간행물
복합신소재구조학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
- 발행기관 한국복합신소재구조학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2093-5145 (Print)2288-0232 (Online)
- 수록기간 2010 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 532DDC 624
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Vol. 9 No. 4 (2018년 12월) 13건
1.
2018.12
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앏은 패널 형태의 구조물은 그 형상의 특성상 좌굴이 발생하기 쉽다. 등방성 재료에 대한 좌굴의 해석은 그동안 많은 연구가 이루어졌다. 그러나 복합재의 경우는 좌굴 현상의 거동이 매우 복잡하고 난해하기 때문에 많은 연구가 이루어지지 않았다. 적층복합재의 좌굴거동을 수치적으로 해석하기 위하여 3D 쉘요소를 적용하여 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 3가지 종류의 layup에 대하여 비선형 좌굴 현상을 계산하였고 좌굴거동의 하중-변위 특성 관계를 규명하였다. 적층복합재의 경우 좌굴 거동이 극심한 비선형 현상을 나타내며, 또한 수치적으로 수렴하기 어렵다. 3가지 layup 적층복합재의 좌굴 거동을 해석하기 위하여 arc-length 방법을 사용하였다. 비선형 좌굴 거동의 힘-변위 곡선을 계산 하였고 또한 Tsai-Wu 파괴이론에 의하여 좌굴거동이 발생하면서 복합재의 파괴를 계산하였다.
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2.
2018.12
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황폐된 산지나 계곡에서 폭우 시 토사, 암석 및 임목 등의 유출을 억제하는 투과형 스크린 구조물이 충격을 받아 기능이 마비되고, 복구하기에 많은 시간과 유지관리 비용이 든다. 본 연구는 이러한 피해와 문제를 줄이기 위하여 투과형 스크린 방지 구조재의 안전성을 평가하고 시공재료를 강재와 GFRP 복합재료로 나누어 강재 구조재의 GFRP 구조재로 대체 가능 여부를 평가하고자 한다. 해석적 안전성 평가는 Abaqus 상용프로그램을 이용하여 각 재료에 대한 안전성을 비교, 평가하였고 이를 통하여 GFRP 복합재료의 적용성에 대한 가능여부를 평가하였다. 복합재료 안전성 평가에 있어 Tsai-Hill Failure Criteria를 적용 하였으며 강재에 비하여 충분히 안전하다는 결과를 얻었다. 하지만 본 연구는 수치해석을 통한 결과일 뿐이므로 향후 실험 및 기능성, 경제성에 대한 분석 또한 수행될 필요가 있을 것으로 판단된다.
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3.
2018.12
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본 연구에서는 탄소나노튜브/화이버/폴리머 복합소재 구조에 대한 재료 물성 및 강성 추정을 다룬다. 수정된 Halpin-Tsai 모델을 적용한 멀티 스케일 해석은 탄소나노튜브의 함유량 비율, CNT 두께-길이 비율, 화이버 부피 함유량, 그리고 화이버 보강각도 변화에 따라서 수행되었다. 본 연구에서 제시한 멀티-스케일 접근방법은 기존 모델을 적용하여 얻은 결과와 비교하여 검증하였다. 매개변수 해석을 통하여 CNT의 적절한 함유량은 적층된 CNTFPC 구조의 구조성능의 향상시킬 수 있는 중요한 특성을 규명하였다.
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4.
2018.12
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경량콘크리트와 FRP 보강근을 사용하여 구조체를 만들기 위해서는 경량콘크리트와 FRP 보강근과 사이의 부착특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 앞선 연구에서 보통콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 이형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 크게 나타났으나, 보통콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도는 전경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 정규화된 부착강도보다 작은 값으로 나타났다. 이러한 결과는 보통콘크리트의 부착강도가 전경량콘크리트의 부착강도보다 더 클 것이라는 ACI의 일반적인 예상에 반하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 전경량콘크리트가 아닌 모래경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성을 실험을 통하여 분석하고 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 그 일반적인 경향을 조사하였다. 실험 결과, 모래경량콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우의 정규화된 부착강도 역시 보통콘크리트에 모래분사형 GFRP 보강근을 사용한 경우보다 크게 나왔으며, 추후 경량콘크리트와 모래분사형 GFRP 보강근 사이의 부착특성에 대하여 더 많은 조사가 필요하다고 판단된다.
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5.
2018.12
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현대 섬유 기술의 발전으로 박리에 의한 복합체 파괴 가능성을 줄일 수 있고, 복합체의 전단강도를 향상시킬 수 있는 있는 3차원 직물섬유를 제작할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 3D 직물섬유의 시멘트 기반 복합체 적용 가능성을 살펴보기 위해 3D 직물섬유의 종류, 매트릭스의 종류, 보 부재 높이를 변수로 한 3D 직물섬유 보강 모르타르 보 시험체를 제작하고 휨실험을 수행하였다. 휨실험 결과, 3D 직물섬유 보강 모르타르 부재는 전형적인 직물섬유 보강 콘크리트의 휨거동과 유사한 결과를 나타내었다. 3D 직물섬유 보강을 통해 보 부재의 휨강성 및 휨인성이 향상되었고, 6mm 스페이서를 가진 직물섬유 보강 시험체가 4mm 스페이서를 가진 직물섬유 보강 시험체 보다 더 높은 휨강도 및 휨인성을 보였다. 3D 직물섬유 보강 모르타르의 휨강도 및 휨인성을 보다 향상시키기 위해서는 높은 인장강도와 탄성계수를 가지는 섬유의 적용, 섬유량의 증가, 인장단에 가까운 섬유의 배치가 필요하다.
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6.
2018.12
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북미와 유럽 등지에서 주거용 주택소재로서 폭넓게 사용되고 있는 구조단열패널(SIP)의 구조적 성능을 평가하기 위해 면내전단하중 시험을 수행하였다. 국외의 경우, 구조단열패널의 기준과 관련된 연구들이 다양하게 진행되었다. 하지만, 국내의 경우, 구조단열패널에 대한 기준은 마련되어 있지 않으며, 성능평가와 관련된 연구는 극소수이다. 본 연구에서는 구조단열패널을 내력벽으로 활용하기 위한 구조성능평가 실험을 수행하였으며, 벽체에 개구부 설치 후 면내전단하중을 가력하였다. 실험체의 크기는 2,400×2,400㎜이며, 변수로는 개구부의 크기와 개구부 보강방법이다. 실험체의 수량은 총 8개이다.
개구부가 있는 구조단열패널의 구조 해석을 수행 하였다. 해석 결과는 구조 실험 시험 결과와 비교하였다. 이를 통해 구조단열패널의 구조 거동을 예측할 수 있는 해석 모델을 완성하였다. 개구 크기를 변수로 하여 면내전단하중을 받는 구조단열패널의 거동을 유한 요소 해석을 통해 분석하였다. 연구를 통해 구조단열패널의 최적 개구부 크기를 제안한다.
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7.
2018.12
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본 연구에서는 구조단열패널을 구조 벽체로서 활용하기 위하여 개구부를 설치한 후 편심축하중 실험 및 해석을 수행 하였다. 실험체의 크기는 1200×2400㎜이다. 실험체는 7개로서 개구부의 크기와 개구부 보강방법, 강재를 시용한 구조단열패널 보강을 변수로 하여 진행하였다. 구조단열패널에 대하여 개구부 설치에 따른 구조적 거동을 분석하기 위한 변수해석을 수행하였다. 구조성능 실험 결과와의 비교분석을 통해 해석에 대한 검증을 하였고, 개구부 크기를 변수로 하여 편심축하중을 받는 구조단열패널의 구조적 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 이를 통해 구조단열패널에 적합한 최적의 개구부 형상을 제안 하고자 한다.
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8.
2018.12
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최근에는 다양한 중량의 구조물을 지진으로부터 보호하기 위해 지반으로부터 분리하는 면진장치로써 지반 격리용 받침이 활용된다. 지진의 피해를 저감시키는 설계방법 중에서 면진 설계는 구조물과 지반이 만나는 부분에 면진받침을 사용하는 방식으로 다른 내진/제진 설계 방법과 비교하면 가격대비 효율과 성능이 가장 우수하다. 본 연구에서는 지진 발생 이후 지속적으로 사용 가능한 새로운 개념의 자동복원 면진받침 시스템을 제안하고자 한다. 이러한 면진받침에 대한 성능을 검증하기 위하여 이론 적립 및 설계를 수행하고 실험체를 제작하여 실제 지진 데이터가 적용된 진동대 실험을 수행하였다. 기본특성실험, 면압의존성 실험, 속도의존성 실험, 변위의존성 실험에서 강도하중이 설계 목표치와 유사하였고, 거동 또한 설계값과 유사함을 확인하였고 이를 바탕으로 면진받침의 성능 검증을 분석하였다.
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9.
2018.12
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I형 플레이트 거더는 장경간 구조물, 특히 장경간 교량 및 철도교에 자주 사용되며 리벳 또는 볼트 이음과 같은 방법으로 조립할 수 있고 강판을 용접하여 설계자가 원하는 크기의 거더를 제작할 수 있다. 리벳 또는 볼트를 이용한 연결방식은 시공 중 구조물의 내하력 저하 문제를 피할 수 있고 용접으로 제작된 거더에 비해 유지관리비용이 적다는 장점이 있다. 하지만, 리벳 또는 볼트연결의 경우 하중이 거더에 전달될 때 연결부 주위에 미끄러짐이 발생 할 수 있어 이로 인한 강도감소가 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 유한요소 해석 프로그램을 통해 I형 플레이트 거더의 볼트 이음부의 거동특성을 검토하였다. 또한 수직보강재의 간격이 거더의 강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다.
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10.
2018.12
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본 연구는 간편화된 소성 접선 곡선을 적용하여 노측용 가드레일 시스템의 충격 성능을 평가하기 위한 유한요소 충돌해석을 수행하였다. 충돌해석은 Cowper-Symond 모델을 적용하여 변형률 속도 영향에 대한 결과의 정확성을 향상시켰다. 수치 해석 결과는 소성 접선 곡선을 고려한 향상된 모델의 중요성을 보여준다. 다양한 매개변수에 대한 해석 결과는 서로 다른 모델에 대하여 동적 응답 및 탑승자 안전지수를 중심으로 비교 검증하여 도출하였다.
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11.
2018.12
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우리나라에서는 1995년 부터 시설물의 안전관리에 관한 특별법(이하 시특법)이 시행되어 왔다. 그 이후, 우리나라에서는 크고 작은 사건사고가 있었고, 구조적 안전성 확보를 위해 수차례의 법 개정이 있었다. 한국시설안전공단에서는 건축물 정밀안전점검 및 정밀안전진단 보고서를 시특법에 근거해 평가하며 그 결과를 사례집을 통해 주기적으로 발간하고 있다.
본 연구의 목적은 안전성 검사 및 진단을 위한 기술 및 제도 개선 방안 도출에 있다. 이를 위해 2011 년부터 2015 년까지 시설안전공단에서 발행한 정밀안전점검 및 정밀안전진단 보고서의 평가 사례 데이터를 비교 분석하였다. 비교 분석 결과를 토대로 정밀안전점검 및 정밀안전진단 수행 중 발생하는 문제의 원인을 파악하기 위해 전문가를 대상으로 한 설문 조사를 실시하였다.
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12.
2018.12
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딥러닝을 위한 CNN 기술은 의학, 농업, 항공 및 자동차 산업 전반에 걸쳐 연구, 개발되고 있다. 또한 콘크리트 균열이나 강철 용접 결함과 같은 건설 분야에도 적용할 수 있다. 본 연구에서는 건설분야에 적용하기에 앞서, 이전 연구를 발전시키고 CNN 기법을 사용하여 손으로 쓴 이미지의 분류를 분석하였다. 딥러닝은 일반적으로 학습층의 깊이가 깊을수록 정확도가 높아지지만 분석 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 또한 훈련 옵션에 따라 많은 변화가 발생할 수 있다. 따라서, 많은 파라미터 연구를 수행했고 학습 계층이 더욱더 깊어질 때 분석을 수행하였다.
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13.
2018.12
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본 연구에서는 Cellulose Nano-Crystals (CNCs) 수용액을 이용하여 시멘트 페이스트의 강도 향상에 대한 실험을 수행하고 이 연구결과를 토대로 하여 CNC 혼입에 따른 섬유보강 고인성 시멘트 복합체의 강도 특성에 관한 실험을 진행하였다. 먼저, CNC의 최적 배합비를 결정하기 위한 일환으로, 골재를 포함하지 않은 시멘트 페이스트의 강도 특성을 비교하기 위해 CNC 혼입율에 따라 수용액을 제조하였다. CNC 혼입율은 시멘트 대비 0.1, 0.2, 0.4 vol.%를 주요 변수로 하였고, 이에 따른 휨강도는 0.4 vol.%에서 플레인 시험체와 비교시 최대 8 배까지 강도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구결과와 기존 연구결과를 토대로 하여, 본 연구에서는 0.4, 0.8 및 1.2 vol.%의 CNC 혼입율을 주요변수로 한 강섬유와 아마섬유를 활용한 섬유보강 고인성 시멘트 복합체 시험체를 제작한 후 역학적 강도 특성을 평가하여 섬유보강 고인성 시멘트 복합체의 구조적 성능을 규명하였다.
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