• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제16권4호
• /
• pp.89-98
• /
• 2012

이 연구에서는 콘크리트 압축강도에 따른 고강도 나선철근의 횡구속 성능을 평가하고자 하였다. 총 24체의 실린더형 콘크리트 실험체($150{\times}300mm$)를 제작하고 단조 압축하중 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 나선철근의 항복강도와 콘크리트 압축강도로 계획하였다. 나선철근의 항복강도에 따른 횡구속 효과를 효과적으로 평가하기 위하여 나선철근의 외경을 실험체 직경과 동일하게 계획하였다. 실험결과, 나선철근의 횡구속 성능은 나선철근의 항복강도가 증가할수록 그리고 콘크리트 압축강도가 낮아질수록 증가하였다. 또한 기존 해석모델을 이용하여 실험체의 응력-축변형률 관계를 예측한 결과, 해석결과는 나선철근의 항복강도와 콘크리트 압축강도가 증가할수록 정확성이 떨어지는 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.261-264
• /
• 2008

횡방향으로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 거동은 구속되지 않은 콘크리트와는 다른 거동을 한다. 보통강도 콘크리트에서 구속효과를 고려한 콘크리트 재료모델로는 Mander 모델이 대표적이며 고강도 콘크리트의 구속효과의 경우 여러 연구자들에 의하여 제안된 모델 중 공시체 수준의 실험결과와 잘 일치하는 Sakino-Sun 모델을 사용하였다. 보통강도에서는 Mander모델을 고강도 콘크리트에서는 Sakino-Sun 모델을 사용하였으나 중간 강도인 30-40MPa의 강도에서 Mander 모델과 Sakino-Sun 모델의 적용시 실험결과와 해석결과가 다소 차이를 보이며 또한 두 모델은 적용할 수 있는 최대 또는 최소 콘크리트 압축강도의 한계범위가 명확하지 않다. 따라서 이 연구에서는 30-40MPa의 강도의 횡방향으로 구속된 콘크리트의 비선형 재료모델을 제안하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.67-74
• /
• 2016

폭발볼트는 고폭약를 사용하는 분리장치의 하나로서 폭발볼트의 내부에서 형성되는 폭압 및 충격파에 의해 분리된다. 이러한 메커니즘을 갖는 폭발볼트는 분리시 생성되는 충격파 및 파편형성 최소화되도록 설계되어야 할 것이다. 본 연구에서는 폭발볼트 및 볼트를 구속하는 구속물과의 거리(Air gap)을 변수로 두어 분리시험을 수행하였다. 이때 Air gap 따른 분리유무 및 분리 형상을 확인 하였고, 가속도 센서를 이용하여 구속물의 전달되는 Pyro-shock를 측정하였다. 또한 ANSYS Autodyn 프로그램을 이용하여 폭발볼트의 분리거동을 해석하였다. 실험 및 해석으로부터 폭발볼트와 구속물 사이의 Air gap 크기에 따른 폭발볼트의 분리거동에 미치는 영향을 확인하였고 특정 볼트에 한해서 최적의 폭발볼트의 구속환경을 설정하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.76-82
• /
• 2002

초속경 시멘트 콘크리트는 양생 시 초기재령에서 높은 수화열과 건조수축으로 인해 균열이 발생하기 쉽다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 각종 소재를 적극 활용하려는 노력의 일환으로 섬유보강 콘크리트를 사용하게 된다 합성섬유보강 콘크리트는 건조수축에 대한 저항성과 내구성을 증진시키는 것으로 보고되고 있는데 대부분이 일반콘크리트에 대한 연구가 수행되었을 뿐 초속경 시멘트콘크리트에 관한 건조수축의 영향에 대해 정량적 및 정성적 연구가 미미한 상태이다. 따라서, 본 연구에서는 합성섬유보강 콘크리트의 건조수축 저감효과와 초속경 시멘트 콘크리트에서 수축에 대한 구속효과를 평가하기 위하여 콘크리트종류, 섬유보강 여부, 물-시멘트비, 구속여부를 주요 실험변수로 하여 건조수축실험을 수행하였다. 그 결과 일반 콘크리트에 비해 초속경 시멘트 콘크리트의 건조수축의 진행이 상당히 작음을 알 수 있었다. 이는 속경성 콘크리트의 수화반응이 빠르게 진행되어 건조에 의한 중량감소율이 다소 작은 점과 수화생성물과의 관계에 기인되는 것으로 판단된다. 또한 1축으로 구속된 건조수축의 구속으로 인한 초속경 시멘트 콘크리트의 건조수축을 예측할 수 있었고 초속경 시멘트 콘크리트에 섬유보강으로 인한 건조수축 제어는 일반콘크리트에 비해 효과가 매우 큰 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.87-94
• /
• 2009

콘크리트 슬래브는 타설 후 온도와 수분 변화를 통해 체적이 변화한다. 수분증발에 의하여 발생한 건조수축은 슬래브의 자중이나 하부층과의 마찰 등에 의하여 구속되어 슬래브 내부에 응력이 유발된다. 선행 연구에 의하면 건조수축에 의하여 발생된 실제 인장응력은 이론적으로 예측된 값보다 작은 것으로 보고되었다. 이는 부분적으로 구속된 슬래브에서 발생하는 초기 재령 콘크리트의 점탄성에 기인한 응력감소 현상이다. 본 연구에서는 재령에 따른 콘크리트의 응력감소 현상을 조사하기 위하여 구속된 원주형, 구속되지 않은 자유건조 원주형, 그리고 자유건조 각주형 콘크리트 시편의 변형률을 측정하였다. 재령 1, 3, 7, 14, 28일에 콘크리트의 탄성계수를 측정하였으며 관입저항 실험을 실시하였다. 실험결과를 기존 연구자들이 제안한 이론식에 대입하여 구속된 원주형 콘크리트 시편의 응력감소를 계산할 수 있었다. 향후 본 연구의 결과를 바탕으로 구속된 콘크리트 시편의 응력감소 현상을 콘크리트 포장의 설계에 적용할 예정이다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 2023

본 연구에서는 말뚝에 작용하는 구속압과 지반의 세립분 함유율을 고려한 말뚝 인발실험을 실시하였다. 그리고 실험 결과를 이용하여 말뚝의 인발저항에 미치는 지중 구속압의 영향을 분석하여 인발저항정수를 고찰하였다. 인발실험 결과, 모형지반의 세립분 함유율과 구속압의 크기에 관계없이 약 7mm~9mm의 인발변위에서 최대인발저항력이 발생되었다. 말뚝의 최대인발저항력은 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 감소하였고, 이러한 경향은 구속압이 클수록 현격하게 나타났다. 말뚝인발실험 결과의 신뢰성을 검토하기 위해 인발저항력을 이론식으로 산정해 실험결과와 비교한 결과, 모든 구속압 조건에서 세립분 함유율 증가에 따라 실험값과 이론값 모두 동일하게 인발저항력이 감소하는 경향을 보였다. 인발저항정수에 대한 분석 결과, 말뚝과 지반의 경계에서 발생하는 인발저항력에 있어서 주변 지반의 세립분 함유율이 증가할수록 경계면 마찰각보다 부착력의 영향이 커지는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.927-935
• /
• 2013

최근 지진의 발생빈도가 과거에 비해서 증가하면서 교량 구조물에도 내진성능에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중 교량 하부 구조물의 경우에는 횡방향 하중에 저항하기 위하여 소성힌지 부분에 심부 구속 횡철근을 배근하여 횡방향 구속 효과를 증대시키고 있다. 이것은 심부 구속 횡철근 배근을 통하여 교각에 필요한 강성 및 연성을 확보하여 내진성능을 향상시키고자 하는 것이다. 현재 심부구속 횡방향 철근량 산정에 대한 설계 기준은 국내의 도로교 설계 기준과 국외의 대다수 설계 기준이 동일한 설계 기준을 사용하고 있고, 이는 중실 철근 콘크리트 기둥을 대상으로 제안되어 있다. 이 식을 내부 구속 중공 RC 기둥에 그대로 적용하기에는 그 구성 요소가 상이하고 거동 특성이 다르기 때문에 무리가 따른다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 기둥에 현행 기준을 적용하였을 때의 해석적 방법에 의한 변위 연성도 분석을 통하여 특성을 분석하고 경제성 있고 합리적인 설계가 될 수 있도록 수정식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.543-552
• /
• 1994

본 연구는 공중낙하법으로 만든 공기건조 상태의 일본의 표준사인 풍포사(豊浦砂)(Toyoura sand)와 영국의 표준사인 Silver Leighton Buzzard sand 공시체를 배수상태에서 평면 변형율 압축시험을 실시하여, 구속압이 모래의 변형 강도특성에 미치는 영향을 조사하였다. 축방향 변위와 수평방향의 변위는 변형율수준(strain level) $10^{-6}$에서 파괴상태까지를 연속적으로 구할 수 있는 장치를 사용하여 정도 높게 측정함으로써 미소변형에서 파괴상태까지의 응력 변형율 특성을 상세히 연구하였다. 그 결과, 극저구속압에서는 구속압이 작아져도 내부마찰각 ${\sigma}^{\prime}{_{max}}=arcsin\{({\sigma}{_1}^{\prime}-{\sigma}{_3}^{\prime})/({\sigma}{_1}^{\prime}+{\sigma}{_3}^{\prime})\}_{max}$가 급격히 크게 되지는 않아, Bolton의 경험식을 사용할 시는 어느 정도 구속압이 클 때만 적용 가능하다는 것을 알았다. 또, 모래의 강성률은 근사적으로 구속압의 m승에 비례하는데(G or $E{\propto}{\sigma}{_3}^{{\prime}m}$), 이때 m은 변형율수준 $10^{-4}$이하에서는 약 0.4 정도이고 변형율=$10^{-1}$에서는 $m{\fallingdotseq}0.9$ 정도이었다. 이러한 경향은 모래의 종류, 혹은 시험종류에 따라 거의 변화하지 않음을 알았다. 이것은 구속압이 작을수록 강성률의 변형율수준 의존성, 응력수준 의존성이 크게 되는 것과 대응한다. 끝으로, Rowe의 응력-다이러턴시 관계는 미소 변형율수준($10^{-4}$ 이하)에서 파괴까지 거의 직선적으로 성립하고, 구속압의 영향을 거의 받지 않는다는 것을 알았다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1001-1009
• /
• 2002

본 연구는 반복 수평하중을 받는 철근 콘크리트 T형 벽체의 횡철근의 구속범위를 제안하기 위한 것이다. 횡철근의 구속범위는 압축과 인장변형율 분포에 의해 좌우되는 중립축을 기준으로 압축변형율과 콘크리트 극한 변형율의 분포에 따라 결정된다. 압축변형율은 바닥층 평면적에 대한 벽 단면비, 형상비, 단면형상, 압축력, 그리고 철근비 등에 따라 다르게 나타난다. T형 벽체의 중립축은 플랜지의 영향으로 정가력과 부가력이 다르게 나타나며, T형 벽체의 중립축이 직사각형 벽체와 다르기 때문에 압축콘크리트를 구속하여 주는 횡철근의 구속범위가 다르게 나타날 것으로 판단된다. 또한, 좌우 대칭으로 배근되는 직사각형 벽체는 반복적인 수평하중에 대해 좌우 대칭인 구조적 특성을 나타내지만, T형 벽체의 경우는 좌우 비대칭적인 구조적 특성을 보인다. 즉, 복부 단부가 압축을 받는 정가력인 경우, 중립축 깊이(c)가 직사각형 벽체보다 크게 나타나며, 복부 단부가 인장을 받는 부가력인 경우, 중립축 깊이(c)가 직사각형 벽체보다 작게 나타난다. 그러므로, T형 벽체를 직사각형 벽체로 가정하여 좌우대칭으로 횡철근을 구속할 경우, 압축을 받는 복부 단부에서 요구되는 횡철근의 구속범위가 증가할 것으로 판단된다 따라서, 본연구에서는 T형 벽체의 구조적 특성을 파악하고, 실험값과 기존분석 및 단면해석을 비교함으로써 T형 벽체의 중립축 깊이를 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.521-529
• /
• 2002

콘크리트의 크리프와 건조수축에 의한 장기변형의 일부가 구속되는 합성단면에 대해 콘크리트에 발생되는 잔류응력과 이로 인한 콘크리트 단면에 선압축력의 손실을 계산하기 위해 콘크리트 장기변형의 구속계수가 유도되었으며, 선압축력의 손실률을 계산하기 위한 식을 제안하였다. 제안된 구속계수는 재령수정 유효탄성계수가 적용된 환산단면특성으로부터 계산되며, 복잡한 형태의 합성단면에 대해서도 쉽게 적용될 수 있다. 기존 설계기준에서 콘크리트의 장기변형과 관련된 조항을 검토하기 위해서 도로설계편람의 일반 합성단면에 대해 이 구속계수와 선압축력의 손실 계산식이 적용되었다. 부정정력과 신축이음량의 계산에 적용되는 건조수축변형률 $150 ~ 200$\times$10^{-6}$ 은 장기변형의 구속정도가 적은 경우에 과소 계산될 수 있으며, 잔류응력의 계산에 는 적용되는 $180$\times$10^{-6}$ 은 비정상적으로 작은 값이다. 이 논문에서 적용된 PSC 합성단면에 대한 도로교 설계기준의 손실률 16.3%는 ACI 209에 대해서는 안전측으로 계산되었으나 Eurocode 2에 대해서는 안전을 보장할 수 없었다. 강합성 단면의 콘크리트 바닥판에 일반 보강철근의 긴장에 의해 선압축력이 도입되면 철근비의 증가로 긴장에 의한 경우보다 상당히 큰 손실이 발생되었으며, 강재거더의 구속에 의해 긴장된 보강재 선인장력의 손실은 감소한 반면에, 콘크리트 선압축력의 손실은 증가하였다.