• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.10-21
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• 2015

합성구조의 안전성의 보장을 위해 대부분의 설계기준은 경험적 사실을 기반으로 강재의 설계기준항복강도의 상한선을 제시하고 있다. 그러나 세장비가 큰 콘크리트충전강관기둥과 같이 탄성 좌굴하중에 영향을 받는 부재의 경우 설계강도를 크게 낮게 평가함에 따라 비경제적 설계가 수행될 경우가 발생한다. 따라서 세장한 기둥의 경제적 설계를 위해 현행 설계기준에서 제시하고 있는 강재의 설계기준항복강도 이상의 항복강도를 보유한 강재가 사용될 경우 설계기준의 안전성에 대한 평가를 수행하였다. 다양한 경우에서의 높은 설계기준항복강도의 적용성 평가를 위하여 유한요소해석을 사용한 변수분석을 계획하였으며, 680MPa 급의 항복강도를 보유한 강재가 적용된 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥의 실험을 수행하여 유한요소해석 모델의 적합성 평가와 고강도 강재의 적용성 평가를 수행하였다. 변수분석에 적용된 변수는 강재의 항복강도, 콘크리트의 설계기준압축강도, 강재의 두께와 세장비로 구성되었다. 각 변수들은 KBC 2009에 의한 강도와 비교되었다. 54개의 모델에 대한 변수분석 결과와 기 수행 연구결과들을 통해 세장한 직사각형 콘크리트 충전 강관기둥은 KBC에서 제안하고 있는 강재항복강도의 제한을 초과할 경우에도 안전하게 설계될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.23-34
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• 2016

콘크리트 충전강관 기둥은 강관의 구속효과에 의해 콘크리트의 압축내력 상승과, 콘크리트에 의한 강관의 국부좌굴 보강효과에 의해 부재내력이 상승하고 뛰어난 변형성능을 발휘한다. 하지만, 기둥단면이 커질 경우 합성효과를 발휘하기 위하여 스터드 볼트나 후 시공 앵커 볼트를 사용해야 하는 시공상의 문제점이 발생된다. 이를 극복함과 동시에 합성효과를 증대시키기 위한 방안으로 내부에 리브가 설치된 용접조립 기둥이 소개되었다. 내부 리브는 콘크리트와 맞물려 있어 리브의 변형은 콘크리트의 균열을 촉진시키는 역할을 동반하게 된다. 이러한 잠재적인 문제에 대한 해결책은 강관 리브의 변형에 저항할 수 있도록 콘크리트 인성을 증가시킬 수 있는 방안이 필요하다. 언급된 두 가지의 문제점이 효과적으로 해결될 경우 용접조립 각형강관 기둥은 내화성능 확보가 가능하다고 판단된다. 본 연구에서는 해결방안으로 내부 콘크리트를 강섬유와 혼입하여 기둥 자체의 연성과 인성을 증대시키는 것에 중점을 맞추고 있다. 내화성능 평가를 위한 시험체는 총 8개 로 하중비에 따른 재하가열 실험을 실시하고 화재 전후 거동과 열 변형 능력을 주요변수별로 분석하였다. 실험결과와 선행연구 비교를 통해 열 전달과 열응력 해석 모델의 신뢰성을 확보하였으며, 강섬유 혼입율에 따른 변수해석을 수행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.16-22
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• 2016

연료가스용 탄소강관이 지하에 매설되는 경우 부식을 방지하기 위해 피복강관을 사용하고 있으며, 피복강관의 결함, 타공사, 시공시 피복의 손상에 대비하여, 방식전위를 이용하여 환원 분위기를 강제로 조성한다. 일반적으로 연료가스용 탄소강관이 지하에 매설된 경우 두 방법이 병행되어 사용되지만, 토양환경의 변화를 예측 할 수 없는 불확실성과 부식 정도 또는 피복의 손상 등 배관의 결함에 대해 육안으로 직접 관찰하기 어려운 문제가 공존한다. 매설배관의 부식이 발생하는 것을 직접적으로 관찰하기 어렵기 때문에, 이를 직접적으로 관찰하기 위한 방법 중 하나가 부식쿠폰을 이용한 방법이다. 본 연구에서는 3가지 토양(마사토, 진흙, 모래)과 방식전위 사용 여부에 따라 작성된 6가지의 시나리오를 토대로 약 1년간 부식쿠폰의 부식 정도를 파악하였다. 그 결과 방식전위가 흐르는 환경의 부식쿠폰은 부식이 전혀 발생하지 않았으며, 미방식 부식쿠폰은 모두 부식이 발생하였다. 토양에 따라서는 진흙에서 가장 적은 부식속도를 보였으며, 모래와 마사토는 유사한 경향을 갖는 것으로 확인되었다. 진흙의 경우 높은 함수량에 의해 국부부식이 발생하였으며, 모래에서 부식이 발생한 것은 모래에 함유된 화학적 성분에 기인한 것으로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.153-158
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• 2020

본 논문에서는 부분 CFST (concrete-filled steel tube) 기둥에 대한 수치해석적 저항력 평가 방법에 대해 소개하고 있다. 기존 RC(reinforced concrete) 기둥에서 소성힌지가 발생할 것으로 예상되는 부분을 강관으로 보강함으로써 완전 CFST 기둥보다는 적은 재료를 사용하여 비슷한 휨 모멘트 저항력을 가지는 부분 CFST 기둥의 디자인 컨셉을 제시하였다. 부분 CFST 기둥에서 외부 강관과 내부 콘크리트 사이의 계면에서 거동을 수치해석적으로 모사하기 위해 개선된 부착슬립모델을 적용한 유한요소모델을 구축하고, 이중곡률 휨-압축시험결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. 검증된 수치모델을 바탕으로 매개변수 연구를 통해서 P-M 상관도를 그려 단면 조건에 따른 최대 저항력을 평가하였다. 또한, 강관 두께별로 필요 보강길이를 산출하고, 보강 조건에 따른 부분 CFST 기둥에서의 파괴메커니즘을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.19-26
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• 2003

최근 연약지반상의 말뚝기초설계에 있어서 경시효과는 말뚝의 지지력 특성을 나타내는 중요한 요소 중의 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 이러한 지지력 증가효과를 연구하기 위해 두 곳의 현장에서 13개의 말뚝에 대해, 항타시 EOID(초기 동재하시험)을 실시한 후 일정한 시간이 경과한 다음 재항타시험을 수행하였다. 느슨한 실트지반에 H말뚝, 강관말뚝, PHC말뚝을 항타에 의해 설치하고 9일 후 재항타 한 결과 H말뚝, 강관말뚝의 경우 지지력이 증가된 반면, PHC말뚝은 지지력의 증가가 거의 없는 것으로 나타났다. 7일 후 재항타시험을 수행한 결과 단단한 실트지반의 경우 H말뚝과 강관말뚝은 지지력이 1.17배 증가하였다. 그러나 PHC말뚝의 경우 6일 후 수행한 제 1차 재항타시험에서는 지지력이 감소하였다가, 13일 후 수행한 3차 재항타시험에서는 지지력이 1.38배 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권2호
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• pp.187-192
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• 2002

서로 연결되어 있는 강관의 결함을 검사할 수 있도록 하기 위한 개폐식 탐촉자를 제작하였다. 본 탐촉자는 기존의 외삽형 와전류 탐촉자로서는 탐상이 불가능한 설치 가동중인 튜브류의 검사를 위한 것이다. 리본 케이블과 커넥터로 구성된 여기 코일은 접합/단락이 가능하게 하였으며 감지 코일은 튜브 외벽 근처에 원주 방향으로 어레이 형태로 배치하였는데 여기 코일로부터 튜브 직경의 약 1.5배정도 떨어진 위치이다. 제작된 탐촉자를 강관에 적용한 결과, 감도나 결함 크기 구분 등의 성능은 자기 포화형 탐촉자에 미치지 못하나 비교적 큰 결함의 발견이나 위치 파악 등에는 적용 가능한 것으로 나타났다. 크랙 형태의 표면 결함의 경우 두께의 19% 이상의 결함을 찾을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.707-714
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• 2014

콘크리트 충전강관(CFT)은 강관의 내부에 콘크리트로 채워진 기둥이다. CFT는 강재와 콘크리트로 구성되며, 강재는 콘크리트를 내부에서 구속시켰고, 내부 콘크리트는 기둥의 압축하중을 감당한다. 본 실험에서 73~100MPa급 고강도 콘크리트에 관해 유동성실험, 압축강도실험, 압송압력실험을 실시하였으며, CFT용 고강도 콘크리트의 물리적 성질을 알아보기 위해 슬럼프, 슬럼프 플로우, 공기량, U-box시험, O-Lot시험, L-flow시험이 진행되었다. 이러한 연구의 결과를 바탕으로 Mock-up테스트에서 콘크리트 충전성 시험, 수화열 측정 시험, 응력계측 시험을 수행하였다. 현장적용은 상암동 및 서강대 현장의 두 곳에 각각 ${\Box}-566{\times}566{\times}10$, ${\Box}-400{\times}400{\times}25$의 대상기둥을 선정하여 현장계측을 진행하였다. CFT기둥의 장기거동 예측에 관하여 설계하중에 대해 콘크리트의 탄성변형과 건조수축, 크리프 수축을 고려한 ACI 209 재료모델을 사용한 결과는 계측결과와 거의 일치하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.61-71
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• 2009

본 연구에서는 기존 원형 CFT기둥 실험체와 탄소섬유쉬트로 추가구속된 원형 CFT기둥 실험체의 단조압축거동 및 압축내력평가에 관한 실험을 수행하였다. 실험변수는 탄소섬유쉬트 보강겹수와 직경-두께비이며, 실험변수에 따라 총 10개의 실험체를 제작하여 단조압축실험을 수행하였다. 실험을 통하여 기존 CFT 실험체와 탄소섬유쉬트로 구속된 CFT 실험체의 파괴거동, 하중-축변위 곡선, 최대내력, 변형성능을 비교한다. 끝으로 탄소섬유쉬트의 추가구속을 통해 기둥의 국부좌굴을 지연시켰으며 구속효과로 인해 내력은 상승하는 것으로 나타났다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.32-39
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• 2015

So far, square concrete filled tubular(CFT) columns have been used in a limited width thickness ratio. The reason is that local buckling occurs in steel tube easily. Once the local buckling occurs, the confinement effect of steel tube on concrete disappears. In this study, we developed welded built-up square steel tube with reinforcement which are placed at the center of the tube width acts as an anchor. 3 specimens of slender welded built-up square CFT columns and 3 specimens of slender welded built-up square steel tube columns were manufactured with parameters of width(B) of steel tube, width thickness ratio(B/t). we conducted a experimental test on the 6 specimens under eccentric load, and evaluated the structural resistance and behavior of 6 specimens.