• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.184-192
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• 2010

철근콘크리트 구조물의 사용성을 검토할 때 처짐은 가장 중요한 사항 중 하나이며, 철근콘크리트 휨 부재의 처짐은 일반적으로 유효 단면2차모멘트의 개념을 적용하여 구해진다. 그러나 이미 사용중인 철근콘크리트 보에서 정확한 사용하중을 알기 어려운 경우에는 기존의 방법으로 처짐을 계산하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 이 연구에서는 철근콘크리트 보에서 균열과 처짐은 상호 밀접한 관련이 있다는 사실을 바탕으로 작용하는 하중의 크기에 무관하게 철근 콘크리트 보 부재의 균열 상태로부터 처짐을 쉽게 산정할 수 있는 방법을 제안하고자 하였다. 균열폭의 합, 평균변형률 및 곡률 등의 관계를 이용하여 처짐식을 제안하였으며, 수정계수를 적용하여 보다 정확한 처짐식을 제안하고자 하였다. 이 제안식을 사용할 경우, 철근콘크리트 보에 작용하는 하중 크기에 무관하게 균열을 측정함으로써 처짐 추정치를 얻을 수 있으며, 유효 단면 2차 모멘트 값을 산출하여 처짐을 산정하는 기존의 방법에 비해 비교적 간단하게 처짐을 산출 할 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.911-920
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• 1989

본 연구에서는 층간균열면에서의 보 두께비를 달리함에 따라 다양한 혼합 모우드 층간파괴인성을 평가할 수 있는 Fig.1과 같은 층간균열 시편에 대해 3점 굽힘하중 하중이 작용될 때의 전체어너지방출률을 전단변형을 고려한 보이론에 의해 유도하고 이를 층간균열면에서의 보 두께비에 따라 모우드I 성분과 모우드II 성분의 분리된 형태로 나타내었다. 또 한 여러가지 시편두께에 대해 전체에너지방출률을 구해 전단변형에 의한 에너지방출률이 전체에너지방출률에 미치는 영향도 조사하였다. 그리고 층간 균열면에서의 보 두께비가 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 그리고 0.9인 경우의 층간균열시편에 대해 실험적으로 혼합모우드 층간 파괴인성을 평가하고 혼합 모우드 변형을 받을 때의 층간파괴 거동도 조사하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.94-103
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• 1987

균열불안정 해석법인 COD설계곡선법과 R6파괴 평가도법에 있어서 그 응용 한계의 확립과 타당성 수준의 정량화를 위해 포괄적인 비교 연구가 수행되었다. 참고로서 J-적분 균열불안정성 해석법이 이용되었다. 본 연구의 결과로서, 균열확장의 유무에 대한 R6 파괴 평가도법이 매우 우수한 방법임을 보여준다. COD 설계곡선법에 대한 영국 표준국 순서에 따른 결과로서는, 큰 스캐터 밴드를 가진 상당량의 부당성 해를 보여준다. 이러한 COD설계곡선법의 해를 개선하기 위한 새로운 접근법이 개발되었고, 그 타당성이 입증되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.694-701
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• 2018

FRP-보강근 콘크리트 부재들은 FRP-보강근이 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도를 갖고 있어 철근콘크리트 부재에 비해 과도한 균열폭의 가능성이 클 수 있다. 따라서 외국의 기준들에서는 FRP-보강근 콘크리트 부재의 균열제어를 위하여 허용균열폭의 제한규정을 두고 있는데, ACI 440.1R-15 설계지침에서는 최대 보강근 간격으로 제어하는 간접적인 방법으로 제안하고 있다. 그러나 제안식은 아직까지 장기하중이 균열폭에 미치는 시간종속적인 효과를 반영하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 장방형단면뿐만 아니라 T형단면의 FRP-보강근 콘크리트 보를 대상으로 장기실험을 통하여 얻어진 실험결과를 바탕으로 단면형태별 균열폭 특성을 구분하여 파악하므로 써 장기균열폭 예측모델을 제안하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 따라서 단면형태별로 각각 한 개씩 의 철근콘크리트 비교시험체를 포함한 4개의 장방형보와 4개의 T형 보로 구성된 총 8개의 시험체를 제작하여 시공하중의 영향을 고려한 1년간 4점 가력 장기휨실험을 수행하였다. 결과로서 시간종속적인 영향을 받는 순수장기균열폭은 철근 시험체에 비해 보강근의 탄성계수가 낮은 GFRP나 AFRP-보강근 시험체에서는 2.6~3.0배 증가하였으나 CFRP-보강근 시험체에서는 1.1~1.4배 증가에 그쳤다. 또한 즉시균열폭을 포함한 총장기균열폭은 장방형단면과 T형단면 시험체에서 평균적으로 각각 즉시균열폭의 약 2.4와 3.1배 증가를 보여주어 보수적으로 각각 2.5와 3.5의 시간종속계수를 구분하여 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권3호
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• pp.179-187
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• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.517-520
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• 2008

본 연구에서는 균열 철근콘크리트에서의 철근의 부식 저항성 평가를 실험적 방법에 의해 수행하였다. 실험 배합으로서 보통포틀랜드시멘트(OPC), 30% 치환률의 플라이애쉬(30% PFA), 60% 치환률의 고로슬래그미분말(60% GGBS), 10% 치환률의 실리카퓸(10% SF)이 적용된 콘크리트보를 사용하였으며, 부식저항성 실험은 만능시험기를 사용하여 0.3mm의 균열을 도입하여 측정하였다. 실험결과, 혼합콘크리트 균열 철근보의 60일 양생 후의 부식저항성 순서는 OPC > 10%SF > 30% PFA > 60% GGBS로 나타남을 확인하였다. 또한, 무게감량법에 의한 부식량 측정결과도 OPC의 경우가 가장 높은 부식저항성을 가지면서 최소의 부식을 발생시키고 있음을 확인하였다. 실험결과로써 건전부 콘크리트보에서의 부식저항성이 균열부 콘크리트에서의 부식저항성보다 높게 나타나고 있음을 확인할 수 있었고, 또한, 이성분계 콘크리트보다 OPC 콘크리트가 부식 저항이 더욱 높음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제7권2호
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• pp.151-159
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• 1997

화강암내의 석영입자에서 관찰되는 아문 미세균열은 동일한 암체내에서는 일정한 방향성이 보임이 잘 알려져 있다. 그러므로 아문 미세균열의 일정한 방향서을 이용하면 화강암 시추코아의 방향을 결정할 수 있을 것으로 판단되어, 홍천군 남면 유치리에 위치한 깊이 200m의 시추공에서 채취된 시료에 대해서 아문 미세균열을 이용한 코아의 방향 결정의 가능성을 연구하였다. 본 연구에서는 코아 회수율이 100%인 8개 구간을 선정하여 각 구간에서 2~3개의 시료를 채취한 후, 각 시료에 발달한 아문 미세균열의 방향성을 측정하였다. 하나의 구간에서 채취된 시료에 발달한 아문 미세균열은 거의 일정한 방향성을 보이나, 구간에 따라서 2~3개의 방향성을 보이기도 한다. 하나의 방향성을 보이는 구간은 아문 미세균열의 방향성이$\pm$5$^{\circ}$이내의 오차를 보여 매우 정확한 시추코아의 방향을 측정할 수 있었다. 그러나 2~3개의 방향성을 보이는 구간에서는 아문 미세균열의 방향성 및 전체적인 발달형태를 고려하여야 하며, 오차 또한 증가하여 $\pm$15$^{\circ}$ 정도의 오차를 보인다. 위의 결과를 종합하면 아문 미세균열의 방향성을 이용하면 시추코아의 절대적인 방향 측정이 가능하여, 터널이나 사면안정의 설계에 있어서 매우 중요한 요소중의 하나인 절리면의 방향을 저렴한 비용으로 시추코아에서 결정할 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.561-564
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• 2011

다양한 공학/산업적 측면에서 동적 취성 파괴 현상은 매우 중요하다. 취성 균열은 다른 균열 전파에 비해 그 전파 속도가 매우 빠르고 전파 범위가 넓기 때문에 대규모의 파괴 현상을 일으킨다. 동적 전파 중인 취성 균열 거동을 모델화하기 위해 오랜 기간 동안 많은 연구가 진행되었지만, 여전히 많은 부분들이 해석되지 못한 채 남아있다. 특히 균열 생성 및 전파를 위해 인위적인 조건들을 도입해야 하는 것은 기존 방법론들이 가지는 공통적인 문제점이다. 본 연구는 peridynamics를 동적 분기 균열 문제 해석에 도입한다. Peridynamics는 전통적인 연속체 이론에 기반한 수치해석 모델화 기법으로 균열과 같은 비연속성이 있는 문제의 모델화에 강점이 있으며, 인위적인 조건 없이 매우 간단한 방법으로 파괴 현상을 해석할 수 있다. 본 연구에서는 peridynamics 모델이 실험적으로 관측된 분기균열 형상과 균열 전파 속도를 매우 잘 예측해 낼 수 있음을 보인다. 또한 균열팁 주변에 높은 응력이 발생할 때 나타나는 연쇄 분기 현상도 해석할 수 있다. 이와 같은 연구를 통해 응력파가 균열 전파 속도를 변화시키고 전파 방향에도 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수치해석 결과도 또한 실험 결과들과 잘 부합함을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.151-161
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• 1993

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 비교적 짧은 지간의 철근콘크리트 보에서 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 총30개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 전단지간-유효높이의 비, 인장철근량등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 전단강도등을 측정하였다. 실험결과로부터 콘크리트의 강도가 커지고 철근량이 많아질수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 철근콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험성과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험성과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.299-306
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• 2014

콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결하기 위하여 코팅철근이 사용된다. 에폭시 코팅 철근에 비해 아연코팅철근의 콘크리트 보의 휨 거동 영향에 대한 자료는 거의 없는 실정이다. 이 연구의 목적은 아연코팅철근이 콘크리트 보의 휨 거동에 미치는 영향을 파악하는 데 있다. 아연코팅철근을 사용한 부재와 일반철근을 사용한 부재의 구조실험을 통하여 휨 거동 특성을 비교하였다. 실험변수로써 철근의 아연코팅 유무, 사용 철근비와 피복 두께를 고려하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 균열패턴, 균열폭, 처짐 및 변형률 특성을 파악하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 휨강도는 일반철근 콘크리트 보의 휨강도와 거의 차이가 나지 않는다. 철근표면의 아연코팅은 처짐, 균열폭 비교 결과에도 뚜렷한 영향을 미치지 않는다. 또한, 아연코팅철근 보와 일반철근 보의 하중-변형률 곡선은 비슷한 결과를 나타낸다. 따라서, 전반적으로 아연코팅철근의 사용은 일반철근을 사용할 때에 비해 콘크리트 보의 휨 거동에 악영향을 미치지는 않는 것으로 나타난다.