• 대한토목학회논문집
• /
• 제5권4호
• /
• pp.103-111
• /
• 1985

본(本) 논문(論文)에서는 철근콘크리트 휨부재의 균열폭과 균열간격 결정에 관한 연구(硏究)가 이루어 졌다. 철근콘크리트 휨부재의 균열폭 및 균열간격의 유도는 최근에 진전된 균열이론에 의거하였으며, 설계(設計) 및 해석시(解析時)에 실제적으로 사용할 수 있는 균열폭 및 균열간격 예측 공식을 제안하였다. 제안된 공식과의 비교를 위하여 철근콘크리트보에 대한 균열거동 실험이 수행되었다. 본(本) 예측 공식(公式)을 본(本) 연구(硏究)의 실험결과 및 타연구자(他硏究者)의 실험자료와 비교한 결과 만족스런 결과를 얻었다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안된 공식을 현재 ACI 시방서(示方書)에서 채택하고 있는 Gergely & Lutz 공식(公式)과도 비교한 결과, 본(本) 공식(公式)이 거의 모든 경우, 더 정확한 예측을 하고 있음을 알 수 있었으며, 실제 설계 및 해석시에 지침이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
• /
• pp.67-68
• /
• 2010

균열폭의 산정에 부착응력 및 균열간격 등 다양한 인자들이 영향을 미친다. EC2 및 MC90에서는 이러한 인자를 고려하여 최대 균열간격과 평균 변형률 차의 함수로서 균열폭을 제시하고 있다. 본 연구에서는 각 설계기준에 따라 균열폭을 예측하고 이를 실험결과와 비교, 분석하였다. 해석 결과 각 설계기준에 따른 균열폭 예측식은 실험값을 비교적 잘 예측하고 있음을 보여주었다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.52-60
• /
• 2002

지하철 구조물과 같은 매스 콘크리트 구조물을 시공할 때 온도 측정을 하는 경우는 많으나 이는 내외부 온도차를 적정한 수준으로 유지하여 균열 발생을 제어하기 위한 수단일 뿐 균열폭을 일정한도 내로 제어할 수 있는 조치는 아니다. 매스 콘크리트 구조물에서 균열폭을 제한 값 이하로 하기 위해서는 적절한 양의 철근을 배치하여야 한다. 또한 시공 이음 등을 작은 간격으로 설치하는 것은 구속도를 완화시키고 온도응력이나 균열폭을 저감시켜 균열 제어상 매우 효과적인 수단이 될 수 있다. 그러나 시공 이음, 균열 유발 줄눈 등의 이음간 간격을 좁히면 내하력 수밀성, 내구성 등에 악영향을 미칠 가능성이 높고, 타설 회수가 많아져 동일한 공정이 반복 투입되므로 시공 속도의 저하 및 공사비 상승 등의 단점이 나타날 수 있다.(중략)

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2011

철근콘크리트 부재의 균열은 필수불가결한 현상이다. 따라서 효과적으로 균열폭을 측정하기 위한 많은 경험식이 제시되었고, 또한 간편한 적용성 때문에 철근 간격과 직경의 제어를 통한 간접균열제어법이 제시되고 널리 사용되고 있다. EC2에서는 최대균열간격과 평균변형률의 곱으로 설계 균열폭을 산정한다. 이 연구에서는 재료 특성에 따른 최대철근간격과 최대철근직경을 산정하였다. 특히 인장증강효과 모델과 최대균열간격에 따른 영향을 분석하였고, 이를 콘크리트구조설계기준에서 제시한 값과 비교하였다. 해석 결과 인장증강효과 모델에 따라 큰 차이가 발생하였고, 2차식 형태의 인장증강효과 모델과 Part II의 최대균열간격을 사용함으로써 과소평가되었다. 따라서 2차식 형태의 인장증강효과 모델을 사용함으로써 합리적인 간접균열제어가 가능하다. 또한 이를 통해 휨부재의 사용성 검증에 일관성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 함께 균열제어를 위한 두 가지 모델을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.471-478
• /
• 2011

콘크리트구조설계기준에서는 균열 검토시 설계의 간편함 때문에 철근 간격을 제한하는 간접 균열 제어 방법을 사용하고 있다. 뿐만 아니라 구조설계기준 부록에서는 균열폭을 산정하는 직접 균열 제어 방법도 제시하고 있다. 그러나 이러한 두 방법을 통한 균열 검증 결과에는 모순이 있다. 이 연구에서는 구조설계기준, 구조설계기준 부록 및 Frosch 제안식을 통해 최대 철근 간격을 산정하고, 콘크리트 압축강도, 단면 높이 그리고 피복 두께에 따른 차이를 분석하였다. 연구 결과 구조설계기준 본문과 구조설계기준 부록에 따른 최대 철근 간격에는 큰 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 직접 균열 제어와 간접 균열 제어 사이에 일관성을 확보할 수 있는 합리적인 균열 검증 모델을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.231-238
• /
• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제38권2호
• /
• pp.193-202
• /
• 2018

이 연구는 철근콘크리트 부재에서 사용한계상태 검증 및 내구성능 평가의 요소인 균열폭을 계산하는데 중요한 변수가 되는 균열간격 계산식을 제안한 것이다. 철근콘크리트 부재의 균열거동 해석을 위한 지배방정식이 되는 부착특성을 반영하여 평균균열간격 기본식을 유도하고, 피복두께와 콘크리트 강도의 영향을 고려할 수 있도록 여러 연구자들이 수행한 124개의 직접인장실험에서 측정된 균열간격을 분석하여 각각의 계수를 제안하였다. 그리고, 최대 및 평균 균열간격이 동시에 측정된 80개의 실험체 자료로부터 상관관계 분석을 실시하여 평균균열간격으로부터 최대 균열간격을 간편하게 예측할 수 있는 상관계수를 제안하였다. 제안된 평균균열간격 계산식 및 최대균열간격 상관식에 대해서 현행 설계기준의 규정과 비교를 실시하였다. 비교 결과, 평균균열간격 및 최대균열간격에 대한 제안식은 콘크리트구조기준 및 도로교설계기준(한계상태설계법)의 해당 규정과 비교하여 예측의 정확성 및 신뢰도가 개선됨을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.98-105
• /
• 2018

철근 콘크리트 부재에서 균열은 구조적 요인 뿐만 아니라 재료적 인자에 의해서도 발생한다. 이러한 균열의 크기와 발생 위치를 파악하는 것은 매우 어렵다. 도로교설계기준(한계상태설계법)과 콘크리트구조기준(2012)에서는 균열을 제어하기 위해 직접균열제어 방법과 간접균열제어 방법을 제시하였다. 콘크리트구조기준 본문에서는 사용하중 하에서 철근 간격을 사용하여 간접적으로 균열을 제어한다. 이에 반해, 콘크리트구조기준 부록에서는 지속하중 하에서 균열폭을 통해 직접적으로 균열을 제어한다. 즉, 균열 제어를 위해 고려하는 하중 상태가 상이하다. 그러나 도로교설계기준에서는 사용하중조합에서 균열을 제어하고, 유효탄성계수를 사용하고 있다. 따라서 이 연구에서는 고정 하중과 활하중의 비율을 반영할 수 있는 유효탄성계수를 적용한 설계 균열폭으로부터 최대철근간격을 산정하였다. 그리고 변수 해석을 수행하여 합리적인 균열 검증 방법에 대하여 모색하였다. 해석 결과 콘크리트구조기준으로부터 유도된 철근 간격은 도로교설계기준으로부터 유도된 값보다 작아 보수적인 설계를 유도하였다. 또한, 이 연구에서 제시한 최대철근간격은 직접균열제어와 간접균열제어 사이의 차이를 제거하여 해석의 일관성을 확보할 수 있는 것으로 판단된다.

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

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권1호통권53호
• /
• pp.106-114
• /
• 2009

본 논문은 연속철근 콘크리트포장의 장기 공용성을 향상시키는데 핵심요소인 균열폭에 기초한 철근설계에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 텍사스 지역의 21개 주요 도시를 선정하여 지난 10여년간의 온도데이터를 수집하고 수집된 데이터는 PavePro에 의해 제로스트레스 온도가 계산되었다. 계산된 제로스트레스 온도와 콘크리트 최저온도와의 차를 설계온도로 하여 CRCP 프로그램에 의해 균열폭이 수치해석 되었다. 수치해석에 사용된 변수는 콘크리트 슬래브의 두께, 콘크리트의 열팽창계수, 철근비 및 설계온도로서 총 448개의 조합변수가 해석되었으며 각각의 변수조합으로부터 해석된 결과를 회귀분석 하였다. 회귀분석된 결과는 회귀식에 의해 최소 균열폭에 대한 철근량이 역계산 되었고 이로부터 슬래브의 두께, 콘크리트의 열팽창계수, 설계 온도에 대한 철근비와 철근간격을 계산하여 설계표를 제시하였다.