• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2018년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.27-28
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• 2018

In this study, water vapor pressure and restrained stress were evaluated by ring-type restrained condition for compressive strength 60 and 80MPa concrete. Experimental results show that the 80MPa concrete has higher water vapor pressure and restraint stress than the 60MPa concrete, resulting in spalling occurrence. It is because, the higher the compressive strength of the concrete, the more dense the internal structure is formed.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.133-144
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• 1995

본 연구는 콘크리트 충전강관을 고층 건물의 구조부재로 이용하기 위한 연구의 일환으로서 강관의 폭두께비, 세장비와 충전콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 강관이 콘크리트를 단순 구속하는 경우의 재하조건으로서 일련의 실험을 콘크리트 충전강관 기둥의 역학적인 거동 특성을 고찰하였다. 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)구속 콘크리트의 파괴양상은 단주의 경우 시험체 단부에서의 압괴에 의한 $45^{\circ}$정도의 사인장 파괴가 이루어졌으며 장주의 경우 횡방향 휨 파괴 양상을 나타내었다. (2)원형강관으로서 콘크리트를 구속함으로서 변형능력의 향상과 동시에 콘크리트의 연성 효과를 증대시킬 수 있었다. (3)강관의 세장비, 폭두께비, 콘크리트의 강도를 고려하여 콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관에 의해 구속된 내부 콘크리트와 충전 강관 기둥의 최대내력 산정식을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.423-433
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• 2012

콘크리트 충전 강관 기둥은 축하중 재하시 콘크리트에 구속응력이 발생함에 따라 콘크리트의 강도가 증가한다. 콘크리트의 강도 증가분은 발생된 구속응력의 크기에 종속되므로 비선형 해석을 통하여 원형 콘크리트 충전 강관의 축방향 하중에 대한 최대 저항능력을 산정하였다. 콘크리트의 포아송비 및 응력-변형률 관계와 같은 비선형 재료 특성을 고려하였으며, 강관의 다축 항복조건을 기준으로 최대 구속응력을 산정하였다. 실험 결과와의 비교를 통하여 제안된 모델을 검증하였으며, 회귀분석을 통하여 D/t 비율 및 재료성질에 따른 최대 구속응력 산정법을 단순화하였다. Eurocode 4 설계 기준 및 기존에 제안된 다양한 경험식과의 비교를 통하여 제안된 회귀분석식의 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.93-98
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• 2001

CFT 기둥은 탁월한 구조적 성능을 발휘하는데, 이는 강관과 콘크리트의 복합거동에 기인하는 것이다. 이러한 CFT 기둥의 거동을 예측하기 위해서는 강관과 콘크리트 사이의 부착거동을 파악해야 한다. 그러나 이형철근을 대상으로 한 대부분의 기존 모델식은 CFT 기둥에 적용할 수 없으므로, 새로운 모델식의 개발이 필요하다. 본 논문의 목적은 구속압이 발현된 상태의 CFT 기둥에서 콘크리트와 강관의 부착응력과 수직응력의 관계, 기둥단면에서의 응력 분포도를 고려한 부착거동에 관한 모델식의 개발이다. 평형조건으로부터 콘크리트와 강관의 부착응력과 수직응력의 관계를 유도하였으며, 이차원 문제의 Airy 응력함수(stress function)로부터 CFT 기둥 단면에서의 횡방향 응렬 관계를 파악하였다. 그리고 5개의 CFT 기둥 실험체에 대해 콘크리트에만 하중을 가하는 실험을 실시하였고, 측정된 변형률로부터 회귀분석의 방법을 통해 부착강도와 횡방향 구속압의 관계를 파악하였다. 이로부터 새로운 부착강도 모델식을 제안하였으며, CFT 기둥에서 콘크리트만 가압한 경우의 각 방향 응력관계를 파악하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.109-118
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• 2009

이 연구에서는 CFT부재를 거더로 사용하는 신형식 강합성 교량 시스템 개발을 최종목표로 하고, CFT부재의 휨거동 특성을 규명하기 위한 부재실험을 수행하였다. 실험체는 충전재 강도 및 합성조건 변화 등 설계에 영향을 미치는 주요 매개변수를 고려하여 제작하였고, 휨재하 실험의 결과분석을 통해 CFT부재가 갖는 내력성능을 효율적으로 설계에 반영하기 위한 방안을 고찰하였다. 충전강관은 중공강관에 비해 휨강도 및 연성이 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 콘크리트의 취성적 재료 특성이 강관의 구속효과로 보완되는 결과를 확인하였다. 내부 전단연결재를 둠으로써 충전재와 강관 사이의 미끄러짐을 억제하여 완전합성단면으로 거동하였고, ㄱ형 전단연결재의 보강재 효과가 휨내력 증가에 다소 기여하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.187-199
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• 2013

강관보강다단 그라우팅은 터널공사에 널리 적용되는 공법으로, 터널지반의 안정성 증대 및 차수효과를 얻을 수 있다. 본 연구의 목적은 유도초음파를 이용한 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 기법을 제시하고, 현장 적용성을 평가하는 것이다. 강관의 그라우팅 충진률에 따른 주파수 변화를 파악하기 위해 실내실험 (자유구속조건 및 지중근입조건)을 수행하였으며, 건전도 평가시스템의 현장 적용성을 검증하기 위해 현장실험을 수행하였다. 강관의 두부를 해머로 타격하여 유도초음파가 발생되며, 발생된 유도초음파는 선단에서 반사되어 두부로 되돌아 온다. 반사된 유도초음파는 두부에 설치된 AE센서에 의해 수신된다. 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 모델은 충진률 25 %, 50 %, 75 %, 100 %로 제작되었으며, 자유구속조건 및 지중근입조건의 실내실험으로 수행되었다. 신호처리를 위해 고속 푸리에 변환과 웨이브렛 변환을 수행하였다. 실내실험 결과, 유도초음파의 전파속도 변화는 크지 않았으나, 그라우팅 충진률에 따른 주 주파수의 변화가 뚜렷하게 나타났다. 강관보강다단 그라우팅의 충진률이 증가할수록 반사파의 주 주파수의 크기가 감소했다. 현장실험은 이미 설치된 강관보강다단 그라우팅에 대해 수행되었으며, 실내실험과 동일한 기법으로 분석하였다. 현장 조건의 실험체에서도 유도초음파의 반사파를 쉽게 수집할 수 있었으며, 이에 대한 주파수 영역에 대한 분석도 가능했다. 본 연구의 결과는 유도초음파를 이용한 주파수 분석 기법은 강관보강다단 그라우팅 건전도 평가에 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.267-275
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• 2009

강관합성말뚝은 외부 강관의 합성 구속효과에 의해 말뚝강도가 커지고, 연성파괴 거동이 발생한다. 본 연구에서는 해상 지반에 근입된 말뚝에 대하여 말뚝재료의 항복거동 및 지반의 탄소성 거동을 함께 고려할 수 있는 3차원 수치해석을 수행하여 하중-변위 거동 및 강관합성말뚝의 보강효과를 분석하였다. 이를 위하여 강관, 콘크리트, 강관합성말뚝에 대하여 각각 말뚝직경과 재하방향에 따른 변수연구를 수행하였다. 그 결과, 수직방향 극한지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝과 비교하여 평균 1.90배, 콘크리트 말뚝에 대하여는 평균적으로 동일한 지지력을 보여주었다. 허용변위 기준에서의 수평방향 지지력의 경우 강관합성말뚝은 강관말뚝에 비하여 평균 1.46배, 콘크리트 말뚝에 비하여 평균 1.25배 큰 것으로 나타났다. 그리고, 허용변위 기준에서의 강관합성말뚝의 말뚝두부 변위는 평균적으로 강관말뚝의 약 78%, 콘크리트 말뚝의 약 53%로 나타나 강관합성말뚝의 변위억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 해석조건에서 강관합성말뚝의 수직방향 극한지지력 증가효과는 작았지만 수평방향 재하시의 강관합성말뚝의 변위억제 효과에 의해 현장타설말뚝의 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.85-93
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• 2001

본 논문에서는 연약지반에 시공된 교대말뚝기초에 인접하여 성토하중이 재하될 때 발생하는 측방유동의 발생메커니즘을 규명하기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 본 수치해석에서는 점성토 지반과 점성토-사질토 지반 그리고 사질토-점성토 지반에 선단지지된 강관말뚝에 대하여 성토하중 크기(q=20, 75, 100kPa)와 말뚝두부조건(변위구송, 회전구속) 그리고 말뚝중심간격(s=2.5d, 5.0d, 7.0d, 단독말뚝)에 따라 측방유동압의 분포형태와 크기를 분석하였다. 그 결과 측방유동압의 분포형태는 교대말뚝기초의 수평변위와 유사한 형태로 나타났으며 측방유동압의 크기는 배면 성토하중의 크기에 대한 비로써 결정할 수 있었다. 그리고 점성토 지반과 점성토-사질토 지반의 경우, 측방유동압의 분포형태와 크기는 말뚝두부조건에 가장 큰 영향을 받는 반면 사질토-점성토 지반의 경우에는 말뚝두부조건보다는 토층조건에 가장 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 본 연구결과를 토대로 연약지반에 시공된 교대말뚝기초의 측방유동에 대한 설계 및 해석시 지침자료로서 측방유동압의 분포형태와 크기를 추천.제안한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3A호
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• pp.139-148
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• 2012

원형 콘크리트 충전 강관 (CFT)은 강관과 콘크리트 내부채움재로 이루어진 합성구조로 급속 시공이 가능하고 치수 대비 강도의 효율성이 좋아 교량의 교각이나 건축물의 기둥으로 사용되고 있다. CFT에 대한 실험적 연구는 지난 수년간 꾸준히 연구되어 왔지만 이러한 실험 연구만으로 CFT의 거동을 파악하기는 충분하지 않다. 따라서, CFT의 실험 연구를 보완하고 보다 다양한 제원 및 하중 조건을 고려하여 CFT의 구조 거동을 파악하기 위해서는 수치해석 모델이 필요하다. 본 연구는 CFT의 비선형 유한 요소 해석 기법을 개발하는데 목표가 있다. 개발된 CFT의 유한 요소 해석 모델 기법은 다양한 하중이 작용하는 실험 결과들과 비교하여 그 타당성을 입증하였으며, 제안된 유한 요소 해석 모델은 CFT의 구속 효과 및 CFT의 구조 거동을 잘 모사할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.37-46
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• 2018

얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성해서 기존 PHC말뚝 및 강관말뚝보다 휨강도와 전단강도가 향상된 프리스트레스를 도입한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝을 개발하였다. HCFT말뚝의 강도특성을 조사하기 위해 다양한 조건에서 제작된 HCFT말뚝과 함께 동일 직경의 PHC말뚝 및 강관말뚝에 대해 휨강도 및 전단강도시험을 실시하였다. 시험결과 직경이 450~500mm인 HCFT말뚝은 동일 직경의 ICP말뚝 대비 2.88배, 두께 12mm의 강관말뚝 대비 1.19배의 휨강도를 발휘하였고, 강관말뚝의 2.40배에 달하는 전단강도를 발휘하였다. 그리고 HCFT말뚝의 강관 내벽에 설치한 전단연결재는 HCFT말뚝의 휨거동에 거의 영향을 주지 않았으며, HCFT말뚝의 휨강도는 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PHC말뚝에 대한 개별 휨강도 합산치보다 35~63% 컸는데 이것은 강관의 구속효과로 인해 압축영역에 있는 콘크리트의 강도가 증가하기 때문으로 판단된다. 또한 HCFT말뚝이 복합말뚝에서 상부말뚝으로 사용되면 수평하중을 받는 구조물의 수평변위 저감과 구조안정성 향상에 효과적일 것으로 사료된다.