유닛 모듈러 기둥 매입형 기초 접합부에 대한 실험 연구

이상섭,배규웅,박금성,홍성엽,Lee, Sang Sup,Bae, Kyu Woong,Park, Keum Sung,Hong, Sung Yub 한국강구조학회 2014 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.26 No.6

골조 유닛 모듈러 구조 형식은 기 제작된 유닛 구조물을 적층하여 건물을 보다 간편히 건설을 할 수 있어 중, 고층 건물에 적용이 확대되고 있다. 이러한 유닛 모듈러 구조 형식은 외력에 의하여 발생하는 축력과 휨모멘트를 지반에 잘 전달시켜야 함으로 각각의 유닛구조물은 기초와 적절히 연결되어야 한다. 본 연구에서는 새로운 형태의 매입형 유닛-기초 접합부를 제안하였으며, 제안된 접합부의 성능을 일련의 실험 연구를 통하여 평가하였다. 총 5개의 실물 크기의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 매입 길이와 엔드 플레이트와 같은 제안된 유닛-기초 접합부의 휨거동에 영향을 미칠 수 있는 인자들의 영향을 살펴보았다. 실험결과, 모든 실험체에서 강성은 최소한 반강접의 강성을 상회하는 것으로 나타났으며, 기둥의 매입길이는 본 연구에서 수행한 실험체에서 약 200mm가 적절한 것으로 파악되었다. A steel modular unit structural system has been used increasingly for mid and high-rise buildings, since the building can be easily constructed by assembling the pre-made modular unit structures. For this structural system, each modular unit structures have to be properly connected to the foundation to transfer the axial force and the bending moment that are generated from external load to the ground. In this study, a new type of the embedded steel column-to-foundation connection was proposed, and its flexural behavior was evaluated through a series of experimental study. Five full scale specimens for the proposed connections were constructed and tested. The effect of the main parameters that affect the flexural behavior of the proposed connection, such as embedment length and shape of end plate, were studied. From the results, it was found that the flexural stiffness of the proposed connection was higher than that of the semi-rigid connection for all test specimens, and 200 mm of embedment length was proper for the given test specimens in this study.

미생물에 의한 Cholesterol과 그 유도체의 분해기구(III). $5{\alpha}$-Halogen-6,19-oxidocholestanol acetate의 산화기전

이상섭,Lee, Sang-Sup 생화학분자생물학회 1971 한국생화학회지 Vol.4 No.2

cholesterol 유도체를 미생물 배양액중에 첨가 배양하면 C-17 ketosteroid가 배양액중에 축적된다. C-19 methyl group을 hydroxylation 했을 경우면 ${\Delta}^4$-3-keto system의 존재가 $3{\beta}$-acetoxy group이 존재할 때 보다 C-17 ketosteroid의 축적량을 줄이는데 반하여 6, 19-oxido ring을 도입한 경우인 $3{\beta}$-acetoxy-$5{\alpha}$-chloroxido compound에서는 ${\Delta}^4$-3-ketooxido compound 보다 C-17 ketosteroid의 축적량이 오히려 줄어든다.이러한 모순을 해명하기 위하여 $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidocholestanol acetate(XI)을 배양액중에 첨가 배양한 결과는 뜻밖에도 $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidoisoandrosterone이 축척되었다.이 결과 $5{\alpha}$-halogen 은 $3{\beta}$-hydroxy dehydrogenase에 중대한 영향을 미치고 있다는 것이 명확함으로 다시 $5{\alpha}$-fluoro-6, 19-oxidocholestanol acetate(XVI)를 합성하여 $5{\alpha}$-bromo, $5{\alpha}$-chloro, $5{\alpha}$-bromo compound(XVI, IX, XI)을 같은 조건 아래 배양하면서 비교 검토하였다. $5{\alpha}$-fluoro compound와 $5{\alpha}$-chloro compound의 경우는 양적으로 별차이 없이 6, 19-oxidoandrost-4-ene-3-one(VII)이 축척되나 $5{\alpha}$-bromo compound의 경우에는 거이 compound(VII)는 축적되지 않았다. $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidocholestanol acetate 로 부터 얻어지는 $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidoisoandrosterone는 C-17을 치환기로 유도한 19-norsteroid의 합성 원료가 되리라고 믿어진다. When $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidocholestanol acetate was exposed to CSD-10(ATCC: 19170) in nutrient broth, a substantial amount of $5{\alpha}$-bromo-6, 19-oxidoisoandrosterone was accumulated. This finding is controversial to the accumulation of 6, 19-oxidoandrost-4-ene-3, 17-dione from $5{\alpha}$-chloro-6, 19-oxidocholestanol acetate by the same organism. In order to clarify the effect of $5{\alpha}$-halogens on $3{\beta}$-hydroxy group oxidation, $5{\alpha}$-fluoro-6, 19-oxidocholestanol acetate was synthesized, and the oxidation pattern of $5{\alpha}$-halo-6, 19-oxidocholestanol acetates to 17-ketosteroids was studied. $5{\alpha}$-Bromo-6, 19-oxidoisoanclrosterone seems to be an ideal intermediate to synthesize C-17-derivatized 19-norsteroids.

경량기포모르터와 합성한 경량형강 벽체의 전단 저항

이상섭,배규웅,Lee, Sang Sup,Bae, Kyu Woong 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.4

본 논문은 경량형강으로 제작한 프레임에 경량기포모르터를 채운 경량합성벽체의 전단 거동에 대한 실험 결과와 전단 강도 및 강성 평가를 제시한 것이다. 경량기포모르터는 스틸하우스 벽체의 구조 성능 및 단열 성능의 향상과 마감에 대한 시공성 개선을 위해 도입되었다. 연구 결과 단열 성능에 대한 기여도는 낮으나, 경량기포모르터의 슬러리 비중이 0.8 이상인 경우 구조 성능의 향상과 마감성이 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 전단 거동에 미치는 경량기포모르터의 영향을 알아보기 위해 경량기포모르터의 비중(0.6, 0.8, 1.0, 1.2) 벽체의 스터드 배치간격(450mm, 600mm, 900mm), 마감재(경량기포모르터, OSB, 석고보드) 및 브레이싱 등을 변수로 한 14개의 경량합성벽체를 제작하였고 비교를 위해 대표적인 스틸하우스 벽체 3개를 제작하였다. 면내전단 실험결과, 경량기포모르터를 타설한 경량합성벽체가 기존의 스틸스터드 벽체에 비해 최대 내력은 1.15~5.38배, 초기강성은 1.45~13.7배 증가한 것으로 나타났다. 또한 벽체 내부의 스터드를 900mm까지 확장하여도 무리가 없는 것으로 나타났다. 그러나 이와 같은 결과는 건조수축 균열이 억제되지 않은 상태에서 나온 것으로 경량합성벽체의 내력을 향상시키기 위해서는 경량기포모르터의 초기 건조수축균열을 억제하고 스터드와 경량기포모르터 사이의 부착력을 확보하는 것이 무엇보다도 중요한 것으로 나타났다. This paper presents the test and evaluation results on the shear strength and stiffness of a light steel stud wall from a lightweight foamed mortar (lightweight hybrid wall). The use of a lightweight foamed mortar was aimed at improving structural performance, thermal performance, and finish. Studiesshowed that it did not affect thermal performance, but it contributed to structural performance and finish when the unit weight was more than 0.8 (Editor's note: Please indicate the unit of measurement.). In this study, 14 specimens-whose parameters included the specific gravity of the lightweight foamed mortar (0.6, 0.8, 1.0, 1.2), the spacing of the stud (450 mm, 600 mm, or 900 mm), finishing materials (such as lightweight foamed mortar, OSB, and gypsum board), and bracing-were manufactured. Three typical, steel house-framing specimens were added to compare the test results with the 14 specimens. The results of in-plane shear tests show that the use of lightweight foamed mortar (1.15~5.38 times stronger, 1.45~13.7 times stiffer) results in ultimate strength and initial stiffness. In addition, it was possible to widen the stud spacing to up to 900 mm without decreasing shear strength. It was very important to prevent the lightweight foamed mortar from shrinking and to secure the adhesion between the steel stud and the lightweight foamed mortar to improve structural performance.

유닛 모듈러 기둥-보 조인트의 구조 성능에 대한 실험적 평가

이상섭,배규웅,박금성,홍성엽,Lee, Sang Sup,Bae, Kyu Woong,Park, Keum Sung,Hong, Sung Yub 한국강구조학회 2013 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.25 No.3

본 연구는 박스형 철골조 유닛 모듈러를 이용하여 고층으로 적층할 수 있는 공업화된 구조시스템을 개발하고자 하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해 효율적인 유닛 모듈러 건축시스템의 실용화를 위한 조인트의 상세 개발과 내진성능 확보기술에 대해 기본적인 실험 및 이론해석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고층형 유닛 모듈러 골조를 구성하는 중요 요소인 조인트의 2가지 접합 상세를 도출하였으며, 도출된 조인트에 대한 구조 성능을 실험적으로 평가하였다. 새롭게 개발된 유닛 모듈러 기둥-보 조인트에 대한 실험결과, 6.0T 기둥 및 연결구의 두께를 확보한 조인트는 강도 및 내진 성능의 확보에 있어서 조인트의 소성회전각의 유지가 가능한 것으로 나타났으며 응력이 집중되는 부근에서의 보강을 고려하면 충분히 적용 가능하리라 판단된다. The major goal of this study is to develop the industrialized structural system that can build high-rise buildings using the box-shaped steel frames such as a unit module system. In order to achieve such a goal, we need the advanced details for joints that consist in a single unit. Furthermore we also need to commercialize the unit modular building system through the basic experiments, research of theoretical analysis and the achievement of seismic performance. This study derived to develop the derails in the beam-to-column joint and to carry out structural performance test. Test results, a joint with thickness of 6.0T can be possible to maintain the plastic rotational angle for strength and seismic performance. Therefore, joint with thickness of 6.0T is able to apply when considering reinforcement in the local of stress concentration.

모듈러 골조의 각형강관 기둥과 C형강 보 접합부의 거동 평가

이상섭,박금성,홍성엽,배규웅,Lee, Sang Sup,Park, Keum Sung,Hong, Sung Yub,Bae, Kyu Woong 한국강구조학회 2015 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.27 No.5

모듈러 건축은 사전에 설계 검토된 건물 요소를 공장에서 모듈로 제작하여 현장으로 운송 조립하는 프리패브 건축 시스템이다. 모듈러 건축물의 구조 형식은 공법, 재료, 부재 구성 등에 따라 다양하게 구분될 수 있지만 사용되는 모듈의 구조 형식은 크게 벽식과 가구식으로 나눌 수 있다. 벽식 모듈은 모듈의 입면을 패널을 이용하여 구성하여 수직하중과 수평하중을 전달시키는 방식이다. 가구식 모듈은 기둥과 보를 이용하여 모듈을 구성하고, 용도에 맞춰 입면을 마감하거나 개방시켜 놓는 방식이다. 이 두 가지 모듈 방식은 국내에도 사용된 바 있으나 최근 가구식 모듈이 보편화되고 있다. 가구식 모듈의 기둥 부재로 각형강관이 일반적으로 사용되고 있으며, 보 부재로 C형강 또는 H형강이 사용되고 있다. 각형강관이 기둥 부재로 사용된 가구식 모듈간 접합을 위해 각형강관 기둥 단부에 고력볼트를 채우기 위해 액세스 홀을 가공하는 경우가 있다. 액세스 홀은 볼트체결을 위해 사람의 손이나 공구가 폐쇄형 단면인 각형강관 내부에 접근하기 위한 개구부로 액세스 홀은 기둥-보 접합부의 거동에 영향을 미치는 패널존을 약화시킬 가능성이 높다. 이 연구에서는 가구식 모듈의 기둥-보 접합부 거동에 영향을 미치는 액세스 홀, 기둥 두께, 다이아프램을 변수로 5개의 실험체를 제작하여 실험을 실시하였고 그 결과를 분석하여 제시하였다. Modular building is a prefabricated construction system for building where factory-produced pre-engineered modular units are delivered to site and assembled as substantial elements of a building. There are two basic kinds of modular structures. One is a load-bearing wall structure designed to transfer the load through longitudinal walls. The other is a frame structure composed of columns and beams. For frame structure, square hollow section is often used as a column member and channel as a beam member in modular unit. Lower and upper modules are fasten with bolts via a pre-installed access hole in the SHS column. However, the access holes can weaken the panel zone that would affect the behavior of beam to column connection. The 5 specimens of beam to column connections with parameters of access hole, column thickness and diaphragm were made and this paper describes the test results.

복합스터드의 압축 좌굴 거동

이상섭,배규웅,Lee, Sang Sup,Bae, Kyu Woong 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.5

유럽을 중심으로 스틸스터드의 약점으로 지목 받고 있는 열교현상을 억제하기 위한 스터드 개선 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 크게 마감재와 접촉 면적을 줄이는 방법, 웨브면에서 열전달 경로를 늘이는 방법, 열전도성이 낮은 소재를 사용하는 방법, 그리고 스터드를 피복하는 방법으로 구분할 수 있다. 비교적 저층의 주거용 건축물을 대상으로 하는 국외의 경우 에너지 소비에 초점이 맞춰져 있지만, 본 연구의 경우 중층화를 대비하여 구조적 성능도 고려하여 아연도금강판(SGC58)과 FRP를 에폭시로 부착하여 150SL 형태의 복합스터드를 개발하였다. 복합스터드의 소재로는 두께 1.0mm과 1.2mm 강판과 두께 4mm(4ply), 6mm(6ply)의 FRP를 적용하였고, 4가지의 접합 상세에 대한 제작 및 실험을 통해 최종적으로 우수한 결과를 보인 2가지를 선택하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 개발된 복합스터드의 압축 성능을 확인하기 위해 2가지 접합 상세에 대해 단면 높이인 150mm에 대해 3, 6, 9, 12배 길이에 대해 압축 실험을 계획하였고, 기존 스틸 스터드와 비교하기 위하여 동일 형태의 비교 실험체도 제작하였다. 실험결과, 복합스터드의 최대하중은 강판 두께 1.0mm인 경우 동일 두께의 스틸 스터드보다 평균 1.62배, 1.2mm인 경우 평균 1.46배 증가하였으며, 가력 종료 시점에 이르기까지 일체 거동을 보여 구조적으로 우수함이 입증되었다. An investigation was conducted on the activities around Europe in order to solve the problem of the thermal bridging of steel studs, which had caused a significant disadvantage. This study included the following: diminishing the contact area between the studs and the sheathing, lengthening the heat transfer route, replacing the steel web with a less conductive material, and placing foam insulation in locations where the thermal shorts are most critical. Although energy efficiency is usually the focus of such foreign cases because their stud application is mostly limited to low-rise residential buildings, both structural and thermal performance are taken into consideration in this study because these target middle-story buildings. A hybrid stud composed of steel and polymer was also developed. This hybrid stud, which is 150 SL in size, is made of a galvanized steel sheet (SGC58) and a glass fiber reinforced polymer (GFRP) withepoxy bonding. A total of 32 specimens were manufactured. Its parameters comprise two types of connection detail,s: the thickness of steel (1.0mm and 1.2mm) and of the GFRP (4mm-4ply and 6mm-6ply), and the ratio of the length to the depth (L/D = 3, 6, 9, 12). Steel stud specimens with the same conditions were compared to the hybrid stud. The test revealed that in the case of the steel specimen with a thickness of 1.0mm, the maximum load of hybrid studs increased an average of 1.62 times comparedto that of the steel stud. In the case of the steel specimen with a thickness of 1.2mm, on the other hand, the average increase was 1.46times. All specimens showed full composite action until the collapse.

강-PC 복합모듈러 골조의 합성보에 대한 구조성능 평가

이상섭,박금성,배규웅,최윤철,Lee, Sang Sup,Park, Keum Sung,Bae, Kyu Woong,Choi, Yoon Chul 한국강구조학회 2017 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.29 No.5

This study was performed in order to develop of the new modular construction system. For the modular construction method that is currently applied in the country, it is very expensive in terms of material costs and fire resistance because it uses only the steel C-type beam. In order to overcome this, and the practical application of new steel-PC hybrid module construction system. Improvement and development of the cross-section of the structural beam member in order to be carried out first. An experiment was carried out by making three specimens. Experiment result, the composite beam was dominated by the horizontal shear failure. It was evaluated through a nonlinear analysis and experimental & theoretical for the structural performance the composite beam member. 본 연구는 새로운 모듈러 시스템을 개발하기 위한 목적으로 수행하였다. 현재 국내에서 적용되고 있는 모듈러 시스템은 C형 강재보만을 사용하기 때문에 재료비와 내화 측면에서 매우 고가이다. 이를 극복하기 위하여 새로운 강-PC형의 복합모듈러 시스템을 개발하고자 하였다. 우선, 보 단면 형상을 개선하여 개발하기 위한 연구를 진행하였다. 3개의 실험체를 제작하여 휨성능 평가를 위한 실험을 수행하였다. 실험결과, 합성보는 수평전단 파괴에 의해 지배되는 것으로 나타났다. 또한, 비선형 유한요소해석을 수행하여 실험과 이론식과 비교를 통해 구조적 성능을 평가하였다.

연결 강판 형상에 따른 모듈러 유닛 간 접합부의 거동 비교

이상섭,배규웅,박금성,Lee, Sang Sup,Bae, Kyu Woong,Park, Keum Sung 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.6

모듈러 건축물에서 모듈러 유닛 사이의 접합은 연결 강판을 이용하여 볼트 접합하는 것이 일반적이다. 건축물의 강도는 가장 약한 부분에 의해 결정되며, 접합부는 부재보다 약한 부분이 될 가능성이 있다. 따라서 모듈러 건축물의 안전성을 확인하기 위해 모듈 내부 기둥-보 접합부의 구조성능뿐 아니라 모듈러 유닛과 유닛 접합부의 구조성능도 평가되어야 한다. 이 연구에서는 각형강관 기둥과 ㄷ형강보가 사용된 모듈이 일자형 접합철물과 십자형 접합철물로 연결된 접합부의 거동을 KBC2009 0722.2.4에 따라 모듈의 폭 방향과 길이 방향에 대해 층간 변위각으로 반복 가력을 제어하는 실험을 통해 조사하였다. 실험결과 모든 실험체는 0.04rad 변위각까지 비교적 안적정인 거동을 보였고, 길이 방향 실험체의 결과가 에너지 흡수능력 면에서 좋은 거동을 보였다. 그러나 일자형 연결 강판이 십자형 연결 강판에 비해 변위각이 커질수록 강성이 저하하고, 기둥의 실제 변위각이 늘어나는 결과를 보였다. For the connections between modular units in modular buildings, the bolted joints with connector plates are used commonly. The strength of structure is determined by the weakest part of structure and the connections may be weaker than the members being joined. Therefore, to check the safety of modular building, the structural performance of connections between modular units as well as that of beam-to-column connections should be evaluated. In this study, the behavior of module to module connection with straight and cross shaped connector plates is investigated by lateral cyclic tests according to KBC2009 0722.2.4 which shall be conducted by controlling the story drift angle in the width and the longitudinal direction respectively. All of test results generally show the stable ductile behavior up to 0.04rad drift levels and the tests in longitudinal direction show a superior energy dissipation per cycle in each of the load steps. However, the straight shaped connector plates have the degradation of stiffness with cyclic loading and the larger drift angle of column than the cross shaped connector plates.

경량합성 패널의 압축성능 평가에 관한 실험적 연구

이상섭,박금성,Lee, Sang Sup,Park, Keum Sung 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.5

본 논문은 스틸스터드로 구성된 골조에 경량기포 모르터를 충전하여 제작한 경량합성벽체의 압축 실험을 통한 압축 성능의 평가에 대한 연구이다. 경량기포 모르터의 비중(80, 120), 마감재(경량기포 모르터, OSB, 석고보드) 및 패널의 고정 방식을 변수로 하여 실험체를 제작 실험하였다. 선행 연구결과와 고정부를 개선시킨 경량합성 벽체의 압축성능에 대해 실험을 통해 조사한 결과, 상세개선으로 인한 경량합성패널의 압축 최대하중은 1.07배, 초기강성은 24배 이상 성능이 크게 향상되었다. 비중과 마감재가 동일한 실험체의 경우에는 최대하중은 2.7배, 초기강성은 15배 이상 압축으로 인한 성능이 크게 향상됨을 알 수 있다. 국내설계기준에 의해 계산한 최대하중값과 실험값은 비교적 잘 일치하였다. The purpose of this paper is to evaluate experimentally the compressive performance of horizontal joints for light-weight hybrid panel in-filled with light-weight foamed mortar. The parameters include the presence of light-weight foamed mortar, the specific gravity of light-weight foamed mortar (0.8, 1.2), the finishing materials (light-weight foamed mortar, Oriented Strand Board [OSB], gypsum board), and the fixed shape of the hybrid panel. As the improved details for fixed end, the peak strength and the stiffness of the light-weight hybrid panel are enhanced as follows: 1.07-2.7 times in peak load, 15-24 times in initial stiffness. The peak strength of the light-weight hybrid panel obtained by the test result is in agreement with the calculations, which is the criterion value according to the domestic code.

건축용 프리캐스트 콘크리트 모듈의 설계 및 안전성 검토

이상섭,박금성,Lee, Sang-Sup,Park, Keum-Sung 한국공간구조학회 2020 한국공간구조학회지 Vol.20 No.3

The purpose of this study is to develop precast concrete modules that can be used as a booth and a single-story building with a large space. This precast concrete module is originally designed to have a hexagonal facade when the upper and lower parts, which are symmetrical about horizontal connection line, are combined. A structural design was conducted to ensure structural safety of these precast concrete modules and to extend the slope of the inclined members as far as possible. Then the finite element analysis was performed to estimate the lateral and vertical deflection of complete precast concrete modular structures. And to verify the structural safety of these precast concrete modules, weight loading tests were conducted on the upper and lower modules respectively.