본 논문에서는 유한요소해석 프로그램 Abaqus를 이용하여 고온과 편심 축하중을 받는 세장한 철근 콘크리트 기둥의 유한요소해석 절차를 제시하고 해석 결과를 비교･분석하였다. 기둥에 축하중과 화재가 가해지는 상황을 해석에 반영하기 위해 Abaqus에서 제공하 는 순차 결합 열-응력 해석을 사용하였다. 우선 콘크리트 단면에 대한 열전달 해석을 수행하여 검증한 뒤, 이를 3차원 요소로 확장하고 구조해석과 결합하여 해석을 수행하였다. 해석 과정에서 수렴성 및 정확성에 영향을 미치는 인장 증강 효과와 초기 불완전성을 고려 하여 모델링하였다. 해석 결과는 74개 실험 데이터와 비교하였으며, 내화시간을 기준으로 평균 6%의 오차를 나타냄에 따라 유한요소 해석을 통해 철근콘크리트 기둥의 내화성능을 예측할 수 있게 되었다.

우리나라 사과 재배에 가장 널리 이용되는 수형은 세장방추형으로 수령이 증가함에 따라 수관 내부의 광환경이 불량해진다. 전정을 통한 부분적인 수관 변경은 이러한 문제점 개선의 효율적인 대안이라고 할 수 있다. 본 연구는 이와 관련하여 나무 중간의 수관 변경에 따른 수관 내 광환경의 변화를 살펴보고, 과실 품질 향상을 위한 적절한 측지 관리 방법을 모색하고자 4.0 × 1.5m로 재식된 ‘감홍’/M.9을 대상으로 2년간 시험을 수행하였다. 처리 1은 측지를 짧게 단축하여 수관 폭을 좁게 만드는 것이었고, 처리 2는 측지를 유인하는 것이었으며, 처리 3은 대조구로 기존 세장방 추형의 수관을 유지했다. 1. 처리 1은 수관 하부로의 광투과율이 가장 높았고 기존 세장방추형에 비해 과중과 착색도가 높은 과실의 생산이 가능 했으며 높은 꽃눈 분화를 나타냈다. 2. 처리 2는 유인에 따라 가지의 중첩에 의한 음영 발생 증 가로 광투과율이 오히려 감소하였고 이에 따라 과실 착색의 저하를 초래하였다. 3. 따라서 광환경 개선과 하부의 과실 품질 향상을 위한 가 장 효율적인 측지 관리 방법은 중간에 위치한 측지를 길이 50 cm 내로 단축 전정하여 수관 폭을 좁게 유지하는 것으로 판단되었다.

‘Seismic Performance Evaluation Method for Existing Buildings (2013)’ developed in accordance with the overseas guidelines ASCE 41 - 06 is the most widely used procedure among domestic seismic performance evaluation guidelines in Korea. However, unlike ASCE 41 - 06, it stipulates that the final performance should be derived as the gravity load distribution ratio of the lateral force resistance system in the guideline. Therefore, in the case of a dual steel structure system with slender braces, where the internal moment frame is mostly responsible for the gravity load, the evaluation of slender braces based on gravity load distribution ratio is difficult to be achieved. In this research, we propose an objective evaluation process for such system by evaluating seismic performance for large-scale factory facilities as an example.

본 논문에서는 이종재질로 구성된 세장비가 큰 보의 차원축소와 복원의 효율성과 정확성을 입증하기 위하여 VABS와 3차원 유한요소해석 모델의 결과와 비교하였다. 그리고 3차원 유한요소모델과 차원축소 모델을 가상균열닫힘법을 이용하여 에너지 해방률을 계산하였다. 원형과 사각형의 단면에 초기 크랙을 가진 수치모델을 이용하여 보의 차원축소와 복원기법 및 가상균 열닫힘법을 이용하여 복원해석 결과 및 에너지 해방률을 비교하여 효율성과 정확성을 입증하였다. 특히 제시된 에너지 해방률 계산 기법은 고고도 무인기의 날개, 헬리콥터 로터 블레이드, 풍력 블레이드, 틸트로터 등의 정적, 동적 모델링 및 수명평가에 활용될 수 있을 것이다.

Coupling beams serve as primary source of energy dissipation in coupled shear wall systems during large earthquakes. However, the overestimation of the shear strength of diagonally reinforced coupling beams may be adverse effect on the seismic performance of coupled shear wall systems. In order to force coupling beams to properly work during earthquakes, coupling beams should be designed with accurate shear strength equations. The objective of this study is to propose the accurate shear strength equation for slender diagonally reinforced coupling beams. For this purpose, experimental tests were conducted using three diagonally reinforced coupling specimens with different amount of transverse reinforcement under reversed cyclic loads to evaluate the hysteretic behavior of the specimens. The test results show that transverse reinforcement of slender diagonally reinforced coupling beam affects the maximum strength and drift ratio.

본 논문에서는 풍력 블레이드와 같이 세장비가 크고 초기 비틀림이 존재하는 복합재료로 구성된 블레이드에 대한 이차원 단면의 차원축소와 복원관계를 이론적으로 기술하였다. 그리고 VABS 이용한 보의 차원축소모델에 대한 유효성을 검증하기 위해 선행연구 모델을 활용하여 기존 연구결과를 수치적으로 비교하였다. 실물과 가장 가까운 날개 구조물 2차원 형상에 단 면해석을 적용하여 정밀한 단면의 이산화를 수행하고 VABS를 이용하여 블레이드의 특성(질량행렬, 강성행렬)을 포함한 1 차원 보 모델링을 수행하였다. 1차원 보 모델을 통해 세장비가 큰 날개 구조물의 거동을 확인하고 내부하중을 계산하여 단 면위치에서 변형률 복원을 수치적으로 계산하고 이산화된 단면에 수치적으로 매핑하여 시각적으로 확인하고 여유마진을 계 산하였다.

노후 콘크리트의 보수 방법에는 교량상판의 덧씌우기나 노후된 도로의 보수처럼 바닥판 또는 기존 콘 크리트를 보호함과 동시에 공용기간 중 콘크리트의 내구성 증진을 위하여 복합 구조체로 형성된 접착식 콘크리트 덧씌우기 포장이 일반적으로 사용되고 있으며, 이와 같은 복합 구조체는 신･구 콘크리트 간 부 착력에 따라 공용 중 차량하중, 환경하중 하에서 일체화된 역학적 거동과 장기공용성 확보에 커다란 영향 을 받게 된다. 이처럼 공용성 확보를 위한 중요인자인 부착강도를 평가하는 대표적 시험방법으로는 쪼갬 인장시험, 경사전단시험, Pull-out시험 및 니플 파이프 직접인장시험 등 다양한 시험법으로 사용되고 있 으나, 실내시험에 국한된다는 한계성을 지니고 있어 실내 및 현장평가에 동시 적용이 가능한 직접인발 시 험법이 가장 널리 사용되고 있다. 직접인발 시험법에 있어 실내 부착강도 평가의 경우 KS F 2762 「콘크 리트 보수보호재의 접착 강도 시험방법」을 준용하고 있으나, 현장 부착강도 평가의 경우는 유일하게 한국 도로공사에서 시행하고 있는 품질성능평가(QPI)에 의거하여 시행되고 있다. 실내 부착강도 시험에서는 규정된 밑판과 시험체를 사용할 경우 세장비(포설두께/코어직경)를 일정하게 유지하여 정량적 평가를 할 수 있으나, 구조물에 대한 유지보수공사 시 열화정도 및 구조물 특성 상 포설두께를 전 구간에 걸쳐 일정 하게 유지할 수 없어 현장 부착강도 평가 시 실내와 달리 세장비를 일정하게 유지하는 것이 어려운 실정 이다. 압축강도 및 인장강도의 경우 많은 연구를 통하여 시편의 세장비에 따른 강도변화와 이를 보정하기 위한 보정계수가 제안되어 사용되고 있으나 현장 부착강도의 경우 세장비의 편차가 압축강도 및 인장강도 시편보다 매우 큼에도 불구하고 현장 부착강도 시편의 세장비 차이에 따른 영향을 고려하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 압축강도 및 인장강도에서와 같이 시편의 세장비가 부착강도에 미치는 영향을 분석하고자 실내 및 현장 부착강도를 다양한 조건하에 실시하였으며 이를 통해 부착강도 평가 시 세장비에 따른 보정계수를 도출하고자 하였다. 세장비 효과 및 보정계수를 산출하기 위하여, 실내 부착강도 시험법의 포설두께 및 코어직경을 표준비 율(1.0)로 선정하여 세장비 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 등 총 4가지 변수에 대한 시험을 진행하였다.

Shear wall systems behave as individual wall because of openings like window and elevator cage. When coupling beams are installed in shear walls, they will have high strength and stiffness so that be less damaged by lateral loads like earthquake. However, coupling beam is difficult construction method. And arranging reinforcement of slender coupling beams are especially hard. It is because the details of coupling beam provided by ACI 318 are complex. In this paper, experiments were conducted using coupling beams with 3.5 aspect ratio to improve the details of slender coupling beams provided by ACI 318. Two specimens were proposed for this study. One specimen applied with bundled diagonally reinforcement only. Another specimen applied both bundled diagonally reinforcement and High-Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite (HPFRCC) so that coupling beams have half of transverse reinforcement. All specimen were compared with a coupling beam designed according to ACI 318 and were evaluated with hysteretic behaviors. Test results showed that the performance of two specimen suggested in this study were similar to that of coupling beam designed according to current criteria. And it was considered that simplification of the details of reinforcement would be available if transverse reinforcement was reduced by using bundled diagonally reinforcement and HPFRCC.

The hysteretic behavior of diagonal reinforced coupling beams is excellent during earthquakes. However, construction of the diagonal reinforced coupling beams is difficult due to complex reinforcement details required by current code procedures (ACI 318-11). Due to the detail requirement, reinforcement congestion and interference among transverse reinforcement always occur during construction field. When the aspect ratio of the beam is large, the interference of reinforcement becomes more serious. The objective of this paper is to simplify the reinforcement details of slender coupling beams by reducing transverse reinforcement around the beam perimeter. For this purpose, high- performance fiber reinforced cementitious composites are used for making coupling beams. Experiments were conducted using three specimens having aspect ratio 3.5. Test results showed that HPFRCC coupling beams with half the transverse reinforcement required by ACI 318-11 provided identical seismic capacities to the corresponding coupling beams having requirement satisfying the requirement specified in ACI 318-11.

The seismic design range for the national public facilities and power plant is expanded such as it becomes the earthquake Disaster Relief Act with the finance since 2008 as the seismic design concept is highly regarded, etc. The reinforcement of the brace is essential for the seismic performance security of the structure which is unable to be satisfied the current seismic design criteria. The tension brace in which the slenderness ratio is big was designed to the unique lateral force resistive element. And the buckling is generated in the first stage and it is unable to exhibit the structural capability. In this research, the buckling strength improvement the reinforcing method of the suggested tension brace tries to be verified through the experiment.

재식거리 3.2×1.2m로 심어 수고 2.5m의 세장방추형으로 관리해 오던 '후지'/M.9 사과나무를 재식 6년차부터 2년 동안 수고 4.0m로 관리하였다. 이후 재식 8년차에 수고를 2.5m(대조구), 3.0m, 3.5m, 4.0m로 조절하고 수고에 따른 2년간의 생산성 및 노동력을 비교하였다. 대조구인 수고 2.5m를 기준으로 하여 처리에 따른 10a당 생산량을 비교해 보면 첫해에는 수고 4.0m, 3.5m, 3.0m에서 각각 46%, 25%, 4%, 2년차에는 17%, 12%, 10% 증가하였다. 수고에 따른 과실 품질에 있어서는 가용성 고형물 함량은 2개년 모두 수고 2.5m가 가장 높았으나, 착색정도는 수고에 따른 뚜렷한 차이가 없었다. 노동력은 수고가 높아질수록 증가하였으나, 노동력에 따른 과실생산량은 수고가 낮을수록 증가하였다. 조수입과 순수입은 2005년의 경우 수고가 높아질수록 증가하였으나, 2006년은 수고 2.5m가 가장 높았지만 통계적 유의차는 없었다. 따라서 수고에 따른 생산성, 노동력, 경제성을 고려해 볼때 적정수고는 3.0~3.5m인 것으로 판단되었다.

'후지'/M.9에 대한 세장방추형에 적합한 하단측지수 구성을 위하여 하단측지수를 달리하여 수체생육, 광환경, 수량 및 과실품질을 조사하였다. 하단측지수준별 생육은 하단측지수를 5개로 유지했을 때 수폭은 넓었고, 신초장 및 정단신초장은 증가하였다. 수관위치별 수광률은 하단측지수가 5개인 처리구에서 수관상부(지상 150cm)와 수관중부(지상 100cm)에서는 높은 경향을 보였다. 총 단과지 화아수는 측지수에 따라 차이가 없었으나, 수관위치별로 보면 수관하부(지상 120cm 이하)에서 하단측지수가 5개 처리에서 가장 많았으며, 화아의 횡경도 커지는 경향이었다. 과실수량은 하단측지수가 5개에서 가장 많았고, 과중은 하단측지수가 5개와 8개에서 증가하는 경향이었다. 과실특성은 과형지수, 경도, 산함량, Hunter L, b값은 수관위치와 측지수준에 따라 차이가 없었으나, 가용성고형물 함량은 하단측지수가 5개일 때 높았다. 과실의 착색도를 나타내는 Hunter a값은 수광률이 가장 높은 하단측지수를 5개로 유지한 처리구에서 가장 높게 나타났다.

본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.

적충되어 있는 다중 블록 시스템은 역사적 건물이나 문화재등에 자주 사용되고 있다. 이러한 구조시스템은 지진에 매우 취약하고, 특히 세장한 구조물인 경우에는 낮은 수준의 지반가속도에 대해서도 전도가 일어날 수 있다. 지진으로부터 이러한 구조물을 보호할 수 있는 방법중의 하나로써 지진격기받침의 사용을 들 수 있으나, 아직 격리받침이 설치되어 있는 다중블록의 거동에 대해서는 잘 알려지지 않는 실정이다. 이 논문에서는 각각 P-F 시스템, FPS, LRB 시스템이 설치되어 있을때의 세장한 강체 블록의 동적거동에 대해 살펴보았다. P-F 시스템과 FPS에서의 마찰모델은 Coulomb의 마찰법칙을 이용하였도, 상부구조물은 붙음(stick)모드와 록킹(rocking) 모드만이 존재하도록 가정하였다. 충격은 개별요소법(distinct element method, DEM)을 이용해 기술하였고, 조화입력운동에 대한 응답을 조사하였다.

현존하는 세장선 이론과는 아주 다르게 Kelvin 소오스와 그의 궤적 주위에 대한 점근전개를 행하여 전진 운동을 하는 세장체에 대한 공식을 유도하였다. 여기서 발전된 공식은 기본적으로 Neumann-Kelvin 문제의 Kernel함수에 대한 근사와 동등하게되었다. 경계치 문제는 현저하게 단순화되었으며 해는 선수 끝에서 시작하는 축차적분의 진행 절차에 따라 얻어졌다. 속도장과 압력분포는 2차원 속도 포텐시열의 미분에 의해 간단히 계산될 수 있었다. 이 방법은 비록 컴퓨터의 사용에는 Neumann-Kelvin문제처럼 많은 시간이 필요하게 되더라도 선체 주위의 유동장의 수치해석에 더욱 정확하리라는 가능성을 준다. 전진하는 진동 세장체의 문제에도 같은 방법이 유용하리라는 것을 또한 기대한다.

이상으로부터 다음의 결론을 얻는다. 조파저항 이론의 전개에서 Michell 적분보다 더욱 정밀한 Neumann-Kelvin 문제가 복잡한 kernel 함수 때문에 많은 시간과 노력이 필요하지만, 원점 부근에서 Kelvin 소오스의 점근거동을 조사하여 세장체 근사를 행함으로 N-K 문제의 kernel 함수에 대한 근사와 동등하게 처리될 수 있었다. 조파저항의 계산 결과가 Michell 적분과 비슷한 경향을 보이나, 실험치와의 정확한 비교를 할 수 없었다. 그러나 세장선 이론을 적용함으로써 훨씬 복잡하고 지루한 작업을 들 수 있었다. 전진 속도를 갖는 경우에는 수정된 Green정리를 이용하면 될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 긴 파이프 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 거동특성에 관한 모형시험과 수치해석 연구를 수행하였다. 대상 부이 구조물은 긴 파이프를 기본 뼈대로 하여, 상부구조물, 부력재, 중력식 앵커로 구성된 아티큘레이트(Articulated)형 부이 구조물이다. 대상 해역인 서해에서의 본 부이 구조물의 생존성을 평가하기 위하여, 축척비 1/22의 축소 모형을 제작하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 일련의 모형시험을 진행하였다. 이 때 50년 재현주기의 극한파 조건을 고려하였으며, 또한 조류 및 주기 효과를 검토하기 위하여 추가적인 실험을 수행하였다. 생존성 평가를 위한 주된 평가항목으로는 구조물의 거동, 앵커 지지력, 침수 횟수를 고려하였다. 모형시험 결과와의 상호검증을 수행하기 위하여 상용계류해석 프로그램인 OrcaFlex를 이용하여 수치 시뮬레이션을 병행하였다. 평가결과로써 먼저 조위차에 따른 본 부이 구조물의 거동 특성에 대해 살펴보았다. 고조위와 저조위 조건에서의 종동요 응답, 앵커지지력의 변화를 살펴보았으며, 수치 시뮬레이션 결과와의 직접 비교 검토하였다. 두 번째로는 파도 주기와 조류의 유무에 따른 부이 구조물의 응답 특성 변화에 대해 고찰하였다. 세 번째로는 상부구조물의 침수와 관련하여 비디오 분석을 통한 침수 횟수를 수치해석 결과와 비교 제시하였다. 마지막으로 모형시험에서 직접 계측하지 못한 구조응답과 관련하여 수치 시뮬레이션 결과를 제시하고, 극한파 중 구조적 안전성에 대해서 논하였다. 일련의 생존성 평가 연구를 통하여 본 부이 구조물의 극한파 중 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 파도, 조류, 조위차에 따른 민감도 특성을 통해 본 부이구조물의 취약점 및 활용성에 대해 고찰해 보고자 하였다.

본 연구에서는 세장체의 연속적인 거동을 전체 길이에 대하여 측정할 수 있는 계측시스템을 선정하며, 선정된 수중카메라 시스템의 성능평가를 수행한다. 수중카메라의 기초성능평가를 위하여 강체파이프의 강제가진 실험을 수행한다. 파이프의 상단을 강제가진장치에 고정시킨 후, 일정주기와 진폭으로 가진시켜 수중카메라를 이용하여 변위를 측정한다. 강제가진장치에 입력된 신호와 수중카메라에 계측된 신 호를 비교하여 측정 정밀도를 평가한다. 연속체인 세장체 파이프의 강제가진 실험을 수행하여, 수중카메라 시스템의 실시간 3차원적인 측정 가능성을 정성적으로 평가한다. 본 수중카메라 시스템은 향후 국내 심해공학수조에 적용되어, 세장체구조물 및 계류선 등의 거동 측정에 활용 될 것이다.