• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.169-176
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 충전 각형강관 (CFTP) 단주기둥에 CFRP 쉬트를 횡방향으로 보강하고 중심축하중 실험을 수행하였다. 실험변수는 b/t, CFRP쉬트 보강겹수이며, 총 6개의 실험체가 제작되었다. 실험변수로 사용된 판폭두께비는 b/t는 60, 80, 100이고 CFRP쉬트는 3겹 보강하였다. 실험결과 판폭두께비 100 실험체에서 CFRP쉬트 3겹 보강을 통해 내력을 16% 상승시켜 보강효과를 검증하였다. 내력 저하율을 검토한 결과 국부좌굴이 발생하지 않는 단면강도를 기준으로 최대 41%정도 내력이 저하되었으나, CFRP보강을 통해 32% 정도의 내력이 저하되어 보강효과를 검증할 수 있었다. 하중-변형를 관계를 보면 강재는 항복강도 이전에 국부좌굴이 발생하였으며, CFRP쉬트의 보강을 통해 국부좌굴을 지연시킴을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권4호
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• pp.145-153
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• 1997

전단벽제 양단의 보강기둥은 비선형 휨거동에 주요 영향을 미치는 구조 요소이다. 본 연구에서는 전단 벽체에 일반적으로 사용되는 모델인 TVLEM에서, 수직 스프링 요소로 표현되는 보강기둥의 반복이력 모델을 제안하고 기존의 모델과 비교 검토하였다. 제안된 단순모델은 Vulcano의 모델 중 철근의 거동을 이중직선으로 가정하여 유도되었으며, 제안된 모델을 검증하기 위하여 Vulcano와 Kabeyasawa의 모델 사용시의 수치해석 값과 비교하였다. 비선형 해석은 자체 개발된 프로그램을 사용하였으며, Vallenas와 Bertero가 실험(1979)한 SP6의 모델에 대하여 수치해석을 수행하여 반복이력특성과 변위이력 및 발산에너지량을 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.525-534
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• 2006

기둥과 보를 핀접합부로 연결하는 경우 볼트열과 기둥플랜지면 사이의 편심거리에 의해 강관면에 국부적인 모멘트가 유발 되어 기둥의 내력을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 각형강관 기둥-보 핀접합부를 대상으로 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기둥의 폭과 두께 변화, 내부보강 유무, 축력의 유무에 의한 변수로 모멘트에 의한 각형강관 기둥의 내력저하를 규명하기위해 해석을 수행 하였다. 유한요소해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 일부 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 제안하기 위해 항복선 이론을 적용하였다. 그 결과 각형강관 기둥-보 편접합부의 모멘트에 의한 기둥의 내력은 폭과 두께의 증가에 따라 향상되었으며 기둥의 폭두께비가 동일하여도 기둥의 크기 증가로 내력이 향상되었다. 각형강관 기둥의 무보강형태에 대한 내력의 한계치를 제시 하였으며 한계치를 만족하지 못하는 경우 기둥 내부의 보강이 필수적이다. 따라서 각형강관 기둥의 내력 향상과 제작성을 고려하여 수평보강재 의 형태를 제안하였다. 최종적으로 모멘트에 의한 내력저하를 고려한 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 무보강형태와 수평보강형태로 각각 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.1-9
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• 2015

본 논문에서는 RC 기둥-기초 접합부분을 중공형 및 확장형 강재 Base Plate로 보강한 실험체에 대한 하중 재하 실험을 실시하여, 강재 Base Plate가 부착된 RC 기둥-기초에서의 뚫림전단에 대한 보강효과를 정량화 하기 위한 구조해석 및 기초적 실험 연구를 수행하였다. 실험은 각 실험체별 부착된 Base Plate의 두께, 내민길이, 치수, 형식 등의 변수에 따라 수행하였으며 실험을 통하여 응력분산에 적합한 적정 Base Plate의 모양 및 치수를 확인하였고, 보강효과에 대하여 분석하였다. 실험을 통해 Base Plate가 기초에 전해지는 수직하중의 응력분산에 효과적이었으며 폐쇄형보다 중공형 보강이 효율적인 것을 확인하였다. 보강을 통해 변위연성 능력의 향상으로 기존의 기초두께보다 두께가 감소한 실험체에서도 기존보다 높은 성능을 나타냈다. 보강 후의 실험체로부터 구조물의 거동특성을 취성으로부터 연성으로 유도 할 수 있었으며, 실험체를 파괴시까지 가력함으로써 파괴시 보강 전, 후에 대한 균열 및 파괴양상을 확인 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.135-142
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• 2014

이 논문에서는 한국인근에서 강한 지진이 발생된 후 조사한 국내의 학교건물의 경우 86%가 지진에 취약한 것으로 나타났으며 내진설계가 된 학교건축물은 14%에 불과한 것으로 파악되고 있다. 이에 국내에서는 교육부가 주도하는 학교건축물의 내진보강프로젝트가 수행되고 있으나, 일본 등의 다양한 시스템내진보강에 대해서는 기술과 공법 등이 도입되어 국내의 실정에 맞는지 검토 및 검증 절차 없이 적용되고 있으나 부재내진보강에 대해서는 시스템내진보강에 밀려 실무적용 및 연구가 미비한 실정이다. 그러므로 최근에 부착 및 래핑형 복합재료를 이용한 기둥전단보강방법에 관한 실험 및 이론적인 연구를 진행하였다. 이 연구에서는 기존의 연구실적을 바탕으로 기존학교건물의 비선형해석을 통한 내진성능평가를 하고 기둥내진보강방법을 제시하여 그 효과를 실험적으로 입증한 후 실제 학교구조물을 설계 예로 들어 내진보강설계에 적용하고자한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.237-244
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• 2020

본 논문에서는 포스트 텐션으로 보강된 아웃리거 벽체의 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였다. 아웃리거 벽체 시스템을 사용할 경우 콘크리트 부재를 아웃리거로 사용하기 때문에 아웃리거 벽체의 장기거동도 고려해야 한다. 아웃리거 벽체은 깊은 보의 형태로 전단 응력이 지배적이기 때문에 전단 응력을 받는 콘크리트의 장기거동에 대한 이론 연구를 수행하였고 그 결과를 유한요소해석에 적용하였다. 아웃리거의 장기거동 고려 시 부등기둥축소량과 아웃리거에 작용하는 전단력을 확인하였으며, 설계 변수인 아웃리거의 두께를 변경해가며 해석하였다. 해석 결과 부등기둥축소량은 증가하고 아웃리거에 작용하는 전단력은 감소함을 밝혔으며 아웃리거의 강성이 작을수록 그 효과가 크다는 것을 밝혔다. 이후 아웃리거의 장기거동으로 인해 증가한 부등기둥축소량을 감소시키기 위해 포스트 텐션 공법으로 보강하는 방법을 제안하고 그 효과를 확인하였다. 프리스트레스 도입 직후의 프리스트레스 손실과 장기거동에 의한 프리스트레스 손실을 모두 고려하였다. 해석 결과 포스트 텐션 공법의 뛰어난 부등기둥축소량 저감 효과를 확인하였으며, 프리스트레스의 크기가 증가할수록 그 효과가 증가함을 밝혔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.397-407
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• 2013

교량 건설에 있어서 사용 재료의 개발과 새로운 형식을 개발하는 기술이 발달하였다. 그러나 대부분의 기술 개발은 현장 타설 및 재료비 절감을 위한 공법에 치중하고 있다. 이러한 현장 타설의 경우 주변 환경 피해와 주변 민원을 야기할 뿐만 아니라 날씨에 큰 영향을 받는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 공기 단축을 위한 공법 개발이 증대되고 있는 실정이다. 이 방법이 조립식 공법이다. 대부분의 조립식 건설공법은 상부구조에 위주이며, 이에 반해서 하부구조는 매우 미미하다. 선행 연구자들은 내부 구속 중공 CFT 기둥을 이용하여 조립식 기둥을 제시하였으며, 상세 요소로 기둥 세그먼트 접합부, 기초접합부, 기둥-코핑 접합부, 조립식 코핑부가 개발되어졌다. 본 연구에서는 기존에 개발된 방법을 적용하여 조립식 ICH CFT 모델의 실험체를 제작하여 내진성능을 분석하였다. 실험체는 기둥 접합방법에 따라서 몰탈주입법과 보강재 보강법으로 2개가 제작되었으며, 실험 모델이 지진 하중을 받을 경우의 파괴 및 거동 특성을 다양한 방법으로 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.451-457
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• 2017

본 연구에서는 폭발하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 거동을 해석적으로 분석하였다. 슬래브-기둥의 거동을 분석하기 위해 유한요소해석프로그램 LS-DYNA를 사용하여 폭발해석을 수행하였다. 대상 접합부의 형태는 일반적인 내부기둥형태의 슬래브-기둥 접합부와 기둥주위에 드롭패널(drop panel)을 보강한 접합부로 설정하였다. 또한, 슬래브에 의한 기둥의 구속도에 따라 내부기둥, 외부기둥 그리고 모서리기둥 시험체를 모델링하여 비교분석이 수행되었다. 해석결과는 접합부의 파괴형상, 단위부재의 거동 등을 포함하고 있다. 해석결과 드롭패널을 보강한 경우 슬래브-기둥 접합부의 거동이 향상되는 것을 확인하였으며 슬래브에 의한 기둥의 구속도가 감소할수록 거동이 저하되는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.529-537
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• 2013

이 연구의 목적은 하중기반 유한요소 정식화에 의한 FRP 보강된 철근콘크리트 보 또는 기둥 부재의 비선형 층상화의 등매개 골조 유한요소모델을 개발하는데 있다. 단면에서 콘크리트는 3축 응력-변형률 관계로 모델화하고 FRP 피복층은 2차원의 적층복합재료로 모델화하였다. 하중기반 유한요소의 요소강성행렬은 변위형상함수의 가정이 없고 하중보간함수를 갖고 있다. 횡 하중을 받는 GFRP 시트 보강된 철근콘크리트 기둥의 실험에 대해 개발된 하중기반 유한요소모델에 의한 해석을 수행하였다. 기존 강성도법의 유한요소해석과 비교하여 하중기반 유한요소해석은 전체적인 하중-변위 관계 뿐만 아니라 기둥의 소성힌지영역에서의 비선형 변형 및 손상을 보다 정확히 예측해 주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.125-133
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• 2007

CFS로 둘러싸서 외부에서 구속하는 방법은 정적 혹은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥을 보강하는데 매우 효과적이다. 이러한 CFS 보강법의 신뢰성 있고 경제적인 설계를 위해서는 정확한 CFS 구속콘크리트의 응력-변형률 관계를 파악하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 원형단면을 갖는 단주 RC 기둥에 대해서 일축압축 실험을 실시하였다. CFS 면적비, 나선철근 면적비, 그리고 콘크리트 압축강도가 CFS로 구속된 콘크리트의 응력-변형률관계에 대한 영향을 평가하기 위한 실험변수로서 고려되었다. 기둥을 CFS로 횡보강함으로서 콘크리트의 강도 및 연성이 크게 증가되었다. 또한, 나선철근이 배근된 실험체의 강도증가율은 CFS만으로 횡보강된 실험체보다 횡보강성능이 크고 작게 나타났다.