• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.38-46
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• 2014

기존의 많은 연구자들이 철근과 콘크리트 사이의 부착특성에 영향을 주는 다양한 변수에 대하여 연구해왔으며, 특히 최근에는 고강도철근의 등장과 더불어 부착강도의 증진을 위한 연구가 다수 진행 중이다. 철근과 콘크리트 사이의 부착특성은 두 이질재료 사이의 계면조건이 중요한 역할을 하게 되는데, 이 중에서 특히 철근의 마디형상은 계면조건에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 철근과 콘크리트 사이의 부착거동을 분석할 수 있는 상용 비선형 유한요소프로그램을 사용하여 철근의 마디형상에 따른 부착특성에 대하여 연구하였다. 해석에 사용된 부착모델은 2차원 평면응력요소를 사용하였으며, 주요 해석변수로는 마디각, 마디높이, 마디간격 및 마디면적비이다. 해석결과, 마디각은 30~60도인 범위에서 부착력이 우수한 것으로 나타났으며, 마디높이는 일정구간까지는 부착강도가 증가하나 철근직경의 12%를 초과하면 전단파괴를 유발하여 오히려 부착강도가 감소되고, 마디간격에 대한 효과는 상대적으로 크지 않은 것으로 나타났다. 마디의 높이와 간격을 하나의 지표로 제시할 수 있는 마디면적비는 부착강도의 변화를 효과적으로 나타낼 수 있는 것으로 분석되었으며, 마디면적비는 0.15 이하에서 최대의 효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 특히 대형마디(교차마디형상)를 가진 철근인 경우, 타 변수보다 우수한 효율을 나타내어 부착강도 증진효과가 커지는 것으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.35-36
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• 2010

본 연구는 철근의 마디형상 변화에 따라 상대마디면적비를 달리 하여 콘크리트와 철근의 이음실험을 통해 부착성능을 알아보았다. 그 결과 상대마디면적비가 다른 실험체는 기존 실험체와 유사한 하중-처짐 곡선을 나타내고 있으며 최대 내력과 변위가 증가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.393-400
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• 2011

최근 구조물 설계개념의 변화로 사용응력 수준이 높아지고, 시공 및 경제성의 이유로 고강도 재료의 활용이 증가되고 있다. 그러나 고강도 철근을 사용하면 정착 및 이음 길이가 증가하게 되어 시공성이 저하되고 상세 설계의 어려움을 유발할 수 있다. 이에 따라 이 연구에서는 고강도 철근의 정착 및 이음 길이를 단축시키기 위하여 철근 마디형상의 변화가 부착 성능에 미치는 효과를 분석하도록 하였다. 기존 철근을 포함하여 마디의 형상을 개선한 총 5개의 단순보형 실험체를 제작하여 실험하였으며, 각 실험체는 경간 중앙부에서 겹침 이음되어 부착 파괴를 유도하도록 설계하였다. 실험의 결과는 부착강도, 하중-처짐 관계 및 균열의 관점에서 분석하였으며, 기존 연구자들의 부착강도 관련 설계 및 제안식과 비교 분석하였다. 실험 결과 마디면적비가 증가된 철근은 보통 철근보다 약 11%의 부착강도 향상을 나타내었으며, 마디면적비가 같더라도 높고 낮은 마디를 혼합한 경우에는 23%의 강도 증가를 나타내었다. 또한, 부재의 처짐, 균열의 개수 및 균열폭 등 사용성 관점에서 살펴볼 때, 개선된 형태의 철근은 보통 철근과 유사한 거동을 나타내어 현장적용에 큰 문제가 없을 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.53-61
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• 2013

코일철근의 직선화 가공성을 향상시키기 위한 마디 형상으로, 철근 축과 마디 사이각 $50^{\circ}$, 마디 윗면 폭(crest width) $0.15d_b$, 마디의 종단면 각도(flank inclination) $55^{\circ}$에 초승달 모양 지압면을 가진 생선뼈 마디(fishbone-shaped transverse rib)를 제안하였다. 이 형상은 직선화 기계의 롤러 홈(groove)과 철근 외부의 접촉면적을 넓혀 마디 손상을 최소화하며 직선도를 향상시키고 가공 생산성을 높일 것으로 기대된다. 제안된 형상을 포함하여 마디 각도가 상이한 3종류의 코일철근(SD500D16 강종)에 대한 부착강도 평가를 위해 겹침이음실험을 실시하였다. 3종의 코일철근은 기존 부착강도 평가식에 따른 예측값보다 평균 10%이상 높은 부착강도를 지닌 것으로 평가되었다. 이것은 코일철근의 상대마디면적비가 기존 평가식 유도에 사용된 실험보다 높기 때문으로 판단된다. 부착강도에 대한 직선철근과 코일철근의 상관계수(correlation coefficient)는 0.94이상 이였으며, 코일철근의 부착성능이 직선철근과 거의 유사함을 알 수 있다. 따라서 실험에 사용된 코일철근의 정착길이와 이음길이 설계에 현행설계기준을 적용하는 것이 타당한 것으로 평가된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.159-171
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• 2001

평면 아치 구조물에 대해 선형 탄성 변분방정식에 기반을 둔 설계민감도 해석을 위한 일반적 이론을 개발하였다. 아치 구조물내의 임의 마디에 정의된 응력범함수를 고려하였고 이에 대한 설계민감도 공식을 유도하기 위해 전미분(material derivative) 개념과 보조(adjoint) 변수 방법을 도입하였다. 얻어진 민감도 공식은 구조해석 결과를 얻고 나면 이들로부터 단순 대수연산을 통해 계산이 되므로 적용이 간편할 뿐 아니라 해의 정확도가 높은 잇점이 있다. 본 방법은 아치의 형상을 매개변수를 통해 표현하므로 얕은 아치에 국한하지 않고 어떠한 형상도 고려가 가능하며, 나아가서 아치의 형상변화를 형상에 대해 수직뿐 아니라 접선방향도 포함하여 일반적으로 고려하므로 다양한 형상설계가 가능하다. 몇 가지 예제에서 민감도 계산을 수행함으로써 본 방법의 정확도와 효율성을 입증하였으며, 두 가지의 설계최적화 문제를 대상으로 실제로 두께 및 형상최적설계를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.289-296
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• 2016

본 연구에서는 공압인공근육을 구동부로 가지는 내부형 연속체로봇의 기구학을 제시한다. 연속체로봇 단일마디는 세 개 인공근육의 병렬구조로 구성되며, 각 인공근육은 가해지는 공기압력에 의해서 독립적으로 수축하여 근육의 한쪽이 부착된 기준 마디절에 대해서 근육의 다른쪽이 연결된 원격의 마디절의 공간상 운동이 발생한다. 인공근육의 굽힘형상을 고려하여 원격 마디절 중심에서의 방위와 위치를 예측하는 기구식을 유도하였으며, 단일 마디를 여러 층으로 적층하였을 때 로봇 말단장치에서의 방위와 위치도 변환행렬의 곱으로 제시한다. 그리고 인공근육의 길이/압력 변화에 따른 말단장치에서의 속도를 계산하는 자코비안 행렬을 구동부의 위치배열을 고려하여 유도하였고 실제 실험을 통해서 제시한 기구식의 유효성을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.209-212
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• 2006

Bond between reinforcing bar and surrounding concrete is supposed to transfer load safely in the process of design of reinforced concrete structures. The effects of defomation properties on bond of reinforcing bars to concrete are studied. Beam-end tests are used to investigate the effects of machining of bars in addition to rib angle and relative rib area. The test results show that bond strength of machined bars were higher than the conventional bars produced in factory. Higher rib height bars with rib angle $30^{\circ}{\sim}60^{\circ}$ showed higher bond strength than lower rib height bars with low angle.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.21-26
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• 1997

본 논문에서는 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용하여 초저온 액체에 의한 정압과 열하중을 받는 멤브레인 구조물의 응력기동과 응력수준을 6가지 주름모델에 대한 수치적 해석결과를 제시하였다. 맴브레인 판재의 상면을 따라 최대 평균법선 응력분포에 관한 여러 가지 기하학적 주름의 3차원 해석을 수행하였고, 이들 주름형상에 대한 유한요소해석 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 링 마디식 모델의 주름 형상은 작은 코너반경과 정점곡률을 갖는 테크니가즈식 주름에 비하여 효과적으로 거동하고 있음을 보여주고 있다. 유한요소해석 결과예 의하면 LNG 저장탱크에 이들 모델을 사용할 경우 링 마디식 주름이 여타 주름 모델에 비하여 가장 깊은 180m에서도 사용될 수 있음을 보여준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.150-159
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• 2019

GFRP 보강근과 콘크리트의 부착성능은 접착력, 부착력 및 지압력으로 발휘되며 보강근의 표면처리 방식이나 외피형상에 따라 발휘되는 부착저항력의 종류와 크기는 다르다. GFRP 부착 해석모델에 대한 선행연구를 살펴보면 철근의 부착 해석모델을 일부 수정하여 발전시키거나 수치해석을 통한 매개변수의 수가 많은 복잡한 해석식을 제안하였다. 전자의 경우에는 규격화된 마디형상을 갖는 철근과 달리 구성재료, 배합방법, 제조방법에 따라 다양한 외피형상을 가지는 GFRP 보강근의 특성을 포괄적으로 제안하는 데는 제약이 있으며 후자의 경우에는 수치해석으로 인한 수학적 관계식으로 GFRP 보강근의 부착거동과의 역학적인 관계를 고려하기에는 어려움이 있다. 따라서 이 연구에서는 GFRP 보강근의 콘크리트와의 외피형상에 따라 달라지는 부착메커니즘을 반영한 부착 해석모델을 제안하고자 하였다. 제안한 부착 해석모델에 대한 적합성 검증을 위하여 타 연구자가 수행한 실험값과 비교하였으며 기존의 부착 해석모델인 BPE 부착 해석모델과 CMR 부착 해석모델과의 비교연구도 수행하였다. 비교결과 이 연구에서 제안한 부착 해석모델이 실제 거동에 가장 근사하게 평가하였다.

• 농업과학연구
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• 제26권2호
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• pp.13-18
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• 1999

온실가루이의 외부형태적 특징을 주사전자현미경 사진을 통해 관찰하였다. 우선 이들은 포탄모양의 알을 산란하는데 짧은 갈고리모양의 구조에 의해 잎 뒷면에 붙어있는 것이 확인되었다. 촉각의 길이는 0.3mm로 전체가 6마디로 구성되어 있고, 첫마디는 굵고 짧으며 둘째 마디부터 가늘고 긴 채찍모양을 하고 있다. 끝마디인 6번째 마디의 끝에는 길이가 $10{\mu}m$정도의 가늘고 비교적 긴 감각기를 가지고 있어 기주를 탐색하는 과정에서 식물체의 표면을 탐지하는데 사용하는 것으로 사료되며, 바로 밑부분에는 길이가 $7-8{\mu}m$정도의 비교적 굵은 감각기 2개가 존재하고 있는 것으로 확인되었다. 이 감각기는 반대편에는 존재하고 있지 않은 비대칭 분포를 보이고 있으며, 또한 두 개의 모양이 서로 상이함으로 볼 수 있다. 이들의 기능은 주로 기주식물을 탐색하거나 후각기능의 화학적 감각기의 역할을 하는 것으로 추정할 수 있다. 섭식생동이 이루어지는 온실가루이 구기는 전형적인 piercing-sucking type으로, 구침이 길게 잘 발달되어 있다. 구기의 끝부분은 10여개의 미세감각기가 분포하고 있어 식물체 표면을 탐색하고 맛을 보는 미각기능을 하고 있으리라 추측할 수 있다. 구침은 종종 구기에서 분리되기도 하지만, 구침을 잡아주는 지지대가 기부쪽에 자리하고 있음을 알 수 있다. 구침은 두 개의 반원형이 붙어 있는 형상을 하고 있으며, 다른 흡즙형 구침과는 달리 톱날모양의 구조를 볼 수 없었다. 한편 온실가루이의 다리 끝에 붙어 있는 발톱은 식물체에 고정시키기 위한 구조로 보이는 두 개의 갈고리 형태의 발톱과 그 사이에 중앙지지대 형태의 구조인 paranychium을 포함하여 3갈래의 구조를 하고 있다.