_y$) in the model were quantitatively established. The predicted magnitudes and distributions of residual stresses for four tested sections in this study by using the proposed residual stress model were compared with the experimental results, and the feasibility of this proposed model was shown to be in good agreement.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권1호
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• pp.67-79
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• 2019

Composite columns made of high strength materials have been used in high-rise construction owing to its excellent structural performance resulting in smaller cross-sectional sizes. However, due to the limited understanding of its structural response, current design codes do not allow the use of high strength materials beyond a certain strength limit. This paper reports additional test data, analytical and numerical studies leading to a new design method to predict the ultimate resistance of composite columns made of high strength steel and high strength concrete. Based on previous study on high strength concrete filled steel tubular members and ongoing work on high strength concrete encased steel columns, this paper provides new findings and presents the feasibility of using high strength steel and high strength concrete for general double symmetric composite columns. A nonlinear finite element model has been developed to capture the composite beam-column behavior. The Eurocode 4 approach of designing composite columns is examined by comparing the test data with results obtained from code's predictions and finite element analysis, from which the validities of the concrete confinement effect and plastic design method are discussed. Eurocode 4 method is found to overestimate the resistance of concrete encased composite columns when ultra-high strength steel is used. Finally, a strain compatibility method is proposed as a modification of existing Eurocode 4 method to give reasonable prediction of the ultimate strength of concrete encased beam-columns with steel strength up to 900 MPa and concrete strength up to 100 MPa.

• Smart Structures and Systems
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• 제6권5_6호
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• pp.749-765
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• 2010

There are on-going efforts to utilize guided waves for structural damage detection. Active sensing devices such as lead zirconate titanate (PZT) have been widely used for guided wave generation and sensing. In addition, there has been increasing interest in adopting wireless sensing to structural health monitoring (SHM) applications. One of major challenges in wireless SHM is to secure power necessary to operate the wireless sensors. However, because active sensing devices demand relatively high electric power compared to conventional passive sensors such as accelerometers and strain gauges, existing battery technologies may not be suitable for long-term operation of the active sensing devices. To tackle this problem, a new wireless power transmission paradigm has been developed in this study. The proposed technique wirelessly transmits power necessary for PZT-based guided wave generation using laser and optoelectronic devices. First, a desired waveform is generated and the intensity of the laser source is modulated accordingly using an electro-optic modulator (EOM). Next, the modulated laser is wirelessly transmitted to a photodiode connected to a PZT. Then, the photodiode converts the transmitted light into an electric signal and excites the PZT to generate guided waves on the structure where the PZT is attached to. Finally, the corresponding response from the sensing PZT is measured. The feasibility of the proposed method for wireless guided wave generation has been experimentally demonstrated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.89-105
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• 2021

본 논문에서는 흙막이 시설물 내진설계의 필요성을 살펴보기 위한 기초 연구로서, 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 가상의 대심도 흙막이 구조물을 대상으로 내진해석을 수행하고, 지진하중이 흙막이 시설물의 동적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 지진하중 작용 시 벽체에 발생하는 모멘트와 지보재의 최대 축력이 지진하중 작용 전 최종 굴착단계와 비교하여 각각 98%, 87%까지 증가하는 것으로 나타나, 동적 토압이 구조물에 미치는 영향이 매우 큰 것으로 분석되었다. 또한 동해석 결과로 얻은 부재력을 이용하여 현행 기준에 따라 설계된 흙막이의 안정성을 재평가하고, 지진하중이 구조물의 설계에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.101-111
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• 2021

다중 하중 과도응답해석은 시간에 따른 작용 하중에 대한 과도응답을 확인하므로 정교한 시스템 모델링 및 조밀한 시간 간격을 가질수록 해당 시스템에 대한 동특성은 정확하게 나타내지만 이에 따른 계산 시간은 크게 증가하게 된다. 크리로프 부공간 기반 모델차 수축소법은 기계 시스템이 가지는 동적 특성과 거의 동일한 결과를 나타내면서 계산 시간을 줄일 수 있기 때문에 효율적인 과도응답해석 방법이다. 본 연구에서는 다중 하중 및 이동 하중을 가지는 수치 예제를 통하여 크리로프 부공간 모델차수축소법 기반 과도응답해석을 수행하고, 이를 통해 초기 시스템 및 축소차수 모델의 정확성 및 효율성을 비교하였다. 또한, 시스템 행렬 추출, 크리로프 부공 간의 기저 벡터로 구성되는 변환행렬 생성 및 축소차수모델 생성 그리고 이를 바탕으로 과도응답해석을 하는 절차를 수립하여 상용 유한요소 프로그램인 ANSYS Workbench ACT를 통해 과도응답해석 과정 자동화를 구현하여 그 효용성과 효율성을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.197-205
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• 2020

주택법(2014년)에 근거하여 철근콘크리트 공동주택의 리모델링 시 수직 및 세대수 증축이 가능하게 되었다. 수직증축 리모델링 가능 여부는 안전진단 기준 및 매뉴얼을 바탕으로 기울기 및 침하, 내하력, 내구성 평가 부문에 대한 평가를 통하여 판정하도록 되어 있다. 그러나 증축형 리모델링 기준 및 매뉴얼 제정 당시, 국내에서는 수직증축 리모델링 안전진단 사례가 전무하여 평가기준 등에 대한 공학적 근거 제시에 한계가 있었으며, 특히 내구성 평가 기준에 대한 합리화 및 관련 기준과의 부합을 위한 개선이 필요한 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 국내외 내구성 관련 기준을 근거로 콘크리트 탄산화, 염분함유량, 균열, 철근부식, 표면노후도의 허용치와 평가기준에 대한 검토·분석을 통하여 수직증축형 리모델링 안전진단 내구성 평가방법의 합리화 방안을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.49-56
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• 2022

본 연구에서는 능동소음제어(ANC, Active Noise Control) 기술을 이용하여 공동주택의 층간소음을 저감시키는 시뮬레이션 기반 연구를 수행하였다. ANC의 층간소음 저감 활용 가능성을 검토하기 위하여 층간소음시험시설에서 가속도계와 소음 수집용 마이크로폰을 설치하여 임팩트볼 낙하에 의한 소음진동을 측정하여 Fx-LMS 알고리즘 기반의 능동소음제어 시뮬레이션을 수행하였다. 이 과정에서 적응제어 수렴계수 등의 최적 시뮬레이션 조건을 도출한 후 가속도계와 스피커 수량을 변수로 하는 수치 시뮬레이션을 통해 소음저감효과를 분석하여 제한된 조건에서 층간소음을 저감시킬 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.11-19
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• 2022

본 연구에서는 기계식 커플러의 이음성능을 향상시키기 위해 다른 접합방식을 가진 두 가지의 새로운 커플러를 개발하였다. 두 가지 방식의 기계식 이음장치에 대하여 응력 해석을 수행하였다. 커플러의 재료특성, 접합방식, 내부 조임쇠의 경사길이를 변수로 최대 인장강도의 영향성을 분석하기 위해 일축인장시험을 수행하였다. 일축인장시험결과를 만족하는 시험체를 대상으로 KS D 0249에 의거하여 정적내력시험 및 반복하중 시험을 수행하였다. 이에 대한 연구결과는 다음과 같다. (1) 커플러의 인장강도와 내부 조임쇠의 경사길이는 최대 인장강도에 영향을 끼친다. (2) 연결 방식에 따라 접합된 철근의 강성, 슬립량, 강성감소율에 영향이 있다. 연구결과는 새롭게 제안된 향상된 기계식 이음장치의 현장 적용에 대한 가능성을 검증하였다.