내구성 향상을 위한 고성능 콘크리트의 개발과 활용

변근주,Byeon, Geun-Ju 한국건설안전협회 1995 建設 安全技術 Vol.15 No.-

다음은 지난 1월 24일 열린 ‘전문건설 신기술 세미나’에서 연세대 변근주 교수 (우리 협회 비상근전문위원)가 주제발표한 내용으로 이에 소개한다.

일생을 토목과 제자 사랑에 헌신하신 황학주 교수님을 추모하면서

변근주 대한토목학회 2013 대한토목학회지 Vol.61 No.3

설계민감도를 이용한 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화

변근주,최홍식,Byun, Keun Joo,Choi, Hong Shik 대한토목학회 1989 대한토목학회논문집 Vol.9 No.1

철근 콘크리트 뼈대구조는 설계변수가 많고, 목적함수의 제약조건이 복잡하여 주로 반복적인 재해석에 의하여 최적해에 접근하는 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 다단계분할(multilevel decomposition)에 의하여 최적화 문제를 형성하여 재해석과정을 줄이고 효과적으로 설계변수를 취할 수 있도록 하였다. 최적화의 단계는 첫째 단계에서 비선형거동에 의한 재분배모멘트의 설계공간을 계산하여 설계모멘트에 대한 제약조건식을 형성하고, 둘째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 셋째 단계에서는 설계단면을 최적화하였다. 이때 재분배 모멘트의 최적화에 따른 첫째 단계의 모멘트의 설계공간의 변화는 부재력 변화량 추정(force approximation technique)에 의하여 수정하도록 하며, 변수를 단계별로 줄여 수렴을 가속화시킬 수 있도록 하였다. 최적화 문제의 목적함수로는 경비함수를 취하였으며 영국 CP110의 한계상태설계법을 이용하여 부재의 응력제약조건식을 유도하고, 설계예를 통하여 본 연구의 타당성과 효율성을 구명하였다. In the design of reinforced concrete framed structures, which consist of various design variables, the objective and the constraint functions are formulated in complicated forms. Usually iterative methods have been used to optimize the design variables. In this paper, multilevel formulation is adopted, and design variables are selected in reduced numbers at each level, to reduce the iterative cycle and to accelerate the convergence rate. At level 1, elastic analysis is performed to get the upper and lower bounds of the redistributed design moments due to inelastic behavior of the frame. Then the design moments are taken as design variables and optimized at level 2, and the sizing variables are optimized at level 3. The optimization of redistributed moments is performed using the design sensitivity obtained at the level 2, and force approximation technique is used to reflect the variation of design variables in the lower level to the upper level. The design variables are selected in reduced numbers at each level, and the optimization formulation is simplified effectively. A cost function is taken as the objective function, and the constraints of the stress of the structures are derived from BSI CP 110 following limit state theory. Numerical examples are included to prove the effectiveness of the developed algorithm.

뉴스초점: 폭발하중을 받는 방호구조물의 계획과 설계

변근주,남진원,변재한,김호전,Byun, Keun-Joo,Nam, Jin-Won,Byun, John,Kim, Ho-Jin 한국기술사회 2011 技術士 Vol.44 No.5

Design of blast resistant structures (protective structures) require the adequate design and construction practices as well as the knowledge of characteristics of the blast loads, behavior of structures and their components under these loads. This paper focuses on how to design and evaluate the structures for blast resistance, and provides principles and discussion on analysis and design capability in protective technology and recommendations.

경량기포콘크리트의 개발에 관한 연구

변근주,송하원,박상순,안상기 대한토목학회 1996 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.1996 No.1

반복하중을 받는 콘크리트의 누가손상 특성

변근주,김문겸,한상훈,Byun, Keun Joo,Kim, Moon Kyum,Han, Sang Hoon 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

Cumulative damage characteristics of concrete, on which rapetitive loads are applied, are investigated. Preliminarily, a series of uniaxial compression tests on cylindrical specimens of plain concrete is carried out to find out that, among various factors, stress levels of repetitive loadings and loading order are the most governing factors of cumulative damage of concrete. Based on this preliminary study, fatigue tests are carried out applying two levels of stresses, stepwisely. As a result, it is found that characteristics of cumulative damage of concrete are governed by nonlinear relationships and do not follow Miner's linear theory. It is also observed that cumulative damage characteristics and static strengths of concrete vary with loading history of stresses. Empirical equations which may be useful in predicting fatigue characteristics and remaining life of concrete stuctures are proposed for concrete subjected two stress levels. 본 논문에서는 압축반복하중을 받는 콘크리트의 피로누가손상 특성이 연구되었다. 압축을 받는 무근콘크리트의 원주형 공시체에 대한 기초실험을 통하여, 콘크리트의 누가손상에는 여러 인자들 중에서 반복적으로 작용되는 응력의 수준과 재하순서가 가장 크게 영향을 마친다는 것을 발견하였다. 이를 기초로 2단계 응력수준 조건하에서의 피로실험을 실시하여, 콘크리트의 누가손상특성은 Miner의 선형이론을 따르기 보다는 오히려 비선형의 상관관계를 가지며, 응력의 재하방법에 따라 누가손상의 특성과 콘크리트의 정적강도가 변화됨을 구명하였다. 또한 본 연구를 통하여 2 단계 응력수준하에서 콘크리트의 피로특성과 콘크리트구조의 잔존수명을 예측하는데 사용될 수 있는 실험공식이 도출되었다.

國內 各 機關에 散在해 있는 Journal 目錄

邊根周 대한토목학회 1976 대한토목학회지 Vol.24 No.3

多制約條件下의 뼈대剛構造物의 離散型 最適設計

邊根周,趙孝男,黃鶴周 연세대학교 대학원 1975 延世論叢 Vol.12 No.2

A Generalized formulation for the discrete optimum design of steel framed structures under the multiple constraints including member buckling constraints is presented as a successive binary programming problem using elastic analysis. This study is an extension of the previous research (reference 2) on discrete optimization of steel framed structures considering only the linear combined stress interaction formula which do not include the instability of each member. The design problem is the allocation of member sizes from a catalog of commercially available sections in such a way as to minimize the cost of a structure within the buckling constraints, working stress constraints and/or deflection constraints. A matrix set of nonlinear buckling constraints combined with working stress constraints is derived by the stiffness method, following the network-topological approach and incorporating the nonlinear working stress interaction formula of the AISC specifications based on the basic theory of column buckling, which is taken from the CRC column formula which, in turn, is derived from the Euler elastic buckling formula and the parabolic adaptation of inelastic buckling theory. This nonlinear constraint set is successively linearized using the Tailor series expansion. The linearized set of constraints is transformed into the constraint set of a successive binary programming problen. The binary objective function of the successive binary programming formulation for minimum cost design is obtained by associating estimated unit costs of sections with binary variables. A computer program is developed for the implementation of above formulation. From the results of design examples using this program, it has been concluded that in the discrete optimum design of steel framed structures the buckling constraints should be included and could be easily incorporated into the general frame work of the formulation, and yet it has the same level of efficiency as the previous research on discrete optimization which is formulated without considering instability.

2. 사장교의 형식 및 구조계

변근주 대한토목학회 1987 대한토목학회지 Vol.35 No.3

철근 콘크리트 구조물의 Access Floor 수평진동 제어를 위한 실험 및 해석

변근주,김문겸,송하원,이호범 한국지진공학회 1997 한국지진공학회논문집 Vol.1 No.1

본 논문은 철근 콘크리트(RC) 격자보위에 설치된 access floor 에 발생하는 진동 중 수평방향 진동을 제어하기 위해 정밀 스프링 댐퍼를 이용한 실험을 이용한 실험을 통하여 수평진동 방진 시스템을 개발하였고, 대상 구조물의 진동해석을 위한 모델링과 그에 따른 해석을 수행하였다. 설계된 스프링 댐버 시스템의 방진효과를 알아보기 위하여 모형구조물에 댐퍼를 설치하지 않은 경우, 설피시 댐버를 pedestal과 pedestal에 연결하여 설치한 경우 그리고 pedestal과 격자보에 연결하여 설치한 경우로 나누어 실험을 실시하였다. 각각의 경우에 대해 충격 가진 및 외부 진동을 가해 슬래브와 access floor에서의 가속도 응답을 측정하였다. 실험결과 댐퍼를 설치한 경우에 공진 응답은 댐퍼가 없는 경우에 비해 응답크기가 감소하고, 공진 최대치도 부분적으로 저진동수 대역으로 이동하는 경향으로 나타났다. 또한 저진동수 대역에서 보다는 고진동수 대역에서 가속도 성분의 감소가 크게 나타나고 있고, 특히 외부 진동에 대해서는 상당한 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 대상 구조물의 진동해석을 유한요소법에 의해 실시 하였으며 해석을 통해서도 스프링 댐퍼 시스템의 방진효과를 확인할 수 있었고, 실험과 해석의 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구는 정밀 방.제진 시스템 및 미진동 제어 콘크리트 구조물 설계를 위해 유용하게 이용될 수 있으리라 판단된다. This paper is on the vibration control of access floor on the frames of reinforced structure. In this study, the horizontal anti-vibration system using precise spring damper was developed and modeling and vibration analysis of the RC structure was performed for the control of horizontal vibration coused by machinery and worker's moving. Experiment was done in three cases, no damper at the RC structures, dampers connecting pedestal to pedestal and pedestal to the structure, for the investigation of the effect of the system on disigned RC structure. For each experiment, the occeleration responses on slab and access floor after giving impact wave and external vibration were measured. It was shown that the magnitude of resonance response of the system with dampers are smaller than without damper and the resonance peak also partly moved to low-frequency range. Furthermore. It was shown that the acceleration components of the system with domoers decreased greatly in high-frequency range and the system was very much effective especially for external vibration. In order to verify the anti-vibration effect of the developed system, the vibration analysis was also done for the system by using the finite element modelling. The analysis results was in good agreement with experimental results. Thus, It is concluded that this study is useful for the design of precise anti-vibration system and micro-vibration control of concrete structures.