This study proposes empirical formulas for predicting the nonlinear behavior of GIR beam-to-column connections in timber structures to evaluate their structural performance. A database comprising 59 experimental results of GIR connections was collected, and the normality of data distribution was verified. Statistical analysis were conducted to investigate the correlations between input and output parameters. Based on input parameters with high correlation, derived variables were formulated and utilized in a multiple regression analysis to develop empirical formulas for moment capacity and rotation. The R-squared values of the proposed formulas exceeded 0.9, and the predicted initial stiffness and strength closely matched those of experimental results not used in the regression analysis. So the suggested empirical formulas exhibit excellent predictive performance for the nonlinear behavior of GIR beam-to-column connections in timber structures.

This study evaluates how road profile and speed affect tire loads of a hydrogen tube trailer using MSC Adams/Car multibody dynamics simulation. A tractor and trailer loaded with 64 high-pressure cylinders were modeled, and four representative road profiles flat, pothole, short-wave, and long-wave were applied at 30, 60, and 80 km/h. Vertical tire load time histories were extracted for five wheel positions. Flat roads yielded stable loads matching static distribution. Potholes produced short, high-amplitude impacts (up to 120 kN at 30 km/h) with reduced peaks at higher speeds. Short-wave profiles caused severe asymmetric roll loads (67 kN at 80 km/h), while long-wave inputs generated smoother, moderate increases over longer durations. Load amplification diminished toward trailer axles due to suspension energy dissipation. The results inform structural design of tube trailers and development of speed-control or active load-mitigation strategies for autonomous hydrogen transport vehicles.

본 연구는 쇄빙연구선 아라온호의 국부 빙하중을 정확하게 추정하기 위해, 국제선급협회(IACS) Polar Class에 따른 실제 설계 하중(Design Ice Load)과 빙하중 면적(Load Patch)을 활용하여 영향계수행렬을 산정하였다. 기존 연구에서는 단위하중 또는 집중하중 형태 로 구조해석을 수행하여 영향계수행렬을 구했으나, 본 연구에서는 아라온호의 설계하중을 기반으로 실제 빙 충돌 상황과 유사한 면적 에 하중을 부여함으로써 보다 현실적인 해석 결과를 얻고자 하였다. 해석에는 선급 규칙으로부터 도출한 직사각형 형태의 빙하중 패치 와 평균 압력을 적용하였으며, 아라온호 선수부에 총 21개의 스트레인 게이지 위치에 대해 각각 해석을 진행하였다. 이후, 각 하중 조건 에서의 변형량을 토대로 21×21 행렬 형태의 영향계수행렬을 도출하였다. 본 연구의 결과로 도출된 영향계수행렬을 사용하면 실제 계측 된 스트레인 값을 기반으로 빙하중을 보다 정밀하게 추정할 수 있을 것으로 기대된다. 이는 기존 방식 대비 얼음 충돌 시 발생하는 면 적 효과를 고려했다는 점에서 의미가 있으며, 향후 쇄빙선 설계 및 운항 과정에서의 빙하중 평가 정확도를 높이는 데 기여할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 OpenSees 프로그램을 사용하여 축력과 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 SDOF 해석 절차를 제시하였다. 해석 의 정확도를 검증하기 위해 저항함수 검증과 축력 및 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 동적 거동을 비교하였다. 192개 단면에 대해 재료 강도, 철근비, 단면비, 축하중비를 주요 매개변수로 사용하여 매개변수 해석을 수행하였다. 축력을 고려하지 않을 경우 최 대 변위에 있어서 최대 50%의 오차가 발생하였다. 연성비 3을 기준으로 축하중비 30% 미만에서는 연성 거동을, 30% 이상에서는 취 성 거동을 보였다. 본 연구는 축력과 폭발하중을 받는 철근콘크리트 부재의 SDOF 해석 절차를 개발하고, 축하중비에 따른 내폭 설계 기준을 제시함으로써 내폭 설계에 널리 활용될 수 있다.

본 연구에서는 구조물의 응답 데이터를 기반으로 고유진동수, 감쇠비 등 동특성과 풍하중 모델의 파라미터를 동시에 추정할 수 있는 스펙트럼 백색화 기반 식별 기법을 제안하고, 이를 실제 40층 고층 구조물에 적용하여 실용성과 정확도를 평가하였다. 기존 연 구에서는 본 기법을 수치 시뮬레이션 및 풍동 실험에 적용하여 그 타당성을 입증한 바 있으나, 실계측 응답 데이터를 활용한 실구조물 적용에 대해서는 검증이 이루어지지 않았다. 본 연구는 이를 확장하여, 장기간 계측된 고층 건축물의 진동 응답을 분석하고, 각 주요 모드에 대해 백색화 처리를 수행함으로써 구조물 전달함수 및 풍하중 전달함수의 파라미터를 최적화 기반으로 동시 추정하였다. 특히 백색 잡음의 누적 파워 스펙트럼 길이를 목적함수로 설정함으로써, 기존 커브 피팅 기반 기법 대비 감쇠비 추정의 정확도와 안정성을 향상시켰다. 분석 결과는 전통적인 모달 식별 기법(예: SSI)과의 비교를 통해 제안 기법의 유효성을 입증하였으며, 풍하중 모델 파라미 터까지 포함하는 통합적 구조 해석 프레임워크로서의 가능성을 제시하였다. 본 연구는 향후 구조물의 풍응답 예측, 하중 생성 모델 구 축, 구조 건전도모니터링(SHM) 및 디지털 트윈 기반 해석 등 다양한 실무 응용에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

When manufacturing a square plate with a pinhole, the following conclusions were obtained as a result of analyzing the effect of changes in the size of the grid filling the inside of the plate and the presence or absence of a pinhole on the stress concentration factors. 1. It can be seen that in the case where there is a pinhole, the overall stress concentration factors is twice as high as in the case where there is no pinhole. In addition, in the case where there is no pinhole, it can be seen that the stress concentration factors fluctuates at a certain standard depending on the position of the pinhole and the internal grid, and in the case where there is a pinhole, it decreases at a certain point and then increases again. 2. In the case where there is no pinhole, when the L/H ratio increases from 0.1 to 0.3, the Kt value increases from 1.8 to 2.7, an increase rate of approximately 50%. Similarly, in the case of a pinhole, when the L/H ratio increases from 0.1 to 0.4, the Kt value increases from 2.0 to 3.0, an increase rate of about 50%.

Reinforced concrete (RC) columns exhibit cyclic damage, such as strength degradation, under cyclic lateral loading, such as earthquakes. Considering the cyclic damage, the nonlinear load-deformation response of RC columns can be simulated using a lumped plasticity model. Based on an experimental database, this study calibrates lumped plasticity model parameters for 371 rectangular and 290 circular RC columns. The model parameters for adequate flexural rigidity, plastic rotation capacity, post-capping rotation capacity, moment strength, and cyclic strength degradation parameter are adjusted to match each experimentally observed load-deformation response. We have developed predictive equations that accurately relate the model parameters to the design characteristics of RC columns through regression analyses, providing a reliable tool for engineers and researchers. To demonstrate their application, the proposed and existing models numerically simulate the earthquake response of a bridge pier in a metropolitan railway bridge. The pier is subjected to several ground motions, increasing intensity until collapse occurs. The proposed lumped plasticity model showed about 41% less vulnerable to collapse.

중앙버스전용차로는 일반 도로 대비 높은 교통량과 반복적인 축하중이 작용하는 구간으로, 정차 및 출발 과정에서 발생 하는 국부적인 응력 집중으로 인해 포장 파손이 빈번하게 발생한다. 그러나 기존 도로 설계에서는 정적인 교통량을 기준 으로 축하중을 산정하여, 실제 교통 환경에서의 버스 유형별 차이, 재차 인원, 시간대별 하중 변화 등 동적인 요소를 충 분히 반영하지 못하는 한계가 존재한다. 이에 본 연구에서는 대중교통 빅데이터를 활용하여 중앙버스전용차로의 버스 유 형 및 시간대별 재차 인원을 반영한 새로운 축하중 산정 모델을 개발하였다. 이를 위해 서울시 열린 데이터 광장의 교통 정보를 활용하여 버스 유형 및 시간대별 재차 인원 데이터를 수집하고, 카카오맵 및 네이버 로드뷰 데이터를 이용해 결 측치를 보완하여 데이터셋을 구축하였다. 구축된 데이터셋을 활용하여 기존 ESAL(Equivalent Single Axle Load) 방식과 비교 분석한 결과, 새로운 축하중 모델에서는 기존 방식 대비 평균 111.8% 높은 축하중이 산정되었으며, 일부 구간에서 는 최대 128.9%까지 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 기존 포장 설계가 중앙버스전용차로의 실질적인 교통 하중 을 충분히 반영하지 못하고 있음을 시사하며, 추가적으로 버스 중하중의 가·감속의 영향을 고려한다면, 시간대별·노선별 실시간 축하중 변화를 보다 정밀하게 분석할 수 있으며, 이를 통해 과소 산정된 설계 하중을 보완하고 포장 공용성을 향 상시킬 수 있는 최적의 설계 및 유지보수 전략 수립이 가능할 것으로 기대된다.

최근 콘크리트 타설 중 구조체, 거푸집 및 동바리 사고가 지속적으로 발생하고 있으며, 특히 슬래브 두께가 증가한 비기준층이 존 재하는 다층지지 RC 구조 시스템에서 빈번하게 발생하였다. 양생 온도는 콘크리트의 강도와 강성을 결정하는 주요한 요인이며 이에 따라 시공 하중의 분포가 변화한다. 이 연구에서는 양생 온도에 따른 시공 하중의 분포를 분석하기 위하여 온도와 재령에 따른 적산 온도 이론을 사용하여 등가 재령을 계산하고, 이에 따른 슬래브 콘크리트의 강도 및 강성을 산정하여 시공 하중, 시공 손상 변수의 변 화에 대하여 분석하였다. 시공 하중은 평균 양생 온도가 낮아질 때 초기 재령에서는 소폭 감소하고, 충분한 재령이 지난 후에는 증가 하였다. 시공 손상 변수는 평균 양생 온도가 낮아질 때 크게 증가함을 확인하였다.

대규모 하천의 수량(river storage) 변동으로 인해 발생하는 지각 변형을 정량적으로 평가하기 위해, GNSS (Global Navigation Satellite System) 기반의 지각 변위 자료와 GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) 인공위성 중력 자료, 그리고 WaterGAP 수리 모형 산출 자료를 종합적으로 분석하였다. 우리는 아마존 강 유역에 대해 수로에 집중되어 분포하는 하천 수량 변동을 선 형태의 하중으로 모형화하고, 이로부터 유발되는 지각의 탄성 변형을 계산해 GNSS 관측치와 비교하였다. 이를 통해, 이 지역에서 발생하는 계절적 지각 변위 중 하천 수량 변동에 기인하 는 성분을 선 하중 모형으로 성공적으로 설명할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 원격 탐사 자료를 활용해 대규 모 하천의 수량 변동을 추정할 수 있을 뿐 아니라, 이를 토대로 GRACE가 관측하는 육상 물 저장량(terrestrial water storage, TWS)에서 토양 수분이나 지하수 변동 등의 개별 요소를 분리 및 검증할 수 있는 방법론을 제시한다. 나아가, 본 연구에서 제안된 접근법은 기후 변화로 인한 수문학적 재해 예측과 수자원 관리 등 다양한 분야에서 더욱 정교한 해석과 활용을 가능하게 할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 반복 하중에 의한 철근 및 GFRP로 보강된 교각 기둥부의 비선형 거동을 수치해석적으로 모사하기 위하여 Parabolic 함수와 Weibull 함수가 적용된 콘크리트 손상 소성모델 및 운동학적 경화모델을 적용하였다. 3차원 유한요소 모델링을 구현하였으며, 고속도로용 교각 기둥부의 실제 설계 제원을 기반으로 GFRP 보강근의 축방향 배근 개수를 변화하였을 때 하중-변위 곡선 및 포락선을 도출하여 각 변수해석 결과를 비교 분석하였다. 본 연구의 수치해석 결과로부터, 교각 기둥부와 같은 압축부재에 기존의 국외기준에서 GFRP 보강근의 압축성능이 무시된 것은 보수적이고 과다한 설계로 판단되며, 본 연구결과는 GFRP 보강근의 압축부 설계에 대한 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Microreactors, a type of Small Modular Reactor (SMR) under 20 MWt, are being developed globally for use in remote areas, utilizing fourth-generation nuclear technology for enhanced safety. However, there are no established standards for their commercialization. This study reviews road transport regulations for microreactors and proposes necessary design loads and evaluation criteria for their transport. Transport concepts were identified through a review of overseas developments, with requirements derived for both accident and normal conditions. The study also presents an approach for evaluating transport stability based on land-based nuclear plant regulations, considering load conditions from drops and puncture impacts, as well as random vibrations during road transport. This work aims to support the design of mobile reactor transport systems and contribute to new regulatory and licensing procedures for advanced reactors.

본 논문에서는 소성 설계를 기반으로 한 프레임 구조 설계 시, 기둥의 종류에 따른 구조 제작 비용과 거동의 차이를 연구하였다. 축 력과 횡력을 모두 받는 구조물에 적합한 기둥 부재를 선택하는 것이 중요하며, 플라스틱 설계 방법을 채택할 경우 기둥의 역할이 더욱 강조된다다. 특히, 횡력은 기둥의 연성을 요구하며, CFT(콘크리트 충전 강관)형 기둥은 RC(철근 콘크리트) 기둥보다 높은 강철 비율 로 연성을 확보하게 된다. 이 논문에서는 CFT 기둥이 RC 기둥보다 더 나은 성능을 보이는지 확인하기 위해 다양한 구조 유형에서 기 둥을 설계하고 분석하였다. CFT 기둥을 소성 설계에 채택함으로써 얻을 수 있는 이점은 다양한 구조 유형에 따른 하중 유형의 분석을 통해 제시한다.

본 연구에서는 중속 충돌하중을 받는 RC 벽체의 배면파쇄 영역을 모사할 수 있는 모델링 기법을 범용 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA을 통해 제안하였다. 충돌해석에 주로 사용되는 요소 삭제 기능이 발사체의 하중 전달에 영향을 미치고 이로 인해 배면파 쇄 영역이 과소평가 된다고 판단하였다. 따라서 충돌 위치 주변에는 요소 삭제 기능을 사용하지 않는 모델링 기법을 제안하였다. 제안 된 기법을 적용한 해석이 실험 결과를 근접하게 모사함에 따라, 제안한 기법이 연속적인 충돌에너지의 전달에 효과적임을 확인하였 다. 추가적으로 다른 충돌 조건에 대해 해당 기법의 적용성 검토를 진행한 결과, 대칭 조건을 사용하지 않고, 철근의 결속을 함께 모사 할 경우 RC 벽체의 파괴 거동을 더욱 근접하게 모사할 수 있음을 확인하였다.

산악 지역에 설치된 송전탑은 경사를 따라 부는 바람을 받으므로 수평방향 풍하중뿐만 아니라 수직방향 풍하중을 동시에 받 는다. 이에 본 연구에서는 1:25 축척 모델을 사용한 풍동 실험을 통하여 수직 경사풍에서의 송전 철탑의 풍하중을 측정하였다. 풍동실 험 결과를 보면, 수직력과 경사각 사이에 선형적인 관계인 것으로 나타났다. 수직 경사각이 ±30°일 때 수평 공기력은 7% 감소했지만 수직 공기력은 39% 증가하였다. 기존 IEC-60826 설계 기준은 수평풍에 의한 공기력 측정 결과와 잘 일치하였지만, 수직 경사풍 효과 를 효과적으로 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 연구의 결과에서 산악 지형의 송전철탑 내풍 설계시에 수평풍 뿐만 아니라 경사풍의 영향도 고려할 필요가 있는 것으로 나타났다.

구조물에 작용하는 바람하중을 정량적으로 예측하는 것을 거의 불가능하다. 그러나 그 하중이 백색잡음으로부터 재생될 수 있다는 가정은 동적해석을 위한 수치시뮬레이션에 매우 유용할 뿐만 아니라 역해석과정에서 바람하중에 대한 유일 해를 추정할 수 있 는 가능성을 높일 수 있는 추가적인 구속조건을 제공한다는 측면에서 매우 유리하다. 그러한 가정에 의하여, 구조물 응답에 영향을 미 치는 동적특성과 하중특성(하중모델)을 차례로 제거하고 나면 순수한 백색잡음만 남게 되므로 이러한 백색화과정을 통하여 구조물의 동적 특성과 하중특성을 동시에 추정할 수 있는 방안을 모색할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 스펙트럼 백색화과정을 통하여 구조물 의 모달 파라미터와 모달하중(하중모델을 구성하는 파라미터)을 동시에 추정하는 새로운 역해석 기법을 제안한다. 백색화과정을 모달 응답에 적용하여 모달 파라미터과 하중모델 파라미터를 구하는 과정을 유도하였으며, 제안된 동시 추정기법을 단자유도 모형, 공탄성 모델에 대한 풍동실험에 적용하여 모달파라미터 특히 감쇠비추정의 신뢰성을 검증하였으며, 그 결과 신뢰도가 높은 모달 파라미터, 하 중모델 파라미터 추정이 가능함을 알 수 있었다.