Reinforced concrete (RC) piloti buildings are vulnerable in the event of earthquake because the stiffness in the 1st story columns is weak to compare with the members in upper stories. In this study, seismic performances of RC piloti structures were evaluated considering with different types of floor plane layouts according to core eccentricity. With four types of floor plane layouts, five stories plioti structures were evaluated by two approaches, a nonlinear pushover analysis and a nonlinear time-history analysis. In order to improve seismic performances by satisfying the collapse prevention (CP) level, two ductile reinforcing methods by carbon fiber sheets and steel jackets were applied. Due to eccentricities in stiffness and mass with directions of plane and vertical stories, piloti structures were greatly influenced by higher order modes, so the seismic performances by the time-history analysis were significantly different from by the static pushover analysis.

지표면의 불투수층 증가는 빗물의 토양침투를 감소시키고 우수 침투를 제한하여 표면 유출에 의한 피해를 야기하였으며, 홍수 도달시간이 단축됨에 따라 첨두 유출량이 증가하므로 배수 시스템의 용량 부족 및 침수 피해를 초래하였다. 이에, 환 경부에서는 생태면적률 제도를 도입하여 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기술 도입의 활성화를 도모하고 있 으며, 이 중 투수블록포장이 약 40%를 차지하고 있다. 그러나, 주로 표층 콘크리트 블록의 품질기준 마련 및 성능 개선 연 구가 수행되었으며, 하부구조의 우수 침투 능력을 평가한 연구는 미흡한 실정이다. 특히, 투수성능이 증가할수록 구조적 지 지력이 감소하므로 내구성을 만족하는 범위에서 투수계수를 충족하는 입도분포를 실험적 연구를 통해 제시할 필요가 있다. 따라서, 시험체 내 수두를 일정하게 유지시켜 일정 시간동안 유입되는 하부 유출량을 측정하였으며, 같은 입도분포일 때 잔 골재 함량이 증가할수록 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다. 이처럼 골재 입도분포 특성에 의해 물이 하부로 침투되는 유출량이 상이하므로 정량적인 평가를 통해 투수계수를 만족하는 적정 입도 기준의 제시가 가능할 것으로 판단된다.

This study analyzes the aerodynamic and structural characteristics of an H-Darrieus vertical-axis wind turbine (VAWT) under varying inlet velocities using transient analysis. The k-ε turbulence model and six-DOF were applied to simulate urban environments in the flow analysis, while the structural analysis considered blade momentum of inertia and RPM conditions. The numerical results showed that the drag and lift forces increased by 60% and 53% respectively from the nominal wind speed to the cut-off wind speed conditions. Structural analysis indicated that the maximum Von-Mises stress in the blade did not exceed the yield strength of 69 MPa of PC-ABS, ensuring structural stability. However, the connecting rod exceeded the yield strength of SPCC 270 MPa, suggesting potential failure due to repeated rotational loads. This study confirms that materials with a yield strength of more than 1,100 MPa required for connecting rods to ensure reliable operation at high wind speed. These findings provide important insights for the design of robust VAWTs suitable for extreme environments.

윙세일(Wing-Sail)은 친환경 풍력 보조 추진 장치 중 하나로써 해운 분야의 온실가스 감축을 위해 실선에 적용이 증가하는 추세이다. 윙세일을 실제 선박에 적용하기 위해서는 정확한 보조 추진력의 산정과 공역학적 성능에 관한 연구가 필수적이다. 본 논문 에서는 중형 선박의 상부 구조 형상을 고려한 윙세일의 성능 평가를 수행하였다. 상부 구조 형상에는 선박의 갑판 및 거주구를 포함하 고 있으며, 윙세일의 공역학적 성능 평가를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)을 사용하였다. 윙세일의 공역학적 성 능은 선박의 상부 구조 형상을 고려하지 않은 단독 윙세일의 성능과 비교하였으며, 윙세일의 받음각(Angle Of Attack, AOA)과 풍향 (Apparent Wind Angle, AWA)의 변화를 고려하였다. 또한 본 논문에서는 윙세일의 항력 및 양력을 선박의 보조 추진력으로 변환하여 성 능 평가를 수행하였으며, 이때 최소 31%에서 최대 72%까지 추력이 감소함을 확인하였다. 본 연구를 통해서 윙세일의 추력 산정에 선 박의 갑판 및 거주구의 영향을 필수적으로 고려해야 할 것으로 판단되며, 윙세일의 적용을 위한 설계 및 엔지니어링에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

The purpose of this study is to experimentally analyze the seismic performance of a vertical irregular beam-column specimen reinforced with RBS (Replaceable Steel Brace System), a steel brace system. To evaluate the seismic performance of RBS, three specimens were manufactured and subjected to cycle loading tests. The stiffness ratio of beam-upper column of the non-retrofitted specimen was 1.2, and those of the two retrofitted specimens were 1.2 and 0.84. The stiffness ratio of the beam-lower column of all specimens was 0.36. And the stiffness ratio were used for variable. As a result of the experiment, the specimen retrofitted with RBS showed improved maximum load, effective stiffness and energy dissipation capacity compared to the non-retrofitted specimen with the same beam-upper column stiffness ratio. The specimen with 0.84 beam-upper column stiffness ratio showed improved performance compared to the specimen with 1.2 stiffness ratio.

본 연구에서는 박스 구조물의 부재력 예측을 위한 다양한 딥러닝 모델의 정확성을 비교하고자 하였다. 이를 위해 상용 유한 요소 프로그램인 MIDAS를 이용하여 300개의 유한요소모델을 작성하고, 수치해석을 수행하여 딥러닝 모델에 적용하기 위한 학습데이 터를 생성하였다. 또한, 딥러닝 모델의 정확성을 비교하기 위해 MLP, CNN, RNN 및 LSTM과 같은 다양한 신경망 모델과 Adam, SGD, RMSprop 및 Adamax 등 최적화 알고리즘을 교차 적용하여 16개의 딥러닝 모델을 생성하였다. 그 결과 Adam 최적화 알고리즘 이 모든 모델에서 가장 우수한 성능을 보여주었으며, 특히 MLP 모델에서 가장 높은 R2 값을 나타내었다. 이를 통해, 박스 구조물의 부재력 예측을 위한 최적의 딥러닝 모델 구성은 Adam optimizer와 MLP 구조임을 확인하였다.

This research introduces a novel probabilistic approach to consider the effects of uncertainty parameters during the design and construction process, providing a fresh perspective on the evaluation of the structural performance of reinforced concrete structures. The study, which categorized various random design and construction process variables into three groups, selected a two-story reinforced concrete frame as a prototype and evaluated it using a nonlinear analytical model. The effects of the uncertainty propagations to seismic responses of the prototype RC frame were probabilistically evaluated using non-linear dynamic analyses based on the Monte-Carlo simulation sampling with the Latin hypercube method. The derivation of seismic fragility curves of the RC frame from the probabilistic distributions as the results of uncertainty-propagation and the verification of whether the RC frame can meet the seismic performance objective from a probabilistic point of view represent a novel and significant contribution to the field of structural engineering.

Dynamic responses of nuclear power plant structure subjected to earthquake loads should be carefully investigated for safety. Because nuclear power plant structure are usually constructed by material of reinforced concrete, the aging deterioration of R.C. have no small effect on structural behavior of nuclear power plant structure. Therefore, aging deterioration of R.C. nuclear power plant structure should be considered for exact prediction of seismic responses of the structure. In this study, a machine learning model for seismic response prediction of nuclear power plant structure was developed by considering aging deterioration. The OPR-1000 was selected as an example structure for numerical simulation. The OPR-1000 was originally designated as the Korean Standard Nuclear Power Plant (KSNP), and was re-designated as the OPR-1000 in 2005 for foreign sales. 500 artificial ground motions were generated based on site characteristics of Korea. Elastic modulus, damping ratio, poisson’s ratio and density were selected to consider material property variation due to aging deterioration. Six machine learning algorithms such as, Decision Tree (DT), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbor (KNN), Artificial Neural Networks (ANN), eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), were used t o construct seispic response prediction model. 13 intensity measures and 4 material properties were used input parameters of the training database. Performance evaluation was performed using metrics like root mean square error, mean square error, mean absolute error, and coefficient of determination. The optimization of hyperparameters was achieved through k-fold cross-validation and grid search techniques. The analysis results show that neural networks present good prediction performance considering aging deterioration.

본 연구에서는 센싱 기반 모니터링 스마트 파이프 개발 연구의 일환으로 화학적 전처리된 코팅 강관에 대한 유한요소해석을 실시 하였다. 개발된 코팅 강관은 내･외면 개질 폴리에틸렌으로 화학적 코팅 전처리 과정을 수행하였으며, 확관 시 표면 코팅 손상을 최소 화하기 위한 연결 부속을 사용한 코팅 강관의 해석을 수행하였다. 다양한 하중에 대한 구조성능 평가를 위해 토압 하중에 의한 정적 구 조해석, 차량 하중에 의한 피로수명 평가, 인장 및 압축 하중에 의한 누수 저항성의 4가지 하중 조건을 설정 및 조사하였다. 해석 결과, 기존 에폭시 코팅 및 조인트 사용 강관 대비 개발 강관에서 개선된 피로 수명이 산출되었으며, 동일 직경의 조건에서 평균 56.1%의 최 대 변위 감소와 61.2% 최대 응력이 감소함을 통해 개발 코팅 강관과 연결 부속의 안전성을 검증하였다. 이에 더하여 응력 분포 분석을 통해 체결부의 누수 저항성 역시 강관 중앙면 대비 우수함을 확인하였다.

본 논문에서는 조선 후기의 대표적인 전통목구조인 수원 화령전 운한각의 구조성능을 평가하였다. 운한각의 가구구성 방식에 맞추 어 3차원 구조해석 소프트웨어인 midas Gen으로 해석모델을 정교하게 구축하였다. 정적해석으로 주요 구조부재의 안전성과 사용성 을 평가하였고, 고유치해석으로 동적거동특성을 평가하였다. 대부분의 부재가 안전성 및 사용성 기준을 여유 있게 만족하고 있으나, 외목도리에서 휨응력비가 기준을 20.7% 초과하고 있어 이 부재에 대해서는 장기적인 모니터링이 필요하다고 사료된다. 운한각의 고 유주기는 1.079초로 비슷한 규모의 전통목구조보다 약간 긴 편이며, 특히 후면 화방벽의 영향으로 2차모드에서 비틀림이 발생한 것으 로 분석된다.

In this study, the SBC system, a new mechanical joint method, was developed to improve the constructability of precast concrete (PC) beam-column connections. The reliability of the finite element analysis model was verified through the comparison of experimental results and FEM analysis results. Recently, the intermediate moment frame, a seismic force resistance system, has served as a ramen structure that resists seismic force through beams and columns and has few load-bearing walls, so it is increasingly being applied to PC warehouses and PC factories with high loads and long spans. However, looking at the existing PC beam-column anchorage details, the wire, strand, and lower main bar are overlapped with the anchorage rebar at the end, so they do not satisfy the joint and anchorage requirements for reinforcing bars (KDS 41 17 00 9.3). Therefore, a mechanical joint method (SBC) was developed to meet the relevant standards and improve constructability. Tensile and bending experiments were conducted to examine structural performance, and a finite element analysis model was created. The load-displacement curve and failure pattern confirmed that both the experimental and analysis results were similar, and it was verified that a reliable finite element analysis model was built. In addition, bending tests showed that the larger the thickness of the bolt joint surface of the SBC, the better its structural performance. It was also determined that the system could improve energy dissipation ability and ductility through buckling and yielding occurring in the SBC.

본 연구에서는 강합성라멘교의 벽체 배면 철근 커플러 적용 여부에 따른 두 실험체를 제작하여 하 중가력 실험을 수행하였다. 그 결과 공법에 적용된 주요 기술에 대한 구조적 안전성 및 적정성을 확인 하였으며, 실험체는 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있음이 확인되었다. 또한, 경간장 17.3m, 교폭 3.0m, 높이 3.25m의 실험체에 대한 정적성능실험 및 동특성 측정 실험을 수행하였으며, 그 결과 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다.

본 연구는 철도교 노후화에 따른 열차운행 중 신속 교체 및 재난·재해에 대한 급속 시공을 통하여 공기단축 및 시공성 확보로 국민의 사회적·경제적 피해를 최소화하고자 한다. 철도교 개량 등에서 필 수적인 8철도하로교 시공고도화 및 성능향상9을 위하여 신속 교체와 성능향상이 가능한 강합성 철도하 로교 설계·제작·시공 기술을 개발하고자 한다. 또한, 개발하고자 하는 강합성 하로교의 경우 철도교뿐 만 아니라 도로교에서 적용하고자 하며, 철도교는 상부구조가 단경간 형식으로 이루어지고 있어 철도 교 사용성 검토에 큰 문제가 없으나 도로교의 경우 바닥판 연속화를 고려 중에 있어, 이에 대한 온도 및 부모멘트 등 여러 문제점을 검토하였다. 상로교의 경우 다수의 거더에 의해 바닥판이 지지되므로 PS의 중요성이 부각될 수 없지만, 하로교의 바닥판은 양단 거더에 의한 고정지지이므로 RC구조 적용 이 어려워, 강합성 또는 PSC 공법을 일반적으로 적용한다. 기존 강합성 구조는 비용, 공기 측면에서 지양하고 PSC 구조의 가로보 및 바닥판과 강재 거더를 합성한 하로교를 개발하고자 한다.

탄소섬유 강화 플라스틱 (Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)은 고함량의 탄소섬유 (Carbon fiber, CF)와 고분자로 이루어진 복합재료로서, 뛰어난 기계적 성능으로 항공우주, 자동차, 토목 등 다 양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용량 증가에 따른 폐기물의 환경문제와 추출한 재활용 탄소섬유 (Recycled carbon fiber, rCF)의 적용 가능 분야의 한계로 인해 재활용이 제한적인 실정이 다. 본 연구에서는 rCF와 CF 혼입 시멘트계 전자파 복합재를 제작하여 그 성능을 비교 분석하기 위 한 실험을 수행하였다. 구성재료는 시멘트, 잔골재, 고성능 감수제를 사용하였으며, 비교 분석을 위해 CF와 rCF를 각각 6 mm, 12 mm 길이를 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 wt.% 함량으로 사용하였다. 전자파 복합 재의 흡수 성능 향상을 위해 각각 다른 함량의 다층 구조를 형성하였으며, 전자파 투과를 낮은 함량에 서 높은 함량 방향이 되도록 측정을 진행하였다. 전자파 차폐성능은 재령 28일 이후 네트워크 분석기 를 사용하여 자유 공간에서 측정하였으며, C-band (4~8 GHz)와 X-band (8~12 GHz) 주파수 영역 에서의 반사율과 투과율을 각각 측정하였다.