• 한국지반공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.39-44
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• 2010

강합성 구조물의 설계절차는 파형강판구조물에 대한 현행 국내외 시방기준을 따르고 있는데, 시방기준이 2차원 해석 및 설계를 바탕으로 규정되어 있기 때문에 비등가 단면인 강합성 빔보강 공법에는 현행 시방기준을 적용할 수 없다. 그러므로 등가단면의 구조물로 환산하여 2차원 해석 및 설계를 수행하게 된다. 그러나 강합성 빔보강 공법은 종방향을 따라 일정한 간격을 두고 빔과 타입콘크리트를 이용하여 보강을 한 형태이기 때문에 3차원 해석에 기초한 설계과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 3차원 설계를 위한 해석적인 근거를 제시하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.209-212
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• 2008

I형강 접합 절곡 강합성 바닥판은 절곡 바닥판내에 I형강을 매입하여 기존의 현장타설 철근콘크리트바닥판보다 경량화되고 하중저항성능 및 시공성을 향상시킨 강합성 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 논문에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법을 사용해 I형강 접합절곡강합성 바닥판의 유효휨강성을 계산하고 그에 대한 적합성을 평가하였다. 또한 전단연결재의 유 무, 단면의 변화, 부재연결 그리고 일반철근콘크리트보와의 비교등 4가지 실험변수를 두고 총 5개의 실험체를 제작 실험하였고 실험결과와 이론식으로 산정된 휨강성값을 비교,평가하여 실험변수에 따른 휨강성의 변화를 분석하였다. 실험결과 CEB-FIP MC-90에서 제안하고 있는 방법이 ACI에서 제안하고 있는 방법보다 만족스러운 결과를 나타냈으며, 전단연결재가 있고 콘크리트와 바닥판의 부착면적이 많은 경우에 하중저항 성능과 휨강성이 높게 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.941-944
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• 2008

PVA 섬유, 강섬유를 다량으로 혼입한 고인성 시멘트 복합체가 개발되고 이를 구조물에 활용하고자 하는 연구가 전 세계적으로 수행되고 있다. DFRCC는 경제적 효율성을 고려한다면 현재까지 구조물 전체 부분에 적용하기보다는 특별한 요소나 보수재료서 적용하는 것이 경쟁력이 있을 것으로 사료된다. 저자들은 DFRCC를 FRP-콘크리트 합성 바닥판과 습식 스프레이 보수공법에 적용하는 기술을 개발하고 있다. FRP-콘크리트 합성 바닥판에 적용할 경우에는 현장 적용하여 3개월 경과하더라도 구조성능 또는 내구성능이 저하되는 문제가 발생하지 않았고 매우 양호한 상태를 유지하였다. 그리고 국산 PVA 섬유 사용 DFRCC 보수 모르타르를 20년이 경과된 하수박스암거에 적용한 경우에는 한 결과, 일본산 PVA 섬유를 사용한 경우와 차이가 거의 없었다. 관련 규격인 KS F 4042의 압축 및 휨 강도기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 이상과 같이 DFRCC를 구조물에 적용할 경우에는 구조물 종류에 따라서 경제적으로 성능 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권4호
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• pp.66-71
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• 2002

고유동 콘크리트는 높은 변형성과 분리 저항성에 의해 자기충전성을 갖는 콘크리트로서 외부에서 힘을 전혀 가하지 않거나 또는 아주 작은 힘만으로 재료분리 없이 거푸집 구석구석까지 충전되는 특징을 가진다. 이러한 고유동 콘크리트는 일본 동경대학의 강촌 보 교수에 의해 제창되었는데 콘크리트의 다짐을 하지 않아도 된다면 시공방법의 영향을 받지 않고 신뢰성이 높은 구조물을 만들 수 있을 뿐 아니라 1회치기 높이의 제한, 다짐작업을 위한 발판, 박스단면에서 밑면과 벽체 부분의 분할치기 등의 제약을 받지 않게 되고, 강 콘크리트 샌드위치 합성구조 등의 새로운 구조형식도 용이하게 시공할 수 있어 많은 이점을 가질 수 있다.(중략)

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.393-400
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• 2005

강재 매입형 합성기둥 구조는 주로 건물구조와 교량의 교각구조에 적용되어 왔고, 최근에는 교량의 교각구조에 적용하는 예가 늘어나고 있는 실정이다. 교각은 건물의 기둥에 비해 상당히 큰 규모의 구조물이기 때문에 강재비를 적절한 수준으로 유도하면서 의도하는 성능을 만족하는 단면을 설계해야 한다. 그러나 합성구조의 기본원리가 구조물을 구성하는 구조재료의 일체화된 거동에 근거함으론 강재 매입형 합성기둥 구조의 적용에 앞서, 먼저 콘크리트와 강재 단면의 합성 작용에 대한 명확한 정의가 필요하다. 일반적으로 강재 매입형 합성구조는 부착과 마찰에 의해서 합성작용을 확보한다고 가정하고 설계하는데, 콘크리트 단면 강재 단면 그리고 합성 단면으로 각각 다를 경우, 거동의 차이를 가져올 수 있기 때문에 적절한 합성작용을 위한 규정이 요구된다. 이 논문에서는 횡방향 철근에 의한 콘크리트의 구속 효과, H형 강재 복부의 천공에 의한 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재에 의한 영향을 고려하여 실험을 수행하였다. 실험을 통해 계산된 값보다 큰 부착 강도를 얻을 수 있었다. 구속효과, 기계적 맞물림 그리고 전단 연결재를 통해 전단 강도의 증가를 유도할 수 있었고, 이는 강재 매입형 합성 기둥에서 합성 작용을 확보하는데 효과적으로 이용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.627-635
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• 2021

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강합성 교량 상부구조의 화재손상 및 구조성능평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 비선형 열적·열역학적 특성이 고려된 유체-구조 연성 화재해석 기법이 제안되고, 각각 ANSYS FLUENT 및 Mechanical solver에 연결되어 해석이 수행된다. 이는, 실제 강합성 교량 화재사고와 비교·검증되며, 검증된 해석기법을 통해 화원에서 교량 하부 플랜지까지 이격거리에 따른 화재별 부재의 온도분포 및 구조성능이 평가된다. 해석결과, 강합성 교량 상부구조의 콘크리트 슬래브 및 강재 거더 하부 플랜지의 경우 실제 화재사고에 대하여 임계온도를 초과하였다. 또한, 화원 이격거리가 13 m 이상일 경우 유조차 화재사고에 대한 강합성 교량 구조물의 화재손상이 안전한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.283-292
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• 2013

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강-콘크리트 합성구조의 전반적 국부적 손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 과도 비선형 열적 열역학적 특성이 고려된 열-구조 연성병렬 화재해석 기법이 제안되고, ANSYS solver와 연결되어 해석이 수행되며, 표준화재시험과 비교 검증된다. 검증된 해석기법을 통해 국내에서 발생된 부천고가교 합성구조에 대한 화재손상해석이 수행된다. 해석결과 강박스 거더의 하부 플랜지 및 복부의 경우 임계온도를 초과하였고 구조적 처짐과 변형 형상이 화재사고 결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.400-413
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• 2016

80 MPa급 고강도 콘크리트가 강거더의 압축 플랜지로 대체하는 아중합성 거더의 경우, 플랜지와 케이싱 및 케이싱과 바닥판 2개의 접합부 계면이 형성되는데 각 계면의 수평 전단 저항능력은 구조물의 안전성에 있어 중요한 요소이다. 본 연구는 계면 상세를 달리한 6개의 실험체를 도로교설계기준(한계상태설계법)에 따라 설계 및 제작하여 이중합성 보의 휨 파괴 대비 수평 전단에 대한 구조 성능 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수로 스터드 전단연결재의 저항계수, 바닥판 콘크리트 및 철근의 재료저항계수, 콘크리트 인장강도에 따른 부착계수, 케이싱 콘크리트의 표면 상태 그리고 수평전단철근의 간격을 고려하였다. 실험 결과, 강재 상부 플랜지와 고강도 케이싱의 계면이 고강도 케이싱과 바닥판 계면 보다 결합성이 큰 것으로 나타났다. 그리고 고강도 케이싱과 바닥판 계면에서는 케이싱 표면에 요철 또는 거칠기를 주는 것 보다 보수적으로 수평전단철근을 배근하는 것이 소성영역까지 합성 거동을 유지하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.619-628
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• 2009

콘크리트구조물의 시간의존거동을 예측하기 위해서 콘크리트의 크리프와 건조수축 등 시간의존특성을 묘사하는 모델을 이용한다. 그러나 크리프와 건조수축 모델 자체의 불확실성과 환경조건의 불확실성 때문에 이러한 모델을 이용하여 얻은 처짐과 실제로 측정된 처짐 사이에는 상당한 차이가 있다. 이러한 오차와 불확실성을 줄이기 위하여 실제 구조물에 이용된 콘크리트를 이용한 크리프 시험에 의한 결과를 이용하여 모델의 불확실성을 줄이는 노력을 하기도 한다. 하지만 이 방법도 실제 구조물이 놓인 환경조건을 정확히 모사할 수 없다는 점과 재료 자체의 불확실성 때문에 실험에서 얻은 크리프와 건조수축의 예측 값이 실제 구조물에서 발생하는 값과 다를 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트의 시간의존거동에 영향을 미치는 요소 중 크리프에 대하여 살펴보고, 크리프 모델 불확실성 인자를 오차요인으로 고려하여 콘크리트 부재에서 측정된 처짐으로부터 크리프 계수를 추정하는 방법을 제시하였다. 이중 강합성 거더와 콘크리트 보 부재의 해석 예제를 통하여 이 연구에서 제시하는 방법의 타당성을 검증하였다. 이 연구에서 제시된 크리프를 오차요인으로 보고 크리프 계수를 추정하는 방법은 특히, 장지간 PSC 교량이나 콘크리트 사장교처럼 처짐이 중요한 형상관리인자인 경우에 구조물의 장기거동에 대한 합리적 예측에 도움을 줄 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.751-762
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• 2022

강합성 교량에서 강 거더와 콘크리트 바닥판의 합성을 위한 전단연결재로는 용접접합 머리붙이 스터드가 주로 사용된다. 용접접합 전단연결재의 경우, 손상 또는 노후화된 바닥판 철거 시에 파쇄에 따른 소음, 비산먼지 등이 발생하여 환경적 문제가 지적되고 있다. 따라서 환경적 문제 및 생애주기비용 관점의 효율적인 유지관리를 위해서는 노후화된 콘크리트 바닥판의 교체가 용이한 분리식 전단연결재 개발이 필요하다. 기존의 볼트접합 전단연결재로는 매립너트 방식이 주로 연구되었으나 낮은 강성과 전단저항강도, 초기슬립 증가 등으로 교량과 같은 토목구조물에는 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해 매립너트 부분이 스터드 기둥에 일체화되고 확대 기둥 하단에 테이퍼진 형상을 갖는 분리식 볼트접합 전단연결재를 제안하였다. 제안된 분리식 스터드볼트의 정적 전단강도와 슬립 변위에 대한 성능 검증을 위해 수평전단실험을 수행하였고, 기존 용접접합 스터드와 성능을 비교하였다. 제안된 분리식 볼트접합 전단연결재가 전단성능이 매우 우수하고, 슬립변위 또한 연성설계기준을 만족함으로써 기존 용접 스터드를 충분히 대체하여 적용 가능함을 확인하였다.