선형 적응적 가중 응답면기법에 의한 현수교의 위험도 분석

조태준,김이현,조효남,Cho, Tae Jun,Kim, Lee Hyeon,Cho, Hyo Nam 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.1

study deals with the reliability assesment for the 5-year phases of a suspension bridge construction in Korea. The main objectives of this study are; (1) the evaluation of the reliability of a suspension bridge by considering an ultimate limit state for the fracture of main cable wires, (2) the determination of the critical phases among 28 construction stages for the deck erection, and (3) the evaluation of the reliability of the limit state for the erection control during construction stages. The research and the design of the suspension bridge have been focused on the state of construction mainly based on empirical data. Based on the recent survey of the distribution of accidents in Korean railways, over 80% of the accidents related to the uncertainties in human error, planning, design, materials and loads during construction have ben reported before the completion of construction. While many researches have evaluated the safety of bridges, the uncertainties in the construction phases have not been well treated in a guidelines or a specifications. An improved adaptive response surface method is used for the risk assessment in the construction phases of the target suspension bridge. 국내 시공 중인 현수교의 시공단계에 대한 신뢰성 해석을 통한 위험성 평가를 실시하였다. 본 논문의 주요 연구목표는 (1) 현수교주케이블 소선의 파단에 대한 신뢰성 해석, (2) 보강형 거더 가설 28단계에 대한 위험단계 결정, (3) 보강형 거더 가설중 시공관리에 대한 한계상태의 신뢰성 평가이다. 기존의 현수교에 대한 연구와 설계는 주로 경험적인 데이터에 의존해 왔으나 최근 조사된 자료에 의하면 교량의 완공 전에 발생하는 사고의 원인의 80%는 인간의 오류, 계획, 설계, 재료 및 하중의 불확실성과 관련되어 있다. 교량의 완성계에 대해서는 많은 연구가 수행되어왔으나 시공중의 불확실성에 대해서는 시방서나 지침 등으로 정리되어 있지 않은 부분이 많다. 개선된 선형 적 용적 응답면기법을 사용하여 예제교량의 시공단계에 대한 위험성 평가를 하였다.

An Improved Analysis Model for the Ultimate Behavior of Unbonded Prestressed Concrete

조태준,김명한,Cho, Taejun,Kim, Myeong-Han Korean Association for Spatial Structures 2017 한국공간구조논문집 Vol.17 No.4

An innovative analysis method is proposed in this paper for the determination of ultimate resistance of prestressed concrete beams. The proposed method can be applied to simply supported or continuous beams in a unified manner whether structure and external loads are symmetric or not. Through the iterative nonlinear strain compatibility solutions, this method can also be applied to the non-prismatic section/un-symmetrical composite structures under moving load. The conventional studies have used the failure criteria when the strain of concrete reaches 0.003. However compared with bonded case, the value of strain in the reinforcement is much smaller than bonded case, thus, unbonded prestressed cases show compressive failure mode. It is shown that the proposed method gives acceptable results within 5% error compared with the prior experimental results. It can be shown that the proposed method can reach the solution much faster than typical three-dimensional finite element analysis for the same problem. This method is applicable to the existing unbonded prestressed members where deterioration has occurred leading to the reduced ultimate resistance or safety. In all, the proposed procedure can be applied to the design and analysis of newly constructed structures, as well as the risk assessment of rehabilitated structures.

도로상 부구조물(교통표지판 및 가로등 지주)의 설계여정

조태준,김명한,지효선,Cho, Taejun,Kim, Myeong-Han,Ji, Hyo-Seon 한국복합신소재구조학회 2015 복합신소재구조학회논문집 Vol.6 No.3

As a preparation of a design standard regarding road facilities, such as cantilever columns for traffic lights, street lights on highways is proposed. Currently these minor structures are designed based on guidelines which are mixed with multiple old foreign specifications without any criteria in terms of safety and economy, which could lead irregular safeties and the loss of national properties. In the considered two cases for effective projected area, it is found that following efficient way of design without critical analyses could make significant errors and miscalculations. Therefore, a fundamental research on the minor structures is urgently needed.

체계신뢰성 평가와 비교한 응답면기법에 의한 강재아치교의 위험성평가

조태준,Cho, Tae-Jun 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.3

복잡한 구조물의 유한요소해석 응답값으로부터 계산된 요소신뢰성 지수와 파괴확률은 음함수의 미분 및 극히 작은 파괴확률의 계산상 1계2차 모멘트법 (FOSM)과 몬테카를로 시뮬레이션(Monte-Carlo Simulation)의 적용이 어려우므로, 선택된 확률변수만의 함수인 한계상태방정식을 음함수로 구성하는 응답면기법을 적용하여, 기본설계단계의 아치교량의 설계값으로 구성된 확률변수를 고려하여 교량시스템의 완성단계에 대한 위험성을 해석하였다. 체계신뢰성 해석에서는 모든 붕괴모드의 발생경로와 단면에 대한 해석에 많은 시간이 소요되어 유한요소 구조해석 결과와 기존의 아치교 사고사례 등을 통해서 밝혀진 중요한 위험경로 및 위험단면의 파괴를 일으키는 사건에 대하여만 고려하였다. 교량시스템의 체계신뢰성을 평가하여 상관관계의 변동에 따른 시스템붕괴에 대한 발생확률의 상하한계를 결정하였다. 시스템의 요소간 저항연결구조는 요소파괴의 순서와 전체강성의 감소정도에 따라서 결정하였다. 체계신뢰성에서 검토되지 않는 다른 요소간의 상관관계를 검토하기 위해서 가정된 붕괴순서와 다른 거동을 보일 경우에 대해서는 통계적으로 독립된 요소들의 파괴와 그 모든 붕괴모드 조합경우에 대해서 검토하였다. 붕괴모드조합의 검토 결과 거더와의 파괴조합과 아치리브와의 파괴조합에서 체계신뢰성보다 위험한 상한계 시스템 파괴확률과 안전한 하한계 파괴확률이 발견되었다. Probabilistic Risk Assessment considering statistically random variables is performed for the preliminary design of an Arch Bridge. Component reliabilities of girders have been evaluated using the response surfaces of the design variables at the selected critical sections based on the maximum shear and negative moment locations. Response Surface Method (RSM) is successfully applied for reliability analyses lot this relatively small probability of failure of the complex structure, which is hard to be calculated by Monte-Carlo Simulations or by First Order Second Moment method that can not easily calculate the derivative terms in implicit limit state functions. For the analysis of system reliability, parallel resistance system composed of girders is modeled as a parallel series connection system. The upper and lower probabilities of failure for the structural system have been evaluated and compared with the suggested prediction method for the combination of failure modes. The suggested prediction method for the combination of failure modes reveals the unexpected combinations of element failures in significantly reduced time and efforts, compared with the previous permutation method or conventional system reliability analysis method.

응답면기법을 활용한 피로균열진전 신뢰성 평가

조태준,김이현,경갑수,최은수,Cho, Tae Jun,Kim, Lee Hyeon,Kyung, Kab Soo,Choi, Eun Soo 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.6

철도교량은 무거운 축하중이 작용하여 구조부재의 전체 강도에서 활하중이 차지하는 비율이 높기 때문에 피로에 의한 손상이 클 뿐만 아니라 계속적으로 변화하는 하중환경에 의해 피로손상이 빠르게 진행될 가능성이 있으므로 이에 대한 안전성을 체계적이고 분석적으로 평가할 수 있는 방법이 요구된다. 철도교량에서 구조부재별 피로균열의 생성위치 및 성장속도는 발생응력의 범위와 횟수, 구조시스템의 강성에 관련되어 있다. 구조시스템의 강성은 계획주체, 설계자, 시공자, 유지관리주체 각각의 특성과 불확실성을 포함하고 있으며, 시간의존적 하중과 저항의 특성에 의해서 추계학적으로 변화하게 된다. 그러므로 이러한 하중 및 저항에서의 각각의 불확실성을 정량적이고 객관적으로 표현할 수 있는 신뢰성에 기초한 평가기법을 개발하였다. 철도 및 지하철교량 등의 피로파괴에 대한 확률론적 평가를 위하여 응답면 기법(Response Surface Method, RSM)과 일계이차 모멘트 기법(First Order Second Moment method, FOSM)을 사용하여 피로균열진전과 잔존수명을 평가하였다. 응력변동 범위를 설계변수로 변화시키면서, 중요한 설계입력 변수로 한계상태 방정식을 구성하고 다양한 피로 수명(100년, 75년 등)후의 파괴확률을 예측하여 설계피로수명에 대한 신뢰성 지수계산 및 발생확률을 분석사례로 제시하였다. Due to the higher ratio of live load to total loads of railway bridges, the accumulated damage by cyclic fatigue is significant. Moreover, it is highly possible that the initiated crack grows faster than that of highway bridges. Therefore, it is strongly needed to assess the safety for the accumulated damage analytically. The initiation and growth of fatigue-crack are related with the stress range, number of cycles, and the stiffness of the structural system. The stiffness of the structural system includes uncertainties of the planning, design, construction and maintenance, which varies as time goes. In this study, the authors developed the design and risk assessment techniques based on the reliability theories considering the uncertainties in load and resistance. For the probabilistic risk assessment of crack growth and the remaining life of the structures by the cyclic load of railway and subway bridges, response surface method (RSM) combined with first order second moment method were used. For composing limit state function, the stress range, stress intensity factor and the remaining life were selected as input important random variables to the RSM program. The probabilities of failure and the reliability indices of fatigue life for the considered specimen under cyclic loads were evaluated and discussed.

상온 이온성액체를 이용한 호기성 벤질 알코올 산화반응용 Pd/TiO₂ 촉매 제조

조태준,유계상,Cho, Tae Jun,Yoo, Kye Sang 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.3

호기성 벤질 알코올 산화반응을 위하여 팔라듐이 담지된 이산화티타늄 촉매를 제조하였다. 반응점으로 사용되는 팔라듐 입자의 특성을 조절하기 위하여 8종류의 상온 이온성액체를 촉매 합성 시 사용하였다. 최적의 촉매특성을 규명하기 위하여 300, $400^{\circ}C$ 및 $500^{\circ}C$로 소성하여 반응을 수행하였다. 소성온도가 증가할수록 비표면적과 기공부피가 감소 하였지만, 기공크기는 커다란 변화가 없었다. 그러나 사용한 이온성액체의 종류에 따라 촉매의 물리적 특성은 다르게 나타났다. 동일한 반응조건에서 사용한 이온성액체와 소성온도에 따라 촉매의 반응활성에 차이를 보였다. 대부분의 경우 $400^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 우수한 반응활성을 보였다. 하지만 1-Octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate 와 1-Octyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate를 이용하여 제조한 촉매의 경우 $300^{\circ}C$에서 소성한 경우 반응활성이 우수하였다. 본 실험에서 사용한 촉매들 중에서 1-Octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate를 사용하고 $400^{\circ}C$에서 소성한 촉매가 가장 우수한 반응활성을 보였다. $Pd/TiO_2$ catalysts for aerobic benzyl alcohol oxidation were synthesized and eight different room temperature ionic liquids were used to control the palladium properties as active sites. $Pd/TiO_2$ particles were also calcined at 300, 400 and $500^{\circ}C$ to obtain an optimum catalyst. As the calcination temperature increased, the surface area and pore volume of catalyst decreased, but negligible changes were observed for the pore size of catalyst. However, the structural properties of catalyst varied with respect to the type of ionic liquids. Under identical reaction conditions, different catalytic activities were obtained depending upon the calcination temperature and type of ionic liquids. Mostly, the catalyst calcined at $400^{\circ}C$ showed higher catalytic activity than those at other temperatures. However, the catalyst prepared with 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate and 1-octyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate showed good catalytic performance after calcination at $300^{\circ}C$. Among the catalyst, $Pd/TiO_2$ prepared with 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate and calcined at $400^{\circ}C$ showed the highest catalytic activity.

가연성 파이프 시공에 의한 전통가옥지붕에 매설된 자동소화장치

조태준,김재준,Cho, Taejun,Kim, Jae-Jun 한국복합신소재구조학회 2014 복합신소재학회논문집 Vol.5 No.2

숭례문과 같은 목조 구조물에서는, 소화(消火)가 지붕내부에서 발생하는 경우, 기존 소화장비로 소화가 불가능하여 지붕구조를 해체하기 전에는 소화가 거의 불가능해진다는 문제점이 있다. 본 연구에서 제안하는 경사진 직선 파이프배치에 의한 지붕에 매설된 자동소화장치는 고 건축물(古建築物)의 내부에서 발생한 화재를 신속하고 효과적으로 진압하기 위한 것이다. 본 자동 소화장치는 화재 검출기의 검출 신호에 의해서 다수의 직선 파이프로 소화배체를 공급하여 화재 발생시 소화작동을 하는 소화 시스템을 구비하는데, 건축물의 지하 또는 별도의 장소에 각종 소화 기기들이 위치되고 배관을 통하여 상기 직선 파이프에 소화수 또는 소화 가스를 제공한다. 건축물의 지붕 내부에 구비된 적심상에 다수의 직선 파이프들이 배치되고, 적심 구멍에 스프링클러가 배치되며, 건축물의 실내에는 화재 감시 카메라 또는 열감지 센서와 같은 화재 검출기들이 배치 된다. 소화 수에 의한 화재 진압에 선행하여 상기 메인 파이프와 직선 파이프에는 하론 가스와 같은 소화 기체가 충전되도록 하고, 화재 발생시 이와 같은 하론 가스가 먼저 스프링 클러를 통하여 분사되도록 한 다음, 하론 가스의 소모완료시 자동으로 가압수 장치로 전환되도록 밸브계통을 자동제어 할 수 있다. 또한 직선 파이프들은 지붕을 다수의 구역으로 나누고, 그 구역에 맞추어 구역 별로 소화 수가 공급되도록 하여 메인 파이프를 설치하고, 이에 직선 파이프들을 연결하고 있기 때문에 화재 진압시 다량의 소화 수를 일시에 공급할 수 있고, 그에 따라서 귀중한 문화재산의 신속한 자동 소화가 가능해진다. This invention is purposed to provide an innovative solution for the inside of roof structures, which is cultural assets. The Asian old houses generally have several layered roofs on top of the structures. If a fire has started inside of the roof, it is hard to be extinguished before eliminating all the upper layers of the roof. This invention provides pre constructed embedded pipes, which is flammable and easy to be dissolved by the fire. The material of pipe is composed of rubbers, of which the combustion point is so low that the extinguishing of initial fire is possible without additional fire service. The inside of pipe is filled with halon gas. If the filled gas is consumed after ignited by fire, additional fire extinguishing water is supplied. If the flexible pipes are totally combusted by a big fire, the sprinkler at the end of inflexible pipe will work continuously, which is located between flexible and inflexible pipes. The extinguishing pipe network is suggested as dividing whole roof as multiple sections for a swift fire extinguishing in case of intentional or natural fire attack to our invaluable cultural assets.

개선된 응답면기법에 의한 신뢰성 평가

조태준,김이현,조효남,Cho, Tae Jun,Kim, Lee Hyeon,Cho, Hyo Nam 한국강구조학회 2008 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.20 No.1

응답면기법(RSM, Response surface method)은 복잡한 구조물의 매우 작은 발생확률이나 신뢰성해 석에서 폭넓게 사용된다. MCS(Monte-Carlo Simulation)방법은 어떤 시스템의 평가에서도 사용될 수 있으나 해석시간이 파괴확률의 역수에 비례하게 되어 발생확률이 매우 희박한 시스템의 평가에 불리하다. 확률유한요소해석법은 이러한 MCS의 한계점을 해결해 줄 수 있는 대안이 될 수 있다. 그러나 이 방법은 평균과 표준편차 등이 모델링 (내부 프로그래밍)된 특별한 프로그램에서만 적용 가능하며 임의의 범용소프트웨어의 응답을 모델링하거나 임의의 프로그램의 특성을 이용할 수가 없다. RSM방법은 복잡한 구조시스템에서 응답에 대한 회귀모델을 구성하여 효율적인 해석단계를 통해 시간과 노력을 획기적으로 절감시킬 수 있다. 그러나 RSM의 정확도는 한계상태방정식의 선형성과 축점간의 거리에 영향을 받게 된다. 이런 단점을 해결하기 위해 한계상태방정식의 선형성과 무관하게 정확한 수렴해를 구하기 위한 개선된 적응적 응답면기법을 개발하고 선형과 2차형식의 응답면방정식에 대한 2가지 예를 들어 검증하였다. 검증결과 가장 효율적인 RSM기법을 결정하였다. 개발된 선형적응적가중응답 면기법 (linear adaptive weighted response surface method, LAW-RSM)은 비적응적이거나 비가중형식의 2차 RSM기법에 비해서 정해의 신뢰성지수에 가장 근접한 정확성과 수렴성을 나타낸다. response surface method (RSM) is widely used to evaluate th e extremely smal probability of ocurence or toanalyze the reliability of very complicated structures. Althoug h Monte-Carlo Simulation (MCS) technique can evaluate any system, the procesing time of MCS dependson the reciprocal num ber of the probability of failure. The stochastic finite element method could solve thislimitation. However, it is limit ed to the specific program, in which the mean and coeficient o f random variables are programed by a perturbation or by a weigh ted integral method. Therefore, it is not aplicable when erequisite programing. In a few number of stage analyses, RSM can construct a regresion model from the response of the c omplicated structural system, thus, saving time and efort significantly. However, the acuracy of RSM depends on the dist ance of the axial points and on the linearity of the limit stat e functions. To improve the convergence in exact solution regardl es of the linearity limit of state functions, an improved adaptive response surface method is developed. The analyzed res ults have ben verified using linear and quadratic forms of response surface functions in two examples. As a result, the be st combination of the improved RSM techniques is determined and programed in a numerical code. The developed linear adapti ve weighted response surface method (LAW-RSM) shows the closest converged reliability indices, compared with quadratic form or non-adaptive or non-weighted RSMs.

전문직공무원의 성과에 관한 연구 : 전문직공무원과 일반공무원의 인식비교를 중심으로

조태준(Cho, Taejun),최성주(Choi Sungjoo),김상우(Sangwoo Kim) 한국인사행정학회 2021 한국인사행정학회보 Vol.20 No.2

본 연구는 “공직의 전문성 강화를 위한 탐색적 고찰: 전문직공무원 제도를 중심으로”(조태준, 2020)의 후속 연구이다. 본 연구는 규범적 차원에서 전문직공무원 제도의 성과를 연구한 선행연구의 한계를 개선하기 위한 목적으로 조직행태의 차원에서 전문직공무원 제도의 성과를 실증하는 데 초점을 두었다. 전문직공무원 제도의 설계를 위한 기반 연구였던 조태준 외(2016)는 전문직공무원에게 적용되는 인사관리 방식의 차이로 인해 전문직공무원 개인의 긍정적인 행태변화가 나타날 것으로 가정하였다. 본 연구는 혁신행동, 직무몰입, 그리고 심리적 임파워먼트라는 세 가지의 변수에 대한 전문직공무원과 일반공무원의 인식 차이를 비교함으로써 전문직공무원의 긍정적인 행태변화 가능성을 실증하였다. 분석 결과, 전문직공무원은 혁신행동, 직무몰입, 그리고 심리적 임파워먼트라는 변수에서 일반공무원에 비해 통계적으로 유의미한 수준에서 높은 평균값을 보였다. 즉, 조태준 외(2016)가 가정한 전문직공무원 도입에 따른 개인 차원의 긍정적 행태변화 가능성을 실증하였다. 또한, 분석 결과를 근거로 전문직공무원 제도의 함의를 토론하고 향후 확대 필요성을 제안하였다. This study is a follow-up article titled “Exploratory analysis on strengthening public professionalism: Focusing on institutions for improving public professionalism” (Cho, 2020). To improve the previous study’s limitations concerning the normative approaches, this study focuses on demonstrating how professional civil service system performs in terms of organizational behavior. Cho et al. (2016) posited those differences in the personnel management system, which would improve the positive changes in behavior of professional civil servants when applied to them. Thus, this study confirms the possibility of positive changes in behavior among professional public officials by comparing the differences in the perceptions of professional and public officials relating to three variables: innovative behavior, job involvement, and psychological empowerment. For all the variables, the mean value among professional public officials was higher than that among public officials. In other words, it verifies the possibility of positive behavioral changes at the individual level in accordance with the adoption of the professional civil service system assumed by Cho et al. (2016). Furthermore, we discuss the implications of our research results for the professional civil service system and suggest that expanding the professional civil service system is necessary.

호기성 벤질 알코올 산화반응을 위한 팔라듐 이산화티타늄 촉매 개발

조태준 ( Tae Jun Cho ),유계상 ( Kye Sang Yoo ) 한국공업화학회 2014 공업화학 Vol.25 No.3

Pd/TiO2 particles were prepared by wet impregnation for aerobic benzyl alcohol oxidation. Catalysts were prepared by the impregnationof 10 wt% palladium on TiO2 after calcination at various temperatures. The surface areas of the catalysts werechanged with calcination temperature. The catalyst calcined at 300 ℃ possessed the highest surface areas. Catalytic activityof the prepared samples was examined for aerobic benzyl alcohol oxidation. Among the samples, Pd/TiO2 calcined at 300 ℃showed the highest catalytic activity. Moreover, the catalysts with various Pd concentrations from 5 wt% to 15 wt% were preparedto investigate an optimum catalyst. 10 wt% Pd/TiO2 was the most active in this reaction due to its higher surface areasand metal dispersion.