저층 건축물의 횡-비틀림 거동은 고차모드 효과를 증폭시킬 수 있으며, 내진성능평가 시 관련 기준은 고차모드 지배 구조물에 대해 비선형정적해석과 함께 선형동적해석을 추가로 수행하도록 규정하고 있다. 선형동적절차에는 상당한 안전계수가 적용되므로, 이는 과도한 내진보강설계로 이어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 엔지니어들은 내진보강 시 고차모드 효과를 줄이기 위해 시행착오법을 사용해 왔다. 그러나 시행착오법에는 많은 시간과 노력이 소요되며, 결정된 보강안이 최적인지 확인하기 어렵다. 본 연구는 저층 건 축물의 수학적 모델을 수립하고 응답스펙트럼해석을 통해 고차모드 효과에 비틀림이 독립적으로 미치는 영향을 파악하였다. 이를 바탕으로 효율적인 내진보강 설계를 위해 활용될 수 있는 도표와 절차를 제시하였다. 제시된 절차를 통해 최소한의 내진보강으로 횡- 비틀림 거동하는 저층 건축물의 고차모드 효과를 효율적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

With technological and social development, high-rise atypical buildings have emerged. In order to take into account the structural vulnerability due to their high-rise atypical shape, systems such as vibration control system and seismic isolation can be applied. In this study, dynamic behavior characteristics analysis was conducted based on the location of the seismic isolation system installation of the atypical facade shape Tapered and reverse shell structure models. With the installation of Lead Rubber Bearing(LRB), the maximum story drift ratio showed a decrease, but the maximum absolute acceleration showed a phenomenon in which the response was amplified in the middle and low story. LRB1(base isolation system) is the most effective for simultaneous control of the two dynamic responses, but the 46th floor of ‘Nor’ and’ RS’ and the 41st floor of ‘TA’ are considered the most effective installation location of the seismic isolation system in consideration of the burden of the seismic isolation system and the structure stability.

This study analyzed displacement records of Sungnyemun Gate's primary structural members, such as columns, beams, and hip rafters, over approximately ten years from 2013 to 2023. Through this, we attempted to examine the behavior of wooden architectural heritage in detail and infer the factors influencing structural change through the deformation revealed during the displacement accumulation process. As a result of the analysis, it was quantitatively confirmed that the prominent structural members of the Sungnyemun gate, including the columns, beams, and hip rafters, continued to move and that the accumulated displacements from the movement led to the structure's deformation. It was also confirmed that member displacements accumulate in a specific direction. In the case of the Sungnyemun gate, even after the structure was stabilized, the columns were tilting inward toward the building, and the ends of the hip rafters and the centers of the beams were moving downward continuously. Furthermore, the behavior of wooden architectural heritage, in which damage accumulates as it undergoes repeated transformation and recovery according to seasonal changes, was also revealed in detail. The deformation of the Sungnyemun gate members shows a common pattern of relatively large behavior in the summer. However, seasonal deformation did not appear the same in all members. Even the same member has an uneven drying speed due to differences in the amount of sunlight received depending on the location, leading to uneven distribution of deformation. This study, while acknowledging its limitations, is significant in that it attempts to examine the behavior of our wooden architectural heritage in detail and discuss its characteristics and influencing factors based on quantitative results of long-term measurements.

고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 대표적인 열가소성 플라스틱으로서 재활용성, 내충격성 등이 우수하여 차세대 친환경 소형선박용 재료로 각광받고 있다. 그러나, HDPE의 열변형온도는 하절기의 선체 온도와 비슷한 수준이며, 재료의 열팽창 특성으로 인해 선박 구조용 재료로서의 적용 가능성에 대한 기술적 검토가 필요하다. 본 연구에서는 선박이 일상적으로 겪을 수 있는 상온 이상 온도범위에서 HDPE 의 기계적·열적 물성치를 도출하였고, 모의설계한 HDPE 어선을 대상으로 연중 태양복사열과 기관실 내부 온도가 가장 높은 하절기 운용 상황을 모사한 열전달 해석을 통해 구조부재들의 온도변화 및 분포, 응력 및 변위 구배 등을 확인하고자 하였다. 혹서기의 높은 기온과 강한 태양복사에 노출되는 HDPE 선체의 온도는 재료의 열변형온도 수준까지 상승하며 열팽창에 의한 변형 및 국부응력을 보여 설계 및 검토단계에서 선체 변형을 고려할 필요가 있고 향후 선체변형 대응방안 및 구조안전성 평가기준 마련 시 온도상승에 따른 물성치 변화를 고려할 필요가 있다.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 논문에서는 3D 프린팅 공정을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동을 효과적으로 예측하기 위한 AM 공정 연계 구조 해석 기법을 제안하였다. 복합소재 3D 프린터(Mark Two, Markforged)를 활용하여 다양한 노즐 경로를 갖는 인장 시편을 출력하였으며, 출력물에 대한 인장 시험을 진행하였다. 또한, 노즐 경로에 따른 부위별 이방 물성을 도출하기 위해 실험적 데이터를 기반으로 역공학 기법을 적용하였다. 제안된 AM 공정 연계 구조 해석 방안의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와의 비교/분석을 병 행하였으며, 부위별 이방 물성이 반영된 FE 모델을 바탕으로 AM 공정 연계 구조 해석을 수행함으로써 복합소재 3D 프린팅 출력물의 거동 양상을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

라멘 구조는 건설 분야에서 가장 널리 쓰이는 구조 형식이다. 그러나 최대 부모멘트가 발생하는 우각부에서 적절한 세부 검토 가 필요하다. 따라서 적절한 휨강도 및 휨강성을 보유한 연결구조가 필요하며, 이에 적합하지 않을 경우 우각부 볼트 배치를 회피하여야 한다. 이 연구에서는 휨강도, 휨강성 및 시공안전성 등의 구조적 성을 개선하기 위해 특수한 형식의 우각부 볼트 연결 방식을 제안하였 으며, 기존 및 제안한 볼트 연결 방식이 적용된 강재 라멘 구조에 대한 휨강도실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안한 우각부 볼트 연결 방식은 기존 방식에 비해 휨성능이 우수한 것으로 나타났으며, 하부구조 전면에 헌치를 설치할 경우 휨성능이 더욱 증대되는 것으로 나타 났다.

이 논문에서는 교량받침 교체용 통공앵커의 충전조건과 하중조건에 따른 구조적 안전성을 유한요소해석을 통해 확인하였다. 에폭시의 충전여부와 하중조건을 변수로 두어 통공앵커의 구조적 거동을 확인한 결과 에폭시 완충 시 앵커에 정적수평하중이 균등하게 작용하여 통공앵커가 작용하중에 저항하여 구조물의 국부적인 파괴를 방지 가능하였다.

본 연구에서는 철근의 부식 문제를 근본적으로 해결하기 위하여 고속도로 교각 두부보에 GFRP 보강근을 적용하고 구조설계 및 3차원 유한요소해석을 수행하였다. AASHTO LRFD 설계기준에 근거하여 교란영역(D-region)인 두부보를 설계하였으며, 기존 연구결 과를 바탕으로 설계기준보다 완화된 계수를 적용하여 결과를 비교하였다. 또한, 두 가지 설계에 대해 각각 3차원 유한요소해석을 수행 하여 설계 결과를 검증하였다. 본 연구의 결과로부터 완화된 계수 적용을 통해 GFRP 보강 교각 두부보의 경제성 확보가 가능하다는 결과를 얻었으며, 이는 다양한 GFRP 보강 콘크리트 구조물의 실용화에 기여할 수 있을 것이라 기대된다.

본 연구에서는 철근 부식 문제의 근본적인 해결책으로 각광받고 있는 GFRP 보강근을 교각의 두부 보에 적용하기 위해 철근 보강 콘크리트로 설계된 고속도로 교각의 두부보를 철근 대신 GFRP 보강근 으로 대체하여 설계하고 실용화를 위해 필요한 요소를 발굴하였다. 교란영역(D-region)인 두부보 설계 를 위해 8도로교량의 콘크리트 바닥판, 콘크리트 방호울타리 등의 휨 지배 구조물9의 설계로 적용범위 를 한정하고 있는 국내 설계기준 대신 8AASHTO LRFD Bridge Design Guide Specifications for GFRP-Reinforced Concrete 2nd Edition9을 적용하여 설계하였다. 이를 통해 철근 대비 지나치게 보 수적인 설계 요소 및 GFRP 재료가 철근 대체재로 활용되기 위해서 보완되어야 할 점을 제시함으로써 향후 GFRP 보강근 적용 부재의 확대 및 실용화에 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

실물 크기로 제작된 L형 프리캐스트 옹벽의 저판부에 대한 휨 실험을 수행하여, 프리캐스트 부분과 현장타설 부분의 연결방법에 따른 구조적 거동을 분석하였다. 연결방법은 기존의 일반적인 철근 겹이 음 방식과 최근 새롭게 개발된 비접촉식 커플러 방식 두 가지를 적용하였다. 실험체 셋팅을 위하여 현 장타설부를 갖는 프리캐스트 L형 옹벽을 제작하여 벽체를 반력벽에 고정하고, 벽체 하단에 힌지 지점 을 설치하였다. 또한 L형 옹벽 저판부의 현장타설부 중간 지점에 하중을 재하하여 고정단 조건으로 인한 전단 및 휨이 연결부에 작용하도록 하였다. 실험결과를 보면 비접촉식 커플러를 적용한 옹벽 저 판부에서 좀더 높은 강성을 보이는 것을 확인하였으며, 최대 강도에는 차이가 없었다. 비접촉식 커플 러는 철근의 부착력에 의해 구조적 성능을 확보하는데 이를 위하여 확대마디, 연결 철근, 스파이럴바 등이 사용된다. 이러한 구성품들로 인하여 비접촉식 커플러 적용 구간에 철근 단면적 향상 효과가 나 타나 높은 강성을 갖게 된 것으로 판단 된다. 비접촉식 커플러는 기존 겹이음에 비해 이음길이를 50% 수준으로 감소할 수 있어 대형 프리캐스트 구조물의 제작에 활용되는데 이번 실험을 통하여 충분한 구조 성능을 가지고 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 탄소나노튜브(CNT) 패치 센서를 기반으로 하여 구조물의 이상 거동을 감지하고 대 응할 수 있도록 하는 첨단 스마트 모니터링 시스템을 제안한다. 복합소재로 제작되는 CNT 센서는 유 연한 특성을 갖게 되어 다양한 형태의 구조물 표면에 적용할 수 있으며, 이를 통해 충격이나 피로 등 에 의해 발생되는 균열과 같은 비정상적인 거동을 감지할 수 있다. CNT 센서를 통해 수집한 데이터 는 IoT 시스템을 통해 실시간으로 분석되어 구조물의 거동 상태를 확인하고 건전성을 모니터링 할 수 있게 한다. 이 시스템의 성능 검증 및 사용성 검토를 위해 미국 소재 교량에서 실증 테스트를 하였으 며, 테스트 결과 CNT 센서를 이용한 구조물 거동 감지 시스템을 통해 구조물의 이상 거동을 효과적 으로 감지하고 모니터링하여 구조물에서 발생 될 수 있는 잠재적 문제를 사전에 예방할 수 있음을 확 인하였다. 이와 같은 기술은 추후 다양한 분야에서 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

구조물 보수 부위의 손상, 재 박리 등의 2차 피해가 이어지며, 보수 부위의 새로운 거동 평가 기법 에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 현재 구조물 보수 부위의 거동을 알기 위해서 주로 인력 중 심의 구조물 외관 검사를 진행하고 있으나, 단편적인 검사 결과를 얻게 되어 지속적이고 세밀한 점검 이 어려운 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 탄소나노튜브 기반 폴리머 콘크리트를 활용해 압축과 같 은 외부 응력에 대한 탄소나노튜브 함량별 전기적 변화를 분석하였으며, 균열이 발생한 콘크리트 구조 물을 보수 후 응력을 가해 거동에 따른 전기적 변화를 평가하였다. 압축 시험 결과, 응력에 따른 탄소 나노튜브 기반 폴리머 콘크리트의 전기 저항이 감소하며, 탄소나노튜브 함량이 낮을수록 응력에 대한 저항 감소 폭이 넓게 나타나며 민감도가 증가하였다. 균열 보수 시험 결과, 보수 부위에 응력이 가해 졌을 때 전기 저항이 감소해 앞서 진행된 실험 결과와 동일한 경향을 보였으며, 또한 응력이 가해지지 않을 때 초기 저항으로 회복하는 경향을 보여 구조물 보수 부위 거동에 대한 평가가 가능한 것으로 검 증되었다. 이를 통해, 탄소나노튜브 기반 폴리머 콘크리트는 구조물에 적용이 가능하며, 구조물 보수 후에도 가해지는 응력에 대한 지속적인 감지가 가능해 보수 부위 거동 평가가 가능할 것으로 판단된다.

For important structures such as nuclear power plants, In-Structure Response Spectrum (ISRS) analysis is essential because it evaluates the safety of equipment and components installed in the structure. Because most structures are asymmetric, the response can be affected by eccentricity. In the case of seismically isolated structures, this effect can be greater due to the difference between the center of mass of the structure and the center of rigidity of the isolator layer. Therefore, eccentricity effects must be considered when designing or evaluating the ISRS of seismically isolated structures. This study investigated the change of the ISRS of an isolated structure by assuming accidental eccentricity. The variables that affect the ISRS of the isolated structure were analyzed to see what additional impact they had due to eccentricity. The ISRS of the seismically isolated structure with eccentricity was amplified more than when there was non-eccentricity, and it was boosted more significantly in specific period ranges depending on the isolator’s initial stiffness and seismic intensity. Finally, whether the displacement requirement of isolators can be applied to the variation of the ISRS due to eccentricity in the design code was also examined.

The design of buried underground flexible pipes proposed in domestic standards does not properly reflect changes in ground characteristics. Overseas standards suggest that pipe deflection must be considered while designing them. Therefore, in this study, the structural behavior of underground polyvinyl chloride pipes was investigated through experiments and the finite element analysis. In addition, when the pipe deflection occurred at 3% and 5%, the hydraulic characteristics of the polyvinyl chloride pipe showed a slight difference compared to the round pipe.

Recently, Free-Form and Irregular Shape high-rise buildings are constructed by IT technology development. Tilted shaped high-rise building which is one of Irregular shape high-rise buildings can cause lateral displacement by gravity load and lateral load due to tilted elevation shape. Therefore, it is necessary to review the behavior and structural aspects of the Tilted shape high-rise building by gravity load. In this paper, the dynamic characteristics of a tilted structure with a dual-core were analyzed with the core location as a design variable, and response behavior, vulnerable members, and vulnerable layers to earthquake loads were analyzed. As a result of the analysis, as the location of the core moved in an tilted direction, the eccentric distance and eccentric load decreased, reducing the axial force of the vertical members. However, the location of the core had little effect on the response.