https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/376 Sun, 05 Apr 2026 00:55:58 GMT 2026-04-05T00:55:58Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21417 Title: 지진력저항 시스템에 따른 철골중심가새골조의 내진성능및 경제성분석 Author(s): 황인화 Abstract: 본 연구에서는 12층 철골구조물을 대상으로 푸쉬오버해석을 수행하여 구조물 내진성능을 확인하였고, 각 시스템 공사비를 산출하여 경제성을 분석하였다. 지진력저항시스템인 건물골조시스템 중 철골보통중심가새골조 및 철골특수중심가새골조, 중간모멘트골조를 가진 이중골조시스템 중 철골특수중심가새골조를 적용하여 예제구조물을 설계하여 푸쉬오버해석시 횡하중 수직분포에 따라 구조물 내진성능을 확인하였다. 3차원 거동 효과를 나타내기 위해 가새골조 프레임과 내부프레임을 강체요소로 연결하여 구조해석을 실시하였다. 건물골조 철골보통중심가새골조 및 철골특수중심가새골조, 이중골조 철골특수중심가새골조의 직접공사비를 산정하고 경제성을 평가하였다. 보통중심가새골조 경우 압축가새 좌굴 이후 불균형력에 의해 인접보에서 소성힌지가 발생하였으며 취성적인 거동을 보였다. 특수중심가새골조는 압축가새 좌굴 이후에도 인장가새 인장능력에 의해 연성거동을 보였다. 이중골조 경우 1층 가새좌굴 이후 강도저하가 발생하고 모멘트골조 횡저항 능력으로 인해 강도가 크게 증가하였다. 철골중간모멘트골조의 KBC2009 국부적인 요구조건을 만족하는지 검토할 필요가 있다. KBC2009 지진력 연직분포에 따른 횡하중 형태로 푸쉬오버 해석시 고차모드 영향을 고려한 Freeman, Kim이 제안한 형태에 비해 구조물 최대강도와 초기강성이 작게 평가되었다. 내진상세가 적용되는 특수중심가새골조는 좌굴에 따른 불균형력에 의한 인접보 소성힌지 발생이 없었으며 인장가새 인장능력에 의해 연성거동을 보였다. 그리고 보통중심가새골조에 비해 상대적으로 전층에 걸쳐 변형이 분산되었다. KBC2009 횡하중 형태는 고차모드 영향을 고려한 Freeman, Kim 횡하중 형태에 비해 설계계수를 보수적으로 평가하였다. 보통중심가새골조 공사비를 100로 하였을 때 특수중심가새골조는 115.4, 이중골조-특수중심가새골조는 109.2로 나타났다. 따라서 보통중심가새골조의 사용이 경제적으로 타당하다. Thu, 31 Dec 2015 15:00:00 GMT https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21417 2015-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21228 Title: 접합부 강성을 고려한 철골중심가새골조의 내진성능 평가 및 경제성분석 Author(s): 김호연 Abstract: 본 연구에서는 합성반강접 접합부 강성을 고려한 구조물 거동을 파악하기 위하여 KBC2009 및 AISC Steel Design Guide8에 따라 12층 사무실 용도 건물을 구조설계 하였다. 비탄성 정적 구조해석을 위해 철골기둥, 합성보의 단면에 대한 비선형 모멘트-회전각 관계는 화이버 모델을 이용하였고 부재강성도는 유연도 선형분포모델을 이용하여 구하였다. 가새는 좌굴에 의한 수직 불균형력을 고려하였으며 FEMA-274에서 제시한 방법을 참고하여 압축가새는 좌굴 후 좌굴하중의 80%가 부재력 이완이 되며 인장가새는 항복 후 인장강도의 100%로 일정하게 거동하다 파괴된다고 가정하였다. 합성반강접 접합부의 비선형 모멘트-회전각 관계는 AISC Steel Design Guide8(Leon,R.T, 1996)을 참조하여 나타내었다. 2차원 철골구조물에서 접합부를 합성반강접과 전단접합으로 이상화 시켜 고차모드 영향을 고려한 횡하중 형태 및 KBC2009 지진력 연직분포 횡하중 형태에 대해 구조해석을 실시하여 합성반강접 접합부가 구조물 거동에 미치는 영향과 내진성능을 평가하고 경제성 분석을 통해 합성반강접 접합부의 경제성을 평가하였다. 합성반강접접합부 구조물은 접합부의 부재력 재분배로 전단접합부 구조물에 비해 연성거동을 보이며 연성계수가 크게 평가되었다. 합성반강접접합부 적용으로 부재크기가 감소되었으나 접합부 강성으로 인해 내진성능은 향상되었다. 푸쉬오버해석시 고차모드 영향을 고려한 횡하중 형태일 경우 KBC2009 지진력의 연직분포에 따른 횡하중 형태 보다 구조물 최대강도와 초기강성이 크게 평가되었으며 1층 가새좌굴이 초기에 발생하였다. 푸쉬오버해석시 다양한 횡하중 형태를 적용할 필요가 있다. KBC2009 횡하중 형태는 고차모드 영향을 고려한 Freeman, Kim 횡하중 형태에 비해 연성계수가 작게 평가되어 반응수정계수를 보수적으로 평가하였다. 합성반강접접합부와 전단접합부 철골골조시스템의 공사비를 산출하여 경제성을 분석한 결과 보통중심가새골조-합성반강접접합부 골조의 사용이 경제적으로 타당하다고 보여진다. Thu, 31 Dec 2015 15:00:00 GMT https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21228 2015-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21022 Title: 패시브하우스의 열성능평가에 관한 연구 Author(s): 이주형 Abstract: 본 연구는 패시브 하우스를 목적으로 건축된 주택의 열성능을 정량적으로 분석하는 것을 목적으로 하며 그 방법으로 열부하산정법과 ECO2프로그램 이용 1차에너지소요량 평가, ANSYS 프로그램을 이용한 실내온도 변화 등을 알아보는 것이다. 본 연구대상의 신축 건물은 도심의 외곽에 위치하여 도심에 입지한 건물보다 난방에너지가 클 것으로 예상되는 상황에서 고단열, 정밀시공으로 열성능을 강화하여 건축 후 실제로 강화 된 열성능의 검증이 필요한 단계로 이를 통하여 패시브주택의 가능성을 알아보고자 한다. 첫 번째 평가방법인 열부하산정법은 한국에너지공단에서 제공하는 평가기법으로 표준주택 대비 평가대상 건물의 에너지소비 절감량을 알 수 있다. 두 번째 ECO2 프로그램 평가는 향후 건축물에너지 소비 총량제의 기준이 되는 단위면적당 에너지소비량을 산출하여 타건물과 에너지소비량을 정량적으로 비교할 수 있다. 세 번째 ANSYS 프로그램의 온도특성 분석은 외부기온 변화에 따라 실내의 온도의 변화를 알아보는 컴퓨터 시뮬레이션 방법으로 본 연구에서는 동절기-2.3℃, 하절기30℃의 온도에 대하여 실내기온의 변화를 알 수 있었으며 이러한 방법으로 에너지소비량 예측에 활용될 수 있다. 또한 본 연구에서는 신축된 2개동의 서로 다른 건물을 비교함으로써 평가결과에 따라 열성능의 특성을 파악할 수 있어 데이터의 신뢰성을 높일 수 있었다. 본 연구의 최종결과는 다음과 같이 요약 될 수 있다. (1) ECO2 프로그램을 이용한 냉난방 분석결과, 난방에너지 소요량은 30.8~33.6kWh/(㎡y), 냉방에너지 13.2~18.1kWh/(㎡a)로 나타났으며 1차에너지 소요량은 57.4~65.0kWh/(㎡y)로 나타났다. (2) 에너지절감량을 알아보는 열부하산정법에 의한 평가결과 에너지관리공단에서 제시하는 표준주택 대비 A동은 81.94% B동은 76.69 %의 에너지 절감효과가 있는 것으로 나타났다. (3) 또한, ANSYS 프로그램을 이용한 시뮬레이션 결과 울산지역의 최저온도(-2.3℃)와 최고온도(30.0℃)에 대하여 동절기 실내온도는 4.7~5.0℃로 분포하였으며 하절기 30.0℃를 적용할 경우 23.6℃~24.3℃의 온도분포를 나타내었다. 온도특성 시뮬레이션을 통하여 난방도일을 알 수 있으며 이를 통하여 에너지절감을 유도할 수 있다. 본 연구대상의 건물을 3가지 방법으로 열성능을 분석한 결과 에너지절감량은 최고 81.94%에 달하며 에너지소비 A++~A+++등급의 우수건물로 나타났다. 또한 ANSYS 시뮬레이션 분석을 통하여 외기온 설정에 따라 실내온도의 분포를 알 수 있었으며 이러한 방법은 냉·난방 도일을 예측하여 에너지절감을 유도 할 수 있는 방법으로 패시브 주택의 열성능 평가의 중요한 평가지수임을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 패시브주택과 제로에너지하우스의 실증모델이 될 수 있으며 향후 열성능 실험과 함께 비교분석할 경우 패시브 건축의 발전을 위한 중요한 기초자료가 될 것이다. Thu, 31 Dec 2015 15:00:00 GMT https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21022 2015-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/20965 Title: 회귀분석을 활용한 교육시설물의 철근콘크리트 공사 물량 예측 모델 Author(s): 김정호 Abstract: 최근 몇 년간 증가하고 있는 교육시설 사업비로 인해 교육재정 활용에 상당한 어려움을 겪고 있다. 또한, 국내의 초등학교, 중학교, 고등학교 중 30년 이상 된 노후 교육시설의 비중이 높을 뿐만 아니라 2005년 ‘사회기반 시설에 대한 민간투자법’이 개정되면서 각 교육청에서는 현재까지 적극적으로 교육시설 BTL사업을 추진하고 있다. 특히, BTL 교육시설물은 교육인적자원부에서 2005년부터 교육환경개선사업의 일환으로 교육시설 건설정책을 수립하였고 민간자본을 활용한 BTL 사업으로 발주되고 있기 때문에 많은 비중을 차지하고 있다. 그러나, 신설 학교가 증가하는 것에 비해 국내 공공 건설공사의 공사비 관리 업무는 실시 설계 이후 단계에 집중되어 있기 때문에 개산 견적을 중심으로 실시되는 기획 및 설계 단계에서의 공사비는 매우 취약하다. 국내 연구 동향에서도 공사비산출에 관한 연구는 총공사비를 예측하거나 준공된 후 유지관리에 대한 예측모델에 관한 연구가 많이 진행 되었으며, 교육시설 공사의 물량산출 연구는 대부분 실시 설계 이후에서 물량산출을 하는 연구에 대한 것으로 한정되었다. 이에 본 연구에서는 정확한 물량을 산출하여 개산견적에 활용 할 수 있는 통계기법(회귀분석)을 이용한 교육시설물의 철근 및 콘크리트 공사 물량 예측 모델을 제안한다. 이를 위해, 교육청에서 발주한 초․중․고등학교의 실제 공사비내역을 토대로 공종별(철근, 콘크리트)물량을 수집한다. 본 연구에서는 종속변수로는 교육시설물의 철근 및 콘크리트 공사 물량으로 선정하였으며, 독립변수로 학급수, 연면적, 지상층수, 지하층수 4개로 선정하여 총 59개의 데이터로 분석을 실시하였다. 통계기법을 사용하기 위해서 본 연구에서 사용되는 변수들의 형태를 파악하여 적절한 통계기법을 선정하여야하는데, 종속변수인 교육시설물의 철근 및 콘크리트 공사 물량과 독립변수인 학급수, 연면적, 지상층수, 지하층수가 모두 연속형 변수로써 본 연구에서는 ‘회귀분석’기법을 활용하여 실시하였다. 또한, 분석을 시작하기 전에 본 연구에서는 두개의 가설을 설정하였다. 첫째, ‘콘크리트 공사 물량은 본 연구에서 도출한 교육시설 영향인자들과 상관관계가 있다’ 둘째, ‘철근 공사 물량은 본 연구에서 도출한 교육시설 영향인자들과 상관관계가 있다’라는 가설을 설정하고 분석을 실시하였다. 수집한 데이터로 기술통계를 실시한 결과, 종속변수인 콘크리트 물량은 최소 3,958m3 에서 최대 25,527m3 까지 사용되었으며, 철근의 물량은 최소 384.4ton부터 최대 2,783.1ton까지 사용되는 것을 알 수 있었다. 독립변수인 학급수는 최소3개에서 최대 42개로 나타났으며, 연면적의 평균은 10,636.36m2로 조사되었다. 지상층수와 지하층수는 각각 최소 3층에서 최대 6층, 최소 0층에서 최대 2층으로 분석되었다. 상관분석의 결과로는 철근 공사 물량과, 콘크리트 공사 물량은 4개의 독립변수 중에 연면적, 지상층수, 지하층수 3개의 요인과상관관계가 있는 것을 알 수 있었다. 그리고 2006년부터 2015년 까지 교육시설물의 철근 및 콘크리트 물량 예측모델을 개발을 위해 회귀분석을 실시하였다. 철근량의 분석결과로는 회귀모델의 설명력을 보여주는 R2 값이 0.864로 86.4%의 설명력을 보여주었고, 콘크리트량의 R2 값은 0.819로 81.9%의 높은 설명력을 보여주었으며, 회귀분석을 실시하였을 때 독립변수끼리의 상관관계를 확인 하는 다중공선성진단을 통하여 변수들끼리의 관계성을 판단하였다. 다중중선성을 판단하는 VIF(Variance inflation factor)가 10이하로 다중공선성의 문제가 없다는 것을 확인했다. 하지만 본 연구에서 도출한 회귀식의 신뢰성을 판단하는 잔차에 대한 정규성 검정을 실시하였을 때, 표준화 잔차는 정규분포를 따른다는 정의를 기각하는 결과가 나왔다. 이에 본 연구에서는 로그함수를 사용하여 종속변수를 가변수화 하여 연구를 진행하였다. 회귀분석 실시 결과 로그화를 시킨 철근량 예측모델 67.3%, 콘크리트량 예측모델은 61.5%의 설명력을 가지고 있는 결과가 나타났으며, 철근량은 학급수와 연면적이 유의확률 0.05이하로 유의한 변수로 나타났으며, 콘크리트량은 연면적과 지하층수가 유의한 변수로 나타났다. 다중공선성의 문제는 없는 것으로 나타났으며, 잔차에 대한 정규성 검정또한 표준화 잔차는 정규분포를 따른다는 것을 알 수 있었다. 그리고 본 연구에서 개발한 회귀모형으로 도출된 철근량 과 콘크리트량의 예측값을 도출하여 실측값과 비교분석 하였으며, 본 연구에서 교육시설물과 철근콘크리트량의 관계에 있어 고려하지 못한 변수들이 있는 것으로 파악되며 추후에 다양한 변수를 추가한 연구가 필요할 것으로 보인다. Thu, 31 Dec 2015 15:00:00 GMT https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/20965 2015-12-31T15:00:00Z