• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.112-121
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• 2013

FRP 보강근을 사용한 경량콘크리트 구조체는 부식방지 및 자중감소의 효과를 동시에 기할 수 있는 이점이 있어서 추후 그 활용이 기대될 수 있다. 그러나 경량콘크리트와 FRP 보강근을 사용하여 보강근의 내부슬립 없이 외력에 저항할 수 있는 구조체를 만들기 위해서는 경량콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착특성을 파악하는 것이 대단히 중요하다. 그동안 보통콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착거동에 대하여는 많은 연구가 있어 왔으나 경량콘크리트와 FRP 보강근 사이의 부착거동에 대하여는 현재까지 연구결과가 대단히 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 경량콘크리트와 보강근 표면에 나선형태의 이형을 갖는 GFRP 보강근 사이의 부착특성을 조사하였다. 비교목적으로 보강근 종류, 콘크리트 종류, 경량콘크리트 강도종류의 실험변수를 고려하여 인발실험체들을 제작하고 실험을 행하였다. 실험분석 결과, 보통콘크리트와 철근을 사용한 실험체의 부착강도를 1.0으로 하였을 때 경량콘크리트와 나선형태의 이형을 갖는 GFRP 보강근을 사용한 실험체의 부착강도는 0.49로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.155-163
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• 2007

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 폭렬현상과 함께 부재가 취성적인 거동을 하게 되는 단점을 지니고 있다. 폭렬현상은 화재 시 $100{^{\circ}C}$이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 발생한다. 따라서 콘크리트 강도가 증가 할수록 수밀성이 높아져 폭렬의 정도가 심해진다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고 되었다. 본 연구에서는 콘크리트 강도와 PP섬유 함유량을 변수로 하는 기둥 실험체에 대한 내화실험과 잔존강도실험을 수행하여 폭렬현상을 관찰하고 잔존강도를 측정하였다. 그 결과 콘크리트 강도가 60MPa에서 85MPa로 증가할 때 기둥 실험체의 잔존 축 강도는 10%증가하였다. 또한, PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2%이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.45-53
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• 2013

현재 강재 교각-기초 연결부에 대한 국내의 설계기준이 명확히 제시되어 있지 않아 연결부의 합리적이고 경제적인 설계가 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이중 베이스플레이트간의 보강재 역할을 하는 리브의 구조상세 개선을 목적으로 리브의 설계변수에 따른 거동특성을 수치해석적으로 검토하였다. 이를 위해 상용유한요소 해석프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였으며, 앵커볼트와 내부철근은 BEAM 요소와 Embeded 기능을 사용하여 구현하였다. 이러한 해석기법의 타당성을 검증하기 위하여 선행연구의 실험결과와 해석결과를 비교하였고, 검증된 해석기법을 이용하여 리브의 다양한 설계변수 (리브의 개수에 따른 간격, 리브의 높이, 리브의 두께)에 따른 강재 교각의 하중-변위 관계를 도출하여 각 설계변수가 전체 구조물에 미치는 영향을 비교 분석한 후 리브의 합리적인 설계 범위를 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.221-227
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• 2001

강판으로 철근콘크리트 보를 휨보강하면 보의 강성과 강도는 현저하게 증가하나 부착면에서의 조기파괴로 인하여 충분한 연성을 발휘하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 본 연구에서는 에폭시와 콘크리트 계면에서의 부착파괴 메카니즘을 규명하기 위하여 Mohr-Coulomb 규준을 채택하였으며, 에폭시-콘크리트 계면의 부착특성을 결정하기 위하여 사전단 부착실험, 직접전단 부착실험 및 휨보강 부재실험을 수행하였다. 실험과 수치해석을 통하여 에폭시-콘크리트 계면의 내부마찰각이 45$^{\circ}$ 일 때 점착력은 50 kgf/$\textrm{cm}^2$~70 kgf/$\textrm{cm}^2$을 얻었으며, 이를 강판으로 보강된 RC보의 구조계산에 적용하여 파괴하중을 예측함으로써 보강보의 조기파괴를 효과적으로 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.454-461
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• 2003

본 연구에서는 일반 전기저항식 변형률센서 및 광섬유센서, 변위계를 이용하여 콘크리트 보의 거동특성을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 콘크리트 보를 제작하고 여기에 광섬유 및 일반 전기저항식 변형률센서를 표면에 부착 또는 내부에 매설하였고 또한, 보의 하면에는 변위계를 설치한 후 파괴에 이를 때까지 하중을 정적으로 점증시켜가면서 보의 하중단계별 거동을 조사하였다. 실험결과, 이 방식이 보의 거동을 조사하는 데 효과적임을 확인하였으며, 조합형 변형률센서가 보에 균열이 발생한 후의 거동을 파악하는데 매우 효과적임을 알 수 있었다. 아울러 보는 균열발생 전에는 인장부 콘크리트가 외력에 저항할 수 있으나 일단 균열이 발생한 후에는 보의 강성이 저하되어 처짐이 계속 증가되는 비선형거동을 하며, 이 때부터는 인장부 철근이 전적으로 외력을 담당하는 것을 본 연구를 통해 파악할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.153-159
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• 2018

지하구조물에 주로 발생하는 탄산화는 콘크리트 내부의 공극수의 pH감소에 따라 부식을 유발할 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 이산화탄소로부터 표면을 보호하는 간단한 표면 보수방법을 통하여 구조물의 내구수명의 연장이 가능하다. 기존의 결정론적 유지관리 기법과는 다르게, 확률론적 유지관리 기법에서는 내구수명의 변동성이 고려될 수 있으나 정규분포만 다루고 있다. 본 연구에서는 정규분포 이외에 로그분포를 고려할 수 있는 수명-확률분포를 유도하였으며, 이를 기초로 다양한 수명-확률분포 함수를 고려한 보수비 산정기법을 제안하였다. 제안된 기법은 초기의 내구수명 분포 또는 보수재를 통하여 연장된 내구수명 분포가 정규 또는 로그분포를 가질 경우 목표내구수명의 연장에 따라 확률론적 기법을 통하여 보수비를 평가할 수 있다. 보수를 통한 내구수명이 로그분포를 가질 경우 효과적으로 보수비를 감소시킬 수 있으며, 장기 실험 또는 실태조사를 통하여 내구수명 분포가 정의될 수 있다면 더욱 합리적인 유지관리 계획을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.169-172
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• 2008

FPR(Fiber Reinforced Polymer)는 중량에 비해 높은 강도, 높은 내부식성 등 우수한 역학적 특성으로 인해 최근 건설분야에 적용되는 사례가 많아지고 있으며, 특히 콘크리트 구조물 보강에 가장 활발히 적용되고 있다. FRP를 이용한 전통적인 보강방법은 인장면에 FRP를 부착하는 부착공법이었으나, 부착공법은 FRP의 박리 또는 부착파괴와 같은 조기파괴 문제점과 고정하중과 분담과 사용성 개선이 어려운 단점을 갖고 있다. 이러한 FRP 부착공법의 문제점들을 해결하기 위한 노력으로 최근에는 CFRP 판에 프리스트레스를 도입하는 공법에 대한 연구들이 시작되었다. 판형태의 CFRP를 이용하여 구조물에 긴장력을 도입하면 주인장철근의 응력을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조물의 균열폭과 휨변형도 감소시킬 수 있으며, 추가되는 활하중뿐만 아니라 고정하중도 일부 분담할 수 있게 되어 고가의 CFRP를 효율적으로 활용할 수 있는 방법이 된다. CFRP 판 긴장공법을 위해 최우선적으로 해결되어야 하는 것은 CFRP 긴장재를 정착하기 위한 적절한 정착장치의 개발이다. 본 연구에서는 CFRP 판 긴장재를 위한 정착장치를 개발하고자 CFRP 판의 정착단부 상세를 변수로 한 정착장치 인장실험을 수행하였으며, 기존 상용 정착구와 비교하여 저비용으로 제작 가능한 CFRP 판 긴장재용 몰드형 정착구의 성능을 검증하였다. 몰드형 정착장치에 대한 성능실험 결과 CFRP 판 긴장재의 표면이 거칠게 처리된 시편이 가장 정착성능이 우수한 것으로 나타났으며, 정착단부의 형상변화는 정착성능에 기여하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.309-312
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• 2008

본 연구는 강선 부식이 PSC보 휨강도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실내실험을 수행하였다. 긴장력을 달리하여 길이 4m인 PSC보부재 5개를 제작하였으며, 그 중 2개의 부재는 덕트 내부에 있는 PS강재를 노출시킨 상태에서 부식촉진장치를 이용해 인위적으로 PS강재를 부식시켰다. 실험부재의 파괴시까지 정적하중을 재하하면서 철근과 콘크리트의 변형률, 중앙부의 처짐량 변화를 측정하였으며 또한 음향센서를 콘크리트 표면에 부착하여 PS강선의 파단횟수 및 파단시기 등을 계측하였다. 실험 결과, PS강재가 부식된 부재는 PS강재의 단면 감소를 고려해 계산한 휨강도 이론값보다 작은 실험값이 나왔다. 또한 휨 파괴 이전에 PS강재가 조기에 파단되는 현상이 관찰되었으며, 결과적으로 휨강도가 급격히 감소됨을 확인할 수 있었다. 부식된 PS강재를 포함하고 있는 PSC보의 휨강도 평가시 일방향 육안관찰에 의한 PS강재의 단면적을 산정하는 것은 매우 어려운 일이며, 연성거동을 위한 유효 PS강재의 단면적을 판단하는 것은 매우 복잡한 일이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.143-152
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• 2006

건축물의 초고층화에 따라 최근 고성능 콘크리트의 사용이 증가하고 있다. 이러한 고성능 콘크리트는 고강도, 고유동, 고내구성 등 다양한 성능을 발휘하지만, 화재시 폭열에는 약한 것으로 알려져 있다. 본 연구는 PP섬유 혼입 및 마감재 변화에 따른 고성능 RC 기둥의 폭열방지 성능을 검토한 것이다. 실험결과 내화시험 후 폭열특성으로, 먼저 플레인의 경우 심한 파괴 폭열과 함께 철근이 노출됐고 내화뿜칠로 마감한 고성능 콘크리트는 내부 수분의 영향으로 플레인보다 더욱 심한 폭열을 나타냈다. 또한, 마감재 변화에 따른 시험체의 폭열특성으로는 내화도료로 마감한 경우가 가장 우수한 폭열방지 효과를 나타냈으며 폴리프로필렌 섬유를 0.1%혼입한 콘크리트는 3시간 가력 내화시험 후 가장 안전한 폭열방지 성능을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4216-4222
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• 2011

본 연구는 조적 끼움벽을 고려하지 않은 기존 학교건물의 비탄성 거동과 조적 끼움벽을 고려한 기존 학교 건물의 거동특성을 비교 검토하였다. 해석 결과와 실험 결과를 비교했을 때 하중-변위 곡선과 소성힌지 분포상태에서 유사함을 확인할 수 있었다. 따라서 조적 끼움벽을 고려한 비선형 정적해석의 유효성을 검증하였다. 골조내부가 전부 조적벽으로 채워진 경우 조적벽체의 영향에 의하여 초기 강성과 강도가 증가하고 항복 전까지는 근사한 거동을 보여주며 항복이후에는 변형이 커질수록 오차가 증가하며, 골조높이의 2/3 높이가 조적벽으로 채워진 경우 초기 강성과 항복강도가 단순골조에 비하여 약간 크게 나타나고 있으며, 조적벽체의 균열이 발생한 이후에는 급격히 강도가 저하되고 있다. 골조높이의 1/3 높이가 조적벽으로 채워진 경우 초기 강성과 항복강도가 단순골조와 비슷하며 항복점은 오히려 단순 골조의 항복점보다 저하되나, 최대강도는 단순 골조와 유사하다. Pushover 해석에 의한 하중-변위 관계곡선과 실제 실험에 의한 하중-변위 관계곡선을 비교해 보면 항복 전까지는 근사한 거동을 보여주며 항복이후에는 변형이 커질수록 오차가 증가하나 실제 구조물에서는 변형의 한계가 존재하므로 해석모델로서 유용하게 사용할 수 있다.