김승원 연구실
강원대학교 미래토목건설공학과
김승원 교수
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김승원 연구실
강원대학교 미래토목건설공학과 김승원 교수
본 연구실은 구조공학과 콘크리트 구조·재료를 중심으로 고성능 콘크리트, 섬유보강 및 복합재료, 터널·교량·도로 구조물의 안전성 평가, 화재·폭발·EMP 등 극한하중 대응 방호기술, 그리고 순환자원 활용과 탄소저감형 친환경 건설재료 개발을 융합적으로 수행하는 토목건설 분야 연구실이다.
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
콘크리트 구조 및 재료 성능 향상
콘크리트 구조 및 재료 성능 향상
극한하중 대응 구조안전 및 방호 성능 평가
친환경 건설재료와 탄소저감형 인프라 기술
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 1·
2025Modal frequency responses of composite bridges under temperature and boundary condition variations
Arjun Poudel, Seungwon Kim, Jinhu Song, Janghwan Kim
IF 8.2
Developments in the Built Environment
The natural frequencies of composite bridges are affected by temperature variations and boundary conditions, presenting challenges for damage-detection methods based on these parameters. In this study, the individual and combined effects of temperature variations and boundary condition changes were investigated both numerically and experimentally. Temperature variations included uniform temperature fields and temperature gradients within the bridge section. For modal testing, a temperature-controllable composite girder with adjustable supports was developed. Numerical analysis further evaluated the influence of temperature and boundary condition changes on natural frequencies. The results demonstrated that changes in geometric stiffness due to the combined effects of temperature and boundary conditions, as well as the temperature-dependent behavior of the elastic modulus, significantly affected the natural frequencies. • This study is the first to experimentally investigate the combined effects of temperature and boundary conditions on frequency responses of a composite girder. • The Natural frequency of composite bridges decreases with temperature, mainly due to temperature-dependent elastic modulus. • Under temperature gradient, the H-R boundary shows a higher frequency reduction rate than H-H, influenced by greater convex deformation. • For uniform temperature, both boundary conditions have similar frequency reduction rates, primarily driven by elastic modulus changes. • Linear regression models accurately predict frequency responses to temperature and boundary conditions.
https://doi.org/10.1016/j.dibe.2025.100786
Boundary value problem
Natural frequency
Composite number
Boundary (topology)
Modal analysis
Stiffness
Reduction (mathematics)
Modulus
2
article
|
인용수 7
·
2025Suppression of carbon footprint through the CO2-assisted pyrolysis of livestock waste
Seungwon Kim, Hoyeon Cha, Taewoo Lee, Jee Young Kim, Jae‐Won Lee, Seong‐Ho Jang, Eilhann E. Kwon
IF 8
The Science of The Total Environment
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.178615
Carbon footprint
Pyrolysis
Livestock
Waste management
Environmental science
Carbon fibers
Footprint
Greenhouse gas
Engineering
Materials science
3
article
|
인용수 1
·
2024Fabrication of red mud-carbon composite from extremophilic microalgae and its utilisation in biodiesel production
Dongho Choi, Minyoung Kim, Seungwon Kim, Doyeon Lee, Yiu Fai Tsang, Won-Kun Park, Eilhann E. Kwon
IF 11
Applied Energy
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.123837
Biodiesel
Biodiesel production
Environmental science
Carbon fibers
Biofuel
Waste management
Production (economics)
Composite number
Renewable energy
Pulp and paper industry
정부 과제
7
과제 전체보기
1
주관|
2019년 5월-2022년 5월
|12,500,000원내화성능을 확보한 고성능 슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료 기술 개발
본 과제는 충격·폭발 후 동반 화재까지 견디는 내충격·내화 SIFRCC(슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료) 재료 개발 연구임.
연구 목표는 폴리머 분말과 고혼입 강섬유를 활용해 콘크리트의 취성적 파괴를 억제하고, KS F 2257-1(ISO 834-1) 내화성능 및 동적충격 저항성까지 확보하는 것임. 연구 내용은 1차년도 내화성능 확보 폴리머 배합 도출, 2차년도 압축·휨·인장 및 고온 후 역학 평가와 내화시험, 낙하충격시험 추가 수행, 3차년도 기둥·보 구조부재 온도상관관계 도출 및 현장 제조·타설 매뉴얼 개발임. 기대 효과는 내화용 원천기술과 내충격성능 동시 확보로 대형사고 위험 및 인적·물적 피해를 최소화하는 데 기여하는 것임.
슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료
내화성능
내충격성능
고 섬유혼입률
내화곡선
2
주관|
2019년 5월-2022년 5월
|50,000,000원내화성능을 확보한 고성능 슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료 기술 개발
본 연구는 내충격·방폭과 화재 위험 저감을 목표로, SIFCON(Slurry Infiltrated Fiber Concrete) 기반 HPFRCC(High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composite)에서 슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료(SIFRCC)를 개발하는 연구임.
연구목표는 폴리머 분말을 고혼입 강섬유와 함께 설계해 충격·폭발 후 동반 화재에서도 내화성능이 확보된 고성능 SIFRCC로 취성적 파괴를 억제하고 피해를 최소화하는 데 있음. 핵심연구내용은 1) 내화성능 확보 폴리머 적정 혼입률 도출 및 최적배합, 2) 압축·휨·인장 등 역학특성과 고온노출 특성 및 KS F 2257-1(ISO 834-1) 내화성능, 동적충격 저항성 시험, 3) 기둥·보 구조부재 온도상관관계 도출과 제조·타설 매뉴얼 및 현장적용기술 도출에 있음. 기대효과는 내화용 구조재료 원천기술 및 내충격성능 동시 확보, 강섬유뭉침 제한 완화와 경제적 활용성 증대, 대형사고 가능성 및 국민 불안요소 저감임.
슬러리 충전 강섬유보강 시멘트 복합재료
내화성능
내충격성능
고 섬유혼입률
내화곡선
3
주관|
2017년 4월-2019년 4월
|2,898,000,000원고성능 섬유보강 시멘트 복합재료를 활용한 방호·방폭 구조물 적용 기술 개발
○ TASK 1 : 내화성능 개선 HPFRCC 개발 (HPFRCC 2 Type, 강도별 4 수준)
- 내화성능 개선 강섬유/FRP슬러리충전 HPFRCC 재료구성 및 배합개발
- 개발 재료의 정역학 및 동적충격 특성시험 평가
- 내화성능 개선 강섬유/FRP슬러리충전 HPFRCC 내화성능 시험평가
- 내화성능 개선 강섬유/FRP슬러리충전 HPFRCC 시제품 개발 (2종)
- 내화성능 개선 강섬유/FRP슬러리충전 제조 및 타설 매뉴얼 개발
○ TASK 2 : HPFRCC 프리캐스트 방호구조물 개발
- HPFRCC 프리캐스트 방호구조물 개념 및 형상 설계
- HPFRCC 프리캐스트 모듈 및 모듈연결 상세설계
- HPFRCC 프리캐스트 모듈 몰드 설계 및 제작
- HPFRCC 프리캐스트 방호구조물 방폭성능 해석 및 방호 방폭성능 시험평가
- HPFRCC 프리캐스트 방호구조물 시작품 개발
○ TASK 3 : HPFRCC 동적충격물성 성능평가 기술 개발
- HPFRCC 동적충격 압축 및 인장물성 시험규격(학회규격)
- 내화성능 개선 강섬유/FRP슬러리충전 HPFRCC 동적충격물성 시험평가
- HPFRCC 동적충격 재료 파괴모델 및 동적증가계수모델 개발
- HPFRCC 동적충격시 전단시험 및 균열속도 계측 방안 검토
○ TASK 4 : HPFRCC 구조부재 내충격 및 방폭성능 평가 기술 개발
- 하중재하 조건을 고려한 HPFRCC 구조부재 요소별 내충격 시험평가
- HPFRCC 적용 구조부재 요소별 소규모 폭발 시험평가
- 보강철근 변수를 고려한 내충격 및 방폭성능 시험평가
- 보강철근을 고려한 HPFRCC 구조부재의 내충격 및 방폭 성능평가 가이드라인(안) 작성
○ TASK 5 : HPFRCC 방폭 구조 해석 및 연쇄붕괴 해석 기술 개발
- HPFRCC 종류별 특성을 고려한 구조부재거동 해석기술 개발
- HPFRCC 구조시스템의 보강방법에 따른 방폭 및 연쇄붕괴 해석기법 개발
- HPFRCC 구조부재 및 구조시스템의 손상평가 기준 제시
○ TASK 6 : 방호등급 및 폭발하중 산정 프로세스 개발
- 폭발 위협 및 설계 하중 결정 체계 개발(위협 분석)
- 자산 분석, 구조부재 피해기준과 통합하여 시설물 RISK 산정 체계 개발
○ TASK 7 : HPFRCC 방폭 실증실험용 Mock-Up 구조물 설계 및 제작
- 가스챔버 방폭실험용 구조부재 제작
- 방폭 실증용 Mock-Up 제작 기본계획 및 개념 설계
- 방폭 실증용 Mock-Up 구조물 사전 폭발 해석 및 단면 설계
- 방폭 실증용 HPFRCC 축소 모형 구조물 제작
- 방폭 실증용 HPFRCC Mock-Up 상세 도면 작성
- 방폭 실증용 HPFRCC Mock-Up 구조물 제작
※ 강섬유보강 HPFRCC, 기존 RC + FRP보강 HPFRCC, 일반 RC 구조물 (총 3종)
○ TASK 8 : HPFRCC 구조부재 및 구조물 방폭 실증실험
- 가스폭발챔버를 이용한 구조부재 방폭 실증실험
- Mock-Up 구조물 방폭 실증실험 기본 계획 수립
- 구조물 방폭 실험용 보조 장치(Zig) 설계 및 제작
- 방폭 실증용 HPFRCC Mock-UP 구조물 폭발 실험장 이동 및 설치
- 폭약(TNT) 구매, 방폭 실증실험 센서 및 계측 사양 설계
- Mock-Up 구조물 방폭 실증실험
○ TASK 9 : HPFRCC 방폭 구조설계 지침 개발
- 지침(안) 구성 계획 절차 수립 및 내용구성 안 도출
- 지침(안) 작성 및 검토 위원회 구성
- HPFRCC 방폭 구조물의 설계절차 및 설계 일반사항 작성
- 연구단 개발 내용 설계 지침 수록 내용 작성
- HPFRCC 방폭 구조물의 설계 예제집 작성
- HPFRCC 방폭 구조설계 지침 개발 (검토위원회 및 공청회 수행)
○ TASK 10 : HPFRCC 방호·방폭구조물 Test Bed 적용
- HPFRCC 방호·방폭구조물 Test Bed 적용 계획 수립
방호
방폭
동적충격
섬유보강
복합재료
최신 특허
특허 전체보기
전체 특허
EMP 차폐용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 EMP 차폐용 콘크리트 구조물
상태
등록출원연도
2020출원번호
1020200179865터널 내부의 폭발, 화재 감지에 의한 구조물 안정성 평가방법
상태
등록출원연도
2019출원번호
1020190131218터널 구조물의 안정성 평가방법
상태
등록출원연도
2019출원번호
1020190131219