본 실험에서는 Ti를 기반으로 한 평판 수소 분리막을 설계하여 제조하였다. 새로운 조성의 Ti를 베이스로 한 수소 분 리막을 찾기 위하여 여러 합금들의 물리화학적 특성과 수소투과도 사이의 상관관계에 대해 조사하였다. 이를 바탕으로 신조성의 합금막 2종(Ti14.2Zr66.4Ni12.6Cu6.8 (70 μm), Ti17.3Zr62.7Ni20 (80 μm))을 설계 및 제조하였다. 제조된 평판 수소 분리막은 300~500°C, 1~4 bar의 조건에서 혼합 가스(H2, N2), sweep 가스(Ar)를 이용하여 수소 투과 실험을 진행하였다. Ti14.2Zr66.4Ni12.6Cu6.8 합금 막은 500°C, 4bar에서 최대 16.35 mL/cm2min의 flux를 가지며, Ti17.3Zr62.7Ni20 합금막은 450°C, 4 bar에서 최대 10.28 mL/ cm2min의 flux를 가진다.

본 연구에서는 공기역학적 형상변화의 풍하중 저감 측면에서의 효율성을 평가하기 위해 평면의 모서리 부분이 개선된 고층 건물에 대해 사례연구 기반의 비탄성 내풍설계를 수행하였다. 비선형 시간이력해석을 통해 다양한 설계풍속 및 항복 후 강성에 대한 구조물의 응답을 산정하였으며, 최근 국내 설계기준(KDS 41)에 도입된 성능기반내풍설계 개념을 토대로 구조물의 성능을 평가하였다. 해석 결과 공기역학적 형상변화를 갖는 구조물의 경우나 성능기반내풍설계를 적용했을 경우(또는 모두에 해당할 경우) 공진성분을 줄 여 구조물의 응답이 크게 감소함을 확인하였다.

The ductility of the system based on the capacity of each structural member constituting the seismic force-resisting system is a significant factor determining the structure’s seismic performance. This study aims to provide a procedure to supplement the current seismic design criteria to secure the system’s ductility and improve the seismic performance of the steel ordinary moment frames. For the study, a nonlinear analysis was performed on the 9- and 15-story model buildings, and the formation of collapse mechanisms and damage distribution for dynamic loads were analyzed. As a result of analyzing the nonlinear response and damage distribution of the steel ordinary moment frame, local collapse due to the concentration of structural damage was observed in the case where the influence of the higher mode was dominant. In this study, a procedure to improve the seismic performance and avoid inferior dynamic response was proposed by limiting the strength ratio of the column. The proposed procedure effectively improved the seismic performance of steel ordinary moment frames by reducing the probability of local collapse.

이 연구에서는 철근콘크리트 고층건물의 사례연구를 통해 성능기반 내풍설계를 수행하였고 그 적용성을 평가하였다. 초기 설계 시 비탄성 거동 도입을 위해 공진성분을 절반으로 줄여 설계하고, 이에 대한 비탄성 성능을 검증하였다. 비탄성 해석을 위한 해석 모델링 방법을 제시하고, 잦은 설계 변경에서도 적용할 수 있도록 시간이력 풍하중은 설계기준에서 제시하는 파워스펙트럼밀도 함수로부터 재생하였다. 이 때 비선형 해석을 위한 시간이력 하중 재생 시 고려해야 할 사항들을 함께 제시하였다. 해석 결과 공진성분을 줄여 설계했음에도 비탄성 거동은 수평부재에서만 발생하였고, 소성회전각은 즉시거주 성능 수준을 충족하였다.

최근 고층건물 설계 시 내진설계와 내풍설계의 부조화 문제를 해결하기 위해 성능기반 내풍설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 개정 예정인 국내 설계기준(KDS 41)을 기반으로 성능기반 내풍설계를 위한 풍하중 재해도와 비탄성 거동을 허용하는 성능목표를 제시하였다. 비탄성 내풍설계를 위한 반응수정계수 R WR 산정 시 여러 제한 사항들을 고려하여 그 범위를 제안하였으며, 비선형 풍하중 시간이력해석 시 고려해야 할 사항들을 고찰하였다.

위험유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)은 해상운송 과정에서 다양한 사고에 노출되어 있어 많은 양이 바다에 유출 될 우려가 있다. HNS 유출에 따른 해양환경의 손상은 유류 유출에 의한 손상보다도 훨씬 큰 것으로 알려져 있다. 특히 해저로 침강하여 침적되는 HNS는 해저생태계에 돌이키기 어려운 피해를 주게 되므로, 반드시 회수되어야 한다. 해저로부터 HNS를 회수하기 위해서는 해저침적 HNS에 대한 정확한 탐지, 안정화 처리 및 회수를 위한 절차와 장비가 필요하다. 그 중에서도 기계적 회수장치를 개발하기 위해서는 성능지표를 이용하여 성능요건을 선정하고, 이를 토대로 기계적 회수장치에 대한 개념설계가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 해저침적 HNS의 회수 절차에서 요구되는 기계적 회수장치에 대한 개념설계안을 제시하였다. 개념설계안으로 해저침적 HNS를 회수하기 위한 기본 시나리오를 제시하고, 자체적 밀폐 성능을 가지는 흡인 기초를 활용하는 방안을 채택하였다. 기계적 회수장치는 흡인 기초, 오 염 방지, 펌프 시스템, 제어 시스템, 모니터링 장비, 위치정보 장비, 이송 장비, 탱크로 구성된다. 이러한 개념설계안은 기계적 회수장치의 부품 및 형상을 결정하는 기본설계에 반영되어 활용될 것으로 기대된다.

In a previous paper, ambient vibration tests were conducted on a cable stayed bridge with resilient-friction base isolation systems (R-FBI) to extract the dynamic characteristics of the bridge and compare the results with a seismic analysis model. In this paper, a nonlinear seismic analysis model was established for analysis of the bridge to compare the difference in seismic responses between nonlinear time history analysis and multi-mode spectral analysis methods in the seismic design phase of cable supported bridges. Through these studies, it was confirmed that the seismic design procedures of the “Korean Highway Bridge Design Code (Limit State Design) for Cable Supported Bridges” is not suitable for cable supported bridges installed with R-FBI. Therefore, to reflect the actual dynamic characteristics of the R-FBI installed on cable-supported bridges, an improved seismic design procedure is proposed that applies the seismic analysis method differently depending on the seismic isolation effect of the R-FBI for each seismic performance level.

In this study, a field bridge test was conducted to find the dynamic properties of cable supported bridges with resilient-friction base isolation systems (R-FBI). Various ambient vibration tests were performed to estimate dynamic properties of a test bridge using trucks in a non-transportation state before opening of the bridge and by ordinary traffic loadings about one year later after opening of the bridge. The dynamic properties found from the results of the tests were compared with an analysis model. From the result of the ambient vibration tests of the cable supported bridge with R-FBI, it was confirmed that the dynamic properties were sensitive to the stiffness of the R-FBI in the bridge, and the seismic analysis model of the test bridge using the effective stiffness of the R-FBI was insufficient for reflecting the dynamic behavior of the bridge. In the case of cable supported bridges, the seismic design must follow the “Korean Highway Bridge Design Code (Limit State Design) for Cable supported bridges.” Therefore, in order to reflect the actual behavior characteristics of the R-FBI installed on cable-supported bridges, an improved seismic design procedure should be proposed.

One of engineered woods, glued laminated timber (GLT), can provide a constant level of performance and desired strength even if the quality of wood is low. Due to this fact, there is a growing interest in GLT using domestic species and related research has been carried out continuously. In addition, GLT is popularly being applied to the long-span or high-rise structures overseas. However, KBC 2016 does not allow the engineered woods to be used for middle and high-rise buildings by limiting height. Therefore, a proper design procedure and rationale should be clearly presented by the help of performance-based seismic design. With this background, the goal of this study is to establish a specific procedure for design of a 9-story building with RC shear walls and GLT frames according to the performance-based design of KBC 2016. The performance objectives were set according to KBC and the acceptance criteria for each goal were defined. The RC shear walls and GLT frames were designed by concrete and wood structure requirements, respectively. Analytical models were developed to reflect their nonlinear features, and both nonlinear static and dynamic analyses were conducted. Performance evaluation results showed that the shear walls have insufficient shear strength, so they were re-designed. Consequently, it has been confirmed that GLT frames can be applied to a 9-story office building with the assistance of RC shear walls and performance-based seismic design.

In this study, performance based seismic design was performed on the shear wall structural system and the beam-column system as a variable general rebar and seismic rebar, and comparing the capacity of the two models of each system. From nonlinear analyses, the capacity of the shear wall structural system applying seismic rebar has shown a stable behavior after the maximum strength, but there is little difference. Furthermore, both models showed similar capacity between story drift and story shear force and capacity of members. These results are attributed to the fact that the seismic rebar, which is highly ductile under the seismic load applied to the target structure, does not render sufficient capacity.

지난 수십 년간 공공시설 및 사유지 적용을 위한 롤러전압콘크리트포장의 사용실적은 꾸준히 증가 하고 있는 추세이다. 롤러전압콘크리트포장은 아스팔트포장의 시공특성과 전통적 콘크리트포장의 재 료적 특성을 동시에 나타낸다. 또한 작업성(workability)과 다짐성(compactibility)은 롤러전압콘크 리트포장의 우수한 배합설계를 결정하기 위한 주요요소로써, 강도가 충분히 확보된 콘크리트라 할지 라도 적정 반죽질기 또는 작업성이 확보되지 않으면 시공이 용이하지 않을 수 있다. 일반적으로 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트의 배합설계 시 흙다짐 방법 및 반죽질기 방법을 사 용하고 있으나, 흙다짐 방법의 경우 작업성을 고려하지 못하며 반죽질기 방법은 작업성만을 고려하고 있다. 이에 본 연구에서는 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트에 대하여 실내실험 변수와 현장 공용성을 모두 만족시키는 배합설계방법의 개선방안을 제안하였다. 이를 위하여 실내실험 변수를 현장 공용성 으로 연계하여 적정 공용성을 확보할 수 있는 최적 롤러전압콘크리트 배합을 도출하였으며, 롤러전압 콘크리트의 주요 물성인 반죽질기, 강도 및 내구성과 배합비 간의 상관관계를 규명하기 위하여 다양 한 실내실험을 진행하였다. 또한 실제 현장 조건에서 이와 같은 물성들을 연계시키기 위하여 속초인 근 고속도로 부체도로에 총 5개 구간의 롤러전압콘크리트포장을 시공하여 품질관리 변수인 반죽질기 에 근거하는 하중지지력과 표면 물성에 대하여 조사하였다. 이와 같은 물성들의 새로운 이해는 포장 적용을 위한 롤러전압콘크리트의 배합설계절차 개선으로 이어진다.

본 연구에서는 페이즈필드 설계법에 기반한 형상최적설계를 통해 개선된 패치안테나 금속 패치 부분의 형상 설계를 진행 하였다. 설계 목적은 패치 안테나의 목적 주파수에서의 방사 효율을 최대화 하는 것으로 설정하였고, 이에 따라 목적 함수는 반사손실을 나타내는 S-파라미터 값의 최소화로 정의하였다. 패치형상의 최적화 결과는 페이즈필드 설계법을 이용하여 도 출하였고, 최적화 결과의 회색영역을 제거하기 위해서 컷오프 방법을 적용하였다. 더불어 쿼터 정합기의 길이 변화를 통해 성능 개선 과정을 진행하였다. 이를 통해 도출해낸 최종 형상에 대한 해석 결과, 목표 주파수에서의 S-파라미터 값이 -1.14dB에서 -12.73dB로 개선됨을 확인하였다.

The objective of this study is to apply performance-based seismic design to high-rise apartment buildings in Korean considering collapse prevention level. The possible issues during its application were studied and the suggestions were made based on the findings from the performance-based seismic design of a building with typical residential multi-unit layout. The lateral-force-resisting system of the building is ordinary shear walls system with a code exception of height limit. In order to allow the exception, the serviceability and the stability of the ordinary shear wall structure need to be evaluated to confirm that it has the equivalent performance as the one designed under the Korean Building Code 2009. The structure was evaluated whether it satisfied its performance objectives to withstand Service Level and Maximum Considered Earthquake.

This study describes the seismic performance evaluation of bridge structures located in Daegu. Structure design criteria focuses on the collapse or brittle fracture of the bridges when the earthquake situation is given. Thus, this study describes the seismic safety evaluation based on the design of a spectrum of ASCE-7 KBC2009 of the United States, South Korea architectural structure was based on using 3D linear elastic finite element model using the ABAQUS platform bridges. If the target structure was found to be vulnerable to tensile stress than compressive stress appeared to be a case of displacement Z-axis displacement is dominant.

미국의 인적자원의 이동, 물류의 이동에서 도로가 차지하는 역할은 압도적이다. 이중에서 대부분의 도 로가 아스팔트로 시공되어 왔으면, 콘크리트의 포장의 경우에도, 아스팔트 콘크리트로 덧씌우기 포장을 하여 그 수명을 연장하고 있다. 미국 내에서 아스팔트 포장의 시공품질 평가를 위해서 여러 가지 방법이 연구 ․ 적용되어 왔다. 워런티 (Warranty), 레시피 타입의 설계시공법, 성능설계 등의 시도가 있어왔다. 이중 현재 적용되는 방법은 시 공후 아스팔트 콘크리트의 다짐도, 즉 공극률의 기준을 적용한다. 여기에는 공극률이 아스팔트 포장의 공 용성과 관련이 있다는 가정에서 출발한다. 그러나, 공극률뿐만이 아니라 다양한 인자가 아스팔트 포장의 공용성에 영향을 미친다. 이에 포장의 공용성 성능에 근거하여 다짐후의 아스팔트 포장의 품질을 평가를 기준으로 시공자에게 적절하게 대금을 지금하는 방법이 꾸준히 연구되고 있다. 성능설계는 설계와 시공법을 시공업체가 자유롭게 선택하도록 하여, 아스팔트 포장의 품질 향상과 동 시에 건설비용을 저감할 수 있을 것으로 기대되어, 궁극적인 아스팔트 포장법으로 여겨진다. 하지만, 시 공후 아스팔트 포장의 장기 공용성 평가의 정확성을 확보가 절실히 필요하다. 이를 위해서 Westrack project가 1990년대에 시작되었다. Westrack의 가속시험결과를 바탕으로 아스팔트 공용성 모델, 피로균열 모델과 영구변형 모델이 제안되었지만, 제한된 실험결과를 바탕으로 하여 일 반적인 적용에는 무리가 있다. 그렇지만 성능기반설계의 구체적인 개념과 적용방법을 제시하였다. 공용성 에 기반하여, 유지보수 계획을 수립하고, 이에 따른 생애주기비용(LCC)을 계산하여 설계안과 비교하여, 상/벌계수를 산정하여, 시공자에게 대금을 지불하도록 계획하였다. 이후 아스팔트 설계 프로그램인 MEPDG가 개발되어, MEPDG의 수많은 시뮬레이션 결과를 이용하여 NCHRP 9-22 프로젝트에서 closed-form solutions을 제안하여 엑셀쉬트를 이용하여 공용성 예측을 할 수 있도록 제안하였다. 동탄성계수가 영구변형과 피로균열의 대표한다는 가정에서 출발하여, 여전히 공용 성평가에 대한 의문이 제기되고 있다. 그렇지만, 시공후 현장 코어로 동탄성계수 및 기본 물성을 획득하 여, 공용성 평가의 정확도를 높이고자 하였다. 생애주기비용 대신에 내구연한을 산정하여 상/벌계수를 산 정하도록 하였다. 위에서 살펴본 바와 같이 공용성 예측 모델이 성능기반설계의 핵심이다. 이에 노스캐롤라이나주립대학 의 아스팔트 연구팀은 점탄성이론에 손상이론을 접목하여 피로균열 모델을, 중첩의 원리를 이용하여 영구 변형모델을 개발하였다. 이를 바탕으로 성능기반설계법을 개발하는 프로젝트를 수행하고 있다.

As energy consumption of building and the reduction of carbon dioxide emissions have been emphasized, phase change materials(PCM) have been introduced as building materials due to its high heat storage performance. Using shape-stabilizing technique, octadecane/xGnP shape-stabilized PCM(SSPCM) can prevent leakage and improve heat storage performance. The objectives of this study are to propose mix design method of concrete mixed with SSPCM and to evaluate mechanical behaviors of the concrete mixed with SSPCM manufactured according to the proposed mix design. Based on the previously reported material test result, the existing mix design of plain concrete(Concrete standard specification, 2009) is modified to consider reduction of strength in concrete due to the addition of SSPCM. To verify the proposed mix design, specimens are fabricated according to the proposed mix design and axial strength tests and three-point loading tests are performed. Test results show that compressive strengths of the tested specimens reach the designed strength even when two different mix ratios of SSPCM are used. From three-point loading tests, flexural stresses decrease as mix ratio of SSPCM increases.

There has been an increasing demand for introducing a base isolation system to secure the seismic safety of a nuclear power plant. However, the design criteria and the safety assessment methodology of a base isolated nuclear facility are still being developed. A performance based design concept for the base isolation system needs to be added to the general seismic design procedures. For the base isolation system, the displacement responses of isolators excited by the extended design basis earthquake are important as well as the design displacement. The possible displacement response by the extended design basis earthquake should be limited less than the failure displacement of the isolator. The failure of isolators were investigated by an experimental test to define the ultimate strain level of rubber bearings. The uncertainty analysis, considering the variations of the mechanical properties of isolators and input ground motions, was performed to estimate the probabilistic distribution of the isolator displacement. The relationship of the displacement response by each ground motion level was compared in view of a period elongation and a reduction of damping. Finally, several examples of isolator parameters are calculated and the considerations for an acceptable isolation design is discussed.