권호 표지

Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute

  • Bimonthly
  • /
  • 1229-5515(pISSN)
  • /
  • 2234-2842(eISSN)

Domain

  • Materials ＞ Ceramic Materials

Aim & Scope

The Journal of the Korea Concrete Institute(J. Korea Concr. Inst.) provides a forum targeted for engineers and scientists to present and discuss various topics related to concrete, concrete structures and other allied materials incorporating cement, cementitious binder and polymer or fiber in conjunction with concrete. These forums give participants an opportunity to contribute their knowledge for the advancement of society. Topics include, but are not limited to, research results on properties and performance of concrete and concrete structures, advanced and improved experimental techniques, latest modeling methods, possible improvement and enhancement of concrete properties, structural and microstructural characterization, concrete application, fiber reinforced concrete technology, and waste management. The Journal of the Korea Concrete Institute also publishes review articles, as well as short communications and discussions. Abbreviated title is 'J Korea Concr Inst.' Total or a part of the articles in this journal are abstracted in Korea Citation Index and DOI/Crossref. Articles published in KCI are an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. The URL address of the journal is http://www.jkci.or.kr where fulltext is available. No registration or subscription is required for access to the PDF and XML edition of JKCI. Subscription (printing paper) : Hard copy subscription prices are 20,000won for one year and 240,000 won for a lifetime. The copyright is reserved to the Korea Concrete Institute. This journal was supported by the Korean Federation of Scienceand Technology Societies Grantfunded by the Korean Government(MEST). Indexed/Abstracted in Korea Citation Index(KCI).

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Volume 20 Issue 4

  1. Yang, Seung-Kyu;Kim, Dong-Suck;Um, Tai-Sun;Lee, Jong-Ryul;Kono, Katsuya 415
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.415 PDF KSCI
    콘크리트 중의 철근부식은 콘크리트 제조시 초기부터 콘크리트 중에 존재하는 염소이온과 기상작용 등의 환경요인에 의하여 외부로부터 침투하는 염소이온이 어느 값 (임계염화물량) 이상의 경우에 발생한다. 이 때문에 각 국에서는 콘크리트 중의 염소이온량의 상한치를 규제하고 있으며, 국가별 상황에 적절하게 상이한 방법으로 규제하고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 중 염소이온량의 합리적인 규제방법을 제안하기 위하여, 단위시멘트량이 다른 콘크리트 중의 염소이온에 의한 철근부식 임계 염화물량을 실험적으로 산출하였다. 그 결과, 철근부식 임계염화물량은 단위시멘트량의 변화에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한, 실험으로부터 얻어진 철근부식 임계염화물량은 기존의 모델계산의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. 현행과 같이 철근부식 임계염화물량을 콘크리트 단위체적 당의 양 (콘크리트 총량표기)으로 단위시멘트량에 관계없이 일률적으로 관리하면, 단위시멘트량 등의 콘크리트 배합조건, 환경조건의 변화 등이 철근부식 임계염화물량에 미치는 영향을 고려할 수 없을 것으로 판단된다. 따라서, 철근부식 임계염화물량을 단위시멘트량 당의 양 (시멘트 종량표기)으로 표기하는 것으로, 단위시멘트량에 관계없이 일정한 값으로 표시할 수 있기 때문에 합리적이라고 판단된다.
  2. Choi, Sung-Yong;Yun, Kyong-Ku;Choi, Seung-Sic 423
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.423 PDF KSCI
    최근 들어 고속도로를 중심으로 하여 교량상판 보수재료로 초속경 라텍스개질콘크리트 (Very-Early Strength Latex-Modified Concrete : 이하 VES-LMC)가 개발되어 이용되고 있고, 그 활용 빈도가 커지고 있다. 이는 VES-LMC의 특징상 보수 후 3시간 만에 교통개방이 가능하며, 라텍스 첨가로 기존의 보수재료가 갖는 장기 내구성의 문제를 해결하였기 때문이다. 그러나 위와 같은 장점으로 보수 보강 재료로 사용되고 있는 VES-LMC에 대한 구조적인 연구에 대해서는 미비한 상태이다. 본 연구에서는 VES-LMC를 기존보의 덧씌우기 형태와 열화된 콘크리트의 보수 형태로 나누어 시험체를 제작하고, 4점 휨 실험을 수행하여 휨 거동 및 신 구 콘크리트의 부착 특성과 균열 진전 양상, 보수 보강효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 보수 보강두께가 증가함에 따라 보수 보강효과가 증가하는 경향을 보였으며 이는 강성이 증가하여 휨에 대한 저항 능력이 증대되는 것을 확인하였다. 보수 시험체의 경우 철근의 피복두께 이상으로 보수 되었을 경우 강성이 최대 40% 이상 증가 되는 결과는 얻을 수 있었으나 80 mm와 120 mm의 경우 그 값이 비슷한 양상을 보여 보강 두께 선정 시 고려되어야 할 요소라 판단된다. 계면거동을 확인한 결과 보수 및 보강 시험체 모두 계면에서의 상대 변위량이 감소되는 것을 확인하였으며, 두 재료가 비교적 일체로 거동하는 것을 확인하였다.
  3. Yun, Kyong-Ku;Hong, Seung-Ho;Han, Seung-Hwan 431
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.431 PDF KSCI
    한국에서는 그동안 콘크리트구조물에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고된 바가 거의 없는 상태이다. 최근 일부 고속도로 콘크리트 포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 균열과 스펄링 발생하였다. 본 연구에서는 최근 몇몇 국가에서 콘크리트용 골재의 알칼리-실리카 반응성을 조기에 판정하는데 효과가 있는 ASTM C 1260 촉진 모르타르 봉 방법으로 한국산 암석에 대하여 재령별 팽창 특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 한국산 골재 중 화성암 골재 10종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재는 복운모 화강암, 규장암이 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 퇴적암 골재 5종 중에서는 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 장석사암, 적색사암, 셰일로서 잠재적인 알칼리-실리카 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 변성암 골재 11종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 충남 보령 점판암으로서 0.303%의 팽창이 발생하여 반응성이 매우 큰 골재임을 알 수 있었다. 이와 같이 한국산 골재에서도 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 현상이 크게 발생함을 알 수 있었다.
  4. Song, Ha-Won;Lee, Chang-Hong;Lee, Kewn-Chu;Kim, Jae-Hwan;Ann, Ki-Yong 439
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.439 PDF KSCI
    혼화재를 사용한 혼합콘크리트는 콘크리트의 품질을 개선시키며 지속가능한 콘크리트구조물의 건설에도 기여하고 있다. 실리카퓸 (SF), 고로슬래그미분말 (GGBS), 플라이애쉬 (PFA) 등의 시멘트계 결합재는 고성능콘크리트의 혼화재로서 인식이 증가되고 있으나, 삼성분계 혼합콘크리트에 대한 연구는 매우 제한적이며, 특히 염해에 의한 부식저항성 측면에서의 연구는 상당히 취약한 실정이다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트의 경우를 50%의 치환율로 고정한 후 고로슬래그미분말의 경우는 $20{\sim}40%$, 실리카퓸의 경우에는 $5{\sim}15%$, 플라이애쉬의 경우는 $10{\sim}45%$로 치환한 경우의 각종 배합에 의한 염해부식저항성에 관한 실험연구를 수행하였다. 삼성분계 혼합콘크리트의 염해부식저항성을 평가한 본 연구에서는, 수행 실험으로서 부식 저항성 실험, 염소이온 고정화 능력 실험, 급속 염화물 촉진 실험, 산중성화 저항 능력 실험 등을 수행하였다. 연구 결과로서, 삼성분계 콘크리트는 미세구조를 치밀화 하여 염소이온의 이동을 지연시키고 있음을 확인하였다. 또한, 염분을 함유한 삼성분계 혼합콘크리트 내의 염소이온 고정화 능력 및 산중성화 저항 능력이 크게 개선되고 있음을 확인하여 염해에 대한 부식 저항성이 향상됨을 알 수 있었다.
  5. Chung, Young-Soo;Park, Chang-Young;Hong, Hyun-Ki;Park, Ji-Ho;Shim, Chang-Su 451
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.451 PDF KSCI
    근단층지반운동 (near fault ground motion, NFGM)은 일반적으로 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동으로서 단층의 파열 진행 방향이 전단파의 진행방향과 일치한다. 이들 두 파가 유사한 속도를 갖을 경우 서로 간섭을 일으키어 펄스 형태의 속도파를 발생시키며 단층에 수직한 방향의 속도성분에서 큰 펄스가 발생한다. 강진 지역에서는 NFGM에 대하여 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중저진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 최근 국내에서도 NFGM에 대한 모델링을 제시되었다. 따라서 이들이 발생할 경우의 피해에 대해 많은 관심이 고조되고 있다. 최근까지 국내에서 수행된 RC 교각에 대한 내진 실험은 축소 모형의 경우 국내에 있는 진동대 용량의 한계 및 지진에 의한 교각 상부 구조물의 가속력 구현 방법의 어려움 등으로 수행하기 힘든 여건이 있었다. 그리고 주로 원역지진지반가속도 (far fault ground motion, 이후 FFGM)를 모형화한 준정적 (Quasi-static) 혹은 유사동적 (Pseudo-dynamic) 실험으로 이루어져 왔다. 그 결과 RC교각은 내진성능을 위하여 충분한 연성도를 확보하고 있어야 하는데 소성힌지영역 내에 주철근의 겹침이음이 있게 되면 겹침이음부의 조기파괴가 발생하게 되어 세계 각국의 내진설계규정은 교각의 소성힌지구간에서 주철근겹침이음을 금지하고 있다. 따라서, 이 연구는 주철근의 겹침이음을 시험변수로 가진 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 진동대 실험을 수행하였다.
  6. Lee, Gi-Yeol;Kim, Woo 459
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.459 PDF KSCI
    이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 균열폭과 처짐 계산에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 균열 안정화단계에서 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-미끌림 관계와 인장증강효과를 수치적으로 유도한 후, 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 이용하였다. 이로부터 두 재료의 변형량 차이로부터 평균 균열폭을 계산할 수 있는 모델과 인장증강효과를 반영한 철근의 평균변형률과 모멘트-곡률 관계를 도입하여 처짐을 계산하는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 및 처짐 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 사용성 규정으로 계산한 결과와 비교할 때 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.
  7. Yoon, In-Seok;Kim, Young-Geun;Park, Ki-Bong 469
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.469 PDF KSCI
    콘크리트에 존재하는 균열은 염소이온의 빠른 침투를 유도하여 콘크리트의 내구성을 크게 감소시키는 주요 요인임은 분명한 사실이다. 저자는 지난 연구에서 표면에서부터, 임계균열폭에 대응한 균열길이가 내구성 설계에 중요함을 제안하였다. 현 시점에서 균열에 영향을 미치는 다양한 콘크리트의 배합특성이 균열부를 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 다룬 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 굵은골재 최대치수, 콘크리트의 고강도화, 강섬유 보강 등의 다양한 배합특성이 균열을 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 연구 결과에 의하면, 굵은골재 최대치수가 작은 골재를 함유한 콘크리트는 많은 미세균열이 발생하지만, 염소이온 침투에 직접적인 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 그러나, 굵은골재 최대치수가 상대적으로 큰 콘크리트의 경우, 골재 표면을 통해 균열이 발전하여 서로 연결되기 쉽고 이는 빠른 염소이온 침투를 유도하는 것으로 판단된다. 또한, 고강도콘크리트는 균열이 없는 조건에서는 염소이온의 침투에 대한 저항성이 대단히 우수하였으나, 균열이 존재하면 보통콘크리트와 거의 유사한 수준으로 염소이온이 침투되므로 균열의 발생시, 내구성능이 매우 취약해짐을 알 수 있었다. 강섬유의 보강은 인장 응력 발생시 균열의 진전을 효과적으로 제어하여 균열길이가 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.
  8. Kim, Sung-Bae;Kim, Jang-Ho Tay;Nam, Jin-Won;Kang, Suk-Hwa;Byun, Keun-Joo 477
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.477 PDF KSCI
    탄소섬유시트 보강공법은 콘크리트구조물의 보강에 많이 사용되는 보강공법이다. 이러한 탄소섬유 보강공법에서는 콘크리트와 CFRP시트 사이의 경계면 거동이 전체 보강구조물의 거동을 지배하게 된다. 본 연구에서는 탄소섬유시트 보강공법을 적용한 콘크리트구조물의 경계면 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 경계면 부착거동해석에 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 bond-slip model을 제시하고, 경계면의 부착거동을 해석할 수 있는 해석 기법을 제안하였다. 새롭게 제시된 bond-slip model은 기존의 bilinear bond-slip model을 개선한 것으로서, 전단응력이 증가하는 구간을 2개의 직선구간으로 구성하고, 전단응력이 감소하는 구간을 지수함수로 구성한 것이다. 제안된 bond-slip model은 기존의 부착전단 실험 결과 및 경계면 거동 모델들과의 비교를 통하여 검증하였다.
  9. Jeon, Joong-Kyu;You, Jin-O;Moon, Jae-Heum 487
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.487 PDF KSCI
    산간지형이 많은 국내여건상 물류수송 및 교통 등을 위한 터널구조물의 활용성이 매우 높다. 그러나 터널굴착 및 라이닝 콘크리트구조물의 병행 시공시 굴착에 의한 진동 등의 영향으로 콘크리트구조물 초기 재령에 균열 및 내구성 저하의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 터널 라이닝용 콘크리트 배합 선정에 있어서 3성분계 시멘트 및 최근 국내에서 개발된 나일론 보강섬유의 내구성 및 역학적 물성 증진 효과를 실험적으로 검토하였다. 실험 결과, 나일론 섬유 및 3성분계 시멘트를 혼입시 콘크리트의 전반적인 물성 및 내구성능이 증진됨을 확인할 수 있었다.
  10. Kim, Gyu-Yong;Lee, Eui-Bae;Khil, Bae-Su;Lee, Seung-Hun 495
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.495 PDF KSCI
    본 연구에서는 황산화세균의 생장과 이에 따른 콘크리트의 생화학적 부식의 단계적인 개연성을 실증적으로 분석하기 위해 고안된 생화학적 부식 시뮬레이션 시험 및 장치를 구축하였으며, 황산화세균인 Thiobacillus novellus의 생장 활성화를 위해 여러 기본조건을 설정하였다. 또한 세균의 이식 방법과 황화수소농도 조건에 따라 크게 2종류의 시험이 진행되었으며, 이에 따른 Thiobacillus novellus의 생장특성과 항균금속의 첨가에 따른 항균성능을 검증할 수 있었다. 우선 황화수소 120 ppm의 조건하에서 시험체를 세균배양액에 침지시켜 Thiobacillus novellus을 간접적으로 이식한 시뮬레이션 시험의 경우, 사슬형태의 대단위 군집을 형성하는 Thiobacillus novellus의 급속한 생장과 높은 황원소의 검출을 관찰할 수 있었으나 장기적으로 Thiobacillus novellus의 생장을 유도하기는 곤란하였다. 황화수소 50 ppm의 조건하에서 황산화세균인 Thiobacillus novellus를 직접 이식한 시뮬레이션 시험의 경우, Thiobacillus novellus의 비교적 장기적인 개별생장이 관찰되었으며, 항균금속을 첨가한 시험체에서 세포막과 내부 조직이 파괴된 Thiobacillus novellus의 개체가 관찰되어 항균금속 성분에 의한 Thiobacillus novellus의 생장억제 성능을 실증적으로 검증하는 것이 가능하였다.
  11. Lee, Jung-Yoon;Kim, Sang-Woo;Kim, Ji-Hyun 503
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.503 PDF KSCI
    이 논문에서는 순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 비틀림 성능에 관한 해석적 실험적 연구 결과를 나타내었다. 주요 실험변수는 비틀림 보강근의 양과 비틀림 각도 즉, 종방향 비틀림 보강근에 대한 횡방향 비틀림 보강근의 비이다. 실험에 의하면 ACI 318-05 기준식은 최대 비틀림 보강근의 양을 약 2배 과소평가하였다. 비틀림 보강근이 항복한 후에 파괴하는 102개 철근콘크리트 보의 실험 결과와 비교한 결과, ACI 318-05 기준식은 파괴모드가 변화하는 구간에서 비틀림 파괴모드를 정확하게 예측하지 못하였다. 또한, ACI 318-05 비틀림 기준식은 비틀림 보강근량이 상대적으로 많이 보강된 철근콘크리트 보의 경우 비틀림 강도를 과대평가하는 반면, 비틀림 보강근량이 작은 경우에는 실제 비틀림모멘트를 과소평가하였다. 실험 결과와 ACI 318-05 기준식 사이의 이러한 불일치는 기준식에서 비틀림 보강근의 인장증강효과와 콘크리트의 비틀림 강도에 대한 기여를 무시하고 있기 때문으로 판단된다.
  12. Kim, Yun-Yong;Lee, Bang-Yeon;Kim, Jin-Keun 513
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.513 PDF KSCI
    섬유복합재료의 우수한 인장 성능은 섬유가 매트릭스의 균열 면에서 가교작용을 함으로써 발현되기 때문에 섬유의 분포 특성이 복합재료의 성능에 결정적인 영향을 미치게 된다. 그러나 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 경우 PVA 섬유와 매트릭스 사이의 낮은 명암비와 PVA의 비전도성 특징으로 인하여 섬유의 위치 및 분포특성을 정량적으로 평가히는 방법은 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 PVA 섬유를 보강 섬유로 사용하는 섬유복합재료의 섬유 분포 특성 등을 평가할 때 가장 중요한 과정인 섬유의 검출에 대하여 검출 성능을 향상 시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 형광 현미경을 사용하여 얻은 섬유 이미지를 유형별로 분류하고, 분류된 분류된 섬유 이미지의 특성에 따라 분수령 알고리즘 (watershed algorithm)과 형태학적 재구성 (morphological reconstruction)을 이용하여 보다 정확히 섬유를 검출하는 과정으로 구성된다. 이 과정에서 섬유 이미지를 총 5가지 유형으로 분류하였으며, 인공신경회로망(ANN)을 분류기로 활용하기 위하여 형상 특성을 나타내는 5가지 특징값 즉, $F_s$, $F_c$, $F_p$, $F_l$과 $F_{rl}$을 추출하였다. 추출된 특징값에 대한 데이터베이스를 구축하여 ANN을 학습하여 분류기를 구축함으로써 섬유의 유형을 자동으로 분류할 수 있도록 하였다. 또한 5가지 섬유 이미지 유형 중에서 잘못 검출된 섬유이미지를 분수령 알고리즘과 형태학적 재구성을 통하여 섬유를 정확히 검출할 수 있는 기법을 제안하였다.
  13. Choi, Jung-Wook;Song, Jin-Kyu;Song, Ho-Beom 523
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.523 PDF KSCI
    구조설계기준에서, 슬래브의 최대 펀칭전단응력은 연직하중에 의한 직접전단과 불균형모멘트에 의한 편심전단의 조합응력으로 규정하고 있다. 이것은 슬래브에 작용하는 펀칭전단응력에 불균형모멘트의 영향을 반영한 것이다. 그러나 부재의 저항성능 즉 펀칭전단강도에는 슬래브의 불균형모멘트강도 영향을 전혀 고려하고 있지 않다. 본 논문에서는 불균형모멘트-펀칭전단 상관모델을 제시하였다. 상관모델에서 불균형모멘트와 펀칭전단의 하중영향 및 저항성능 관계는 2차원으로 표현된다. 상관모델을 이용하여, "슬래브의 펀칭전단강도를 결정하는데 있어 불균형모멘트강도를 어떻게 반영할 것인지"에 대한 방안을 제시하였다. 또한, 전단보강재가 불균형모멘트강도에 미치는 영향을 분석하고 이를 구조설계에 반영하기 위한 유효폭확대계수의 적용을 제안하였다. 본 논문에서 제시한 상관모델은 하중과 전단보강재에 따른 펀칭전단과 불균형모멘트 강도를 실제 거동에 가깝게 정의할 수 있고 슬래브의 휨지배파괴 또는 전단지배파괴의 최종적인 파괴모드를 쉽게 예측할 수 있어 슬래브의 구조적 거동을 예측하는데 매우 효과적이다.
  14. Oh, Young-Hun 531
    https://doi.org/10.4334/JKCI.2008.20.4.531 PDF KSCI
    본 연구에서는 강섬유보강 고강도콘크리트의 휨강도와 휨인성을 평가하기 위하여 실험을 수행하였으며, 이러한 실험 결과와 기존 연구자들의 실험 결과를 추가하여 강섬유보강 고강도콘크리트의 휨거동 특성을 분석하였다. 고강도 강섬유 콘크리트의 휨거동 특성은 강도와 인성으로 평가할 수 있으며, 이러한 특성은 콘크리트의 압축강도, 강섬유 혼입률 및 형상비, 강섬유계수와 같은 요소에 의해 영향을 받는 것으로 파악되었다. 아울러 기존 연구자에 의해 제안된 휨강도 산정식의 유효성을 평가하였으며, 강섬유 콘크리트의 휨강도는 콘크리트의 압축강도, 강섬유 혼입률 및 형상비, 강섬유계수와 같은 구조변수의 영향을 모두 고려하여 평가하는 것이 합리적이라고 판단되었다. 최종적으로 본 연구에서는 강섬유 혼입에 따른 휨강도의 상승분과 주요 구조변수간의 상관관계를 분석함으로써 보다 합리적인 휨강도 산정식을 제시하였다.