• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.727-735
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• 2012

최근 국내 기술로 기존의 PS 강연선보다 인장강도가 크게 증가한 2400 MPa급 고강도 강연선이 세계 최초로 개발되었다. KS D 7002는 2011년 고강도 강연선을 반영하는 개정을 통하여 고강도 강연선의 실용화를 뒷받침하였다. 그러나 고강도 강연선의 역학적 특성과 구조물 적용시 실제 성능에 대한 논의와 검증이 아직 미비한 실정이고 고강도 강연선의 적용을 위한 설계기준의 개정 여부 역시 자세한 검토가 이루어지지 않았다. 고강도 강연선의 실용화를 위해서는 이러한 성능 검증과 설계기준 검토가 우선 수행될 필요가 있다. 이 연구에서는 휨성능 검증 실험에 앞서 단면해석을 통해 휨거동을 예측하였으며 해석 결과를 바탕으로 국내외 설계기준을 비교 검토하였다. 또한 고강도 강연선의 적용에 따른 현 설계기준의 개정 필요성을 논의하였다. 휨거동 측면에서 집중적으로 논의된 부분은 강연선의 응력 추정이었으며 이와 관련하여 강연선의 항복점 정의방법, 고강도 강연선의 장기 손실, 부재 파괴시 강연선 응력 추정식, 부재 연성파괴를 보장하기 위한 인장지배변형률 한계를 논의하였다. 논의 결과 일부 개정 필요성이 제기되었으며 이에 대한 추가의 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.707-714
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• 2015

본 논문에서는 프리텐션된 고강도 콘크리트 부재에서의 전달길이를 측정하기 위해 FBG 센서가 기입된 스마트 강연선을 활용하여 실험을 수행하였다. 전달길이 측정을 위해 길이 3m, 단면 $150{\times}150mm$의 고강도 콘크리트 시험체를 총 5개 제작하였으며, 프리텐션 도입 시 콘크리트 압축강도는 58MPa로 측정되었다. 실험 결과 콘크리트 표면에 부착하는 기존의 전기 저항식 게이지보다 FBG 센서로부터 보다 정밀하고 신뢰성있는 강연선의 전달길이를 계측할 수 있는 것으로 나타났다. 계측결과로부터 산정된 강연선 전달길이를 기존의 여러 모델들과 비교하였으며, 이를 통해 고강도 콘크리트 부재에서의 전달길이 산정에 대한 기존 모델들의 적용성을 분석하였다. 본 연구 내용은 향후 강연선의 부착 특성 분석 등의 관련 분야 연구 등에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.18-29
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• 2013

최근 국내에서 개발된 프리스트레스가 도입되지 않은 강연선을 적용한 보-기둥 접합부시스템은 2개층 동시 시공이 가능한 2개층 1절 PC기둥 및 U자형 단부형상을 갖는 하프 PC보로 구성되어 있다. 대상 보-기둥 접합부에서는 시공성을 향상시키기 위해 철근과 비긴장강연선이 혼용배근되며, 선행된 연구에서 구조성능을 규명하기 위한 실험이 수행되었다. 본 연구에서는 선행된 실험결과와 단면해석결과를 비교검토하여 이형철근과 비긴장강연선이 혼용배근된 보의 설계방안을 제안하고자 한다. 고강도 철근에 대한 기존연구 고찰을 토대로 비긴장강연선의 설계항복강도를 제안하고, 상이한 철근과 비긴장강연선의 항복강도를 고려하여 구조설계기준을 만족하는 최소 최대 보강비, 휨강도 산정식을 제안하였다. 대상시스템에서 보의 사용성을 고려하기 위해, 현행 설계기준식을 사용하여 처짐검토 시 사용하중을 고려하여 비긴장강연선 배근비율을 제안하였으며, 균열폭 검토시 철근과 비긴장강연선의 상이한 부착특성, 항복강도, 직경, 단면적 등을 고려하여 균열폭 산정방법을 제안하였다. 마지막으로 본연구에서 제안된 설계방안들을 적용하여 철근과 비긴장강연선이 혼용배근된 보단면의 설계 방법을 예시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.163-173
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• 2012

이 연구에서는 프리스트레싱용 고강도 강연선의 정착장치 중 강연선을 직접 정착하는 앵커헤드(anchor head)에 대해 거동특성을 분석하고, 앵커헤드의 제원을 결정하는 단계에 있어서 해석적 검토에 요구되는 프로세스에 대해 정립하였다. 앵커헤드는 쐐기와의 접촉(contact)을 통해 강연선으로부터의 힘이 전달되고 거동변화에 따라 접촉상태 또한 변하게 된다. 이를 고려한 상세 거동분석을 위해 쐐기와 헤드 사이의 접촉(contact)조건을 설정하였으며, 앵커헤드의 비선형 재료모델을 적용하여 기하 및 재료 비선형성을 고려한 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 다음의 결과를 얻을 수 있었다. 앵커헤드의 거동은 앵커헤드와 쐐기 간의 상호거동에 크게 영향을 받기 때문에 초기 설계단계부터 상대 영향을 고려해야 한다. 쐐기홀(wedge hole)의 배치는 층배열(layered) 보다는 원형배열(circular)이 보다 응력분배에 효과적이고, 쐐기홀의 간격을 증가시키고 헤드 하면 구멍의 크기를 줄여 구멍사이 강재의 두께를 다소 늘이는 것이 구조거동에 효과적이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.63-71
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• 2018

인장강도가 2,400 MPa인 강연선이 개발되어 콘크리트구조기준 및 KS 규격에 반영되었다. 고강도 프리스트레스트 강연선이 구조물에 적용되기 위해서는 그에 적합한 정착시스템이 함께 사용되어야 한다. 최근에 2,400 MPa 강연선 적용을 위한 포스트텐션 정착구의 개발이 진행되어왔으나, 성능평가에 대한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2,400 MPa 강연선을 적용한 포스트텐션 정착구 중 가장 활용도가 높은 9 가닥, 15 가닥, 19 가닥 정착구에 대하여 PTI의 Anchorage Design Zone에 의한 국소구역 구조검토를 실시하였고, ETAG013 및 KCI-PS101에 의한 하중전달성능평가를 수행하였다. 또한 비선형 수치해석을 통해 시험의 적절성을 분석하였다. 그 결과, 2,400 MPa 정착구는 국소구역의 구조성능을 만족하고, 하중전달성능 조건을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.145-146
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• 2009

이 논문은 2200MPa급 PS강연선의 적용성에 관한 연구로 현재 국내외에서 1860MPa 강연선용으로 사용되고 있는 정착구에 대한 실험을 통해 그 적용성을 검토해보았다. 이 연구는 강연선을 고강도화 함으로써 하나의 텐던이 작용하는 하중은 동일하게 하되 텐던 내 강연선의 개수를 줄여 콘크리트 거더 복부의 두께 감소 또는 시공성 개선을 목표로 하고 있다. 따라서 이 연구에서는 정착시스템에 있어서 쐐기와 앵커헤드 위주로 검토가 이루어졌다. PS 강연선의 적용성 검증은 유럽 ETAG 기준에서 제시되어 있는 정적실험 및 피로실험을 통해 이루어졌으며, 실험 결과 기존 1860MPa 강연선에 사용되고 있는 정착구가 약간의 개선 또는 개선 없이도 2200MPa급 강연선에 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제26권4호
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• pp.45-49
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• 2014

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.421-430
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• 2011

이 연구는 신뢰도기반 구조설계기준을 국내에 도입하기 위한 기초 연구의 일환으로, 국내 시공 현장에서 사용하는 구조 재료의 강도 현황을 조사하여 통계 분석하는데 목적을 둔다. 하중 및 구조 저항의 실측값을 기반으로 통계 및 신뢰도에 기반한 객관적이고 합리적인 구조물 설계기준을 개발하기 위하여 재료 강도의 통계 특성을 구하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 국내 현장에서 시공에 사용한 콘크리트, 철근 및 PS 강재의 재료 강도를 수집하여 이들을 통계 처리하고 외국의 신뢰도 기반 설계기준 보정에 사용한 자료와 비교 분석하였다. 국내 콘크리트 자료의 편중 계수는 1.13에서 1.20의 범위에서 비교적 균등하였고 변동 계수는 0.10 이하로 나타났다. 철근 자료는 제조사별로 통계 특성이 차이를 보이고 있고 직경별로는 유사한 결과를 보였다. 강연선의 경우에는 고강도 재료이므로 국내 자료와 외국자료 모두 편중 계수와 변동 계수가 콘크리트와 철근에 비하여 작은 값을 보이고 있다. 통계 분포는 다양한 출처로 인하여 혼합된 전체 데이터 대신 개개의 구조물별로 사용되는 재료 강도의 분포를 모사하도록 데이터를 좀 더 세분하여 현장별, 제조사별로 분석한 결과 모든 재료 강도에 대하여 정규 분포, 로그 정규 분포 및 Gumbel 분포로 가정하여도 적절한 결과를 보이고 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.290-297
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 분절형 U거더와 합성 U거더의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 강섬유 혼입률과 U거더 상부의 슬래브이다. U거더의 복부와 하부플랜지에 종방향 철근을 배근하였다. 상부플랜지에 2개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던 그리고 하부플랜지에 7개의 15.2mm 강연선을 포함한 2개의 프리스트레싱 텐던이 배치되고 U거더 접합 시 한차례 긴장 작업을 하였다. 초고강도 콘크리트 강도로 인해 U거더에 도입한 충분히 강한 프리스트레싱 긴장력은 U거더 시공단계에서 자중과 고정하중을 부담할 수 있다. U거더의 취성적 거동에 비해 합성 U거더는 안정적이고 연성적인 하중처짐 관계를 보여주고 있다. U거더 상부에 슬래브를 시공한 후, U거더 접합 시 도입했던 프리스트레싱 긴장력에 의한 합성 U거더의 휨하중 내하력은 마지막 하중 단계에서 설계하중을 부담할 수 있다. 초고강도 콘크리트로 인한 간단한 프리스트레싱 방법은 시공단계와 공사비 면에서 장점을 가지고 있다. 간격이 작은 전단키는 초고강도 콘크리트 U거더와 고강도 콘크리트슬래브간의 완전한 합성관계를 가져와 파괴하중 직전까지 슬립현상이나, 벌어짐 현상을 보이지 않았다.