• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.137-147
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• 2012

본 연구는 L형, I형 실험체에 강판 콘크리트 구조와 철근콘크리트 구조를 적용하여 이질접합부를 만들고, 실험체에 반복하중을 파괴 시 까지 가력하여 면외 휨 내력 및 면내 전단 내력을 평가하고 구조특성을 검토하기 위해서 실험연구를 수행하였다.본 연구에서 면외 휨 성능실험은 접합부에서 정착부 수직철근이 인발되면서 파괴되었고, 면내 전단성능실험은 기초부에서의 휨 균열이 발생하여 파괴되었으며, 이론식과의 비교결과 최대 내력이 실험값/이론값의 결과가 면외 휨성능실험은 96%, 면내 전단성능실험은 82%의 값을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.401-407
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• 2020

공학 및 산업 분야에서는 구조적인 부분들에서 경량 복합 소재가 강과 같은 금속 소재를 대체해 오고 있다. 이러한 복합 소재는 리벳, 용접이나 볼트 및 너트를 이용한 체결 방법을 대신하여 접착제 체결 방법을 적용하고 있다. 복합 소재에 접착제 체결 방법을 적용하기 위해서는 접착계면에 대한 강도 특성 연구가 필수적으로 요구된다. 섬유 강화 플라스틱 복합 소재인 CFRP를 용이하게 가공하여 본 연구를 수행하였다. CFRP와 알루미늄(Al6061), 알루미늄 폼(Al-foam)을 가진 이종 복합 소재로 된 경사진 이중외팔보(TDCB) 시험편들로서 면내 전단과 면외 전단의 하중 조건들하에서 정적 실험을 수행하였다. 본 연구 결과를 통하여 이중외팔보들의 파괴 특성과 그 파단 시점을 파악하여 접착계면을 가진 이종 복합 소재 구조물에 관한 내구성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.571-581
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• 2008

최근 공기단축, 인건비절감 및 시공성 향상을 위한 간편한 시공법으로 그 구조적 성능이 우수한 SC구조시스템이 제안되었다. 이 연구에서는 SC구조 기술의 전반적인 연구의 일환으로 기본적인 SC구조 면내 전단력에 대한 거동특성을 파악함과 동시에 평판에 순수면내전단력을 가력하는 방법에 대해 타당성 검토를 병행한다. 특히 SC구조의 거동특성 중 순전단응력상태 및 축력과 전단응력이 동시에 작용하는 상황에서 면내전단에 대한 내력과 변형 등 기본적 역학특성 및 구조적 성능을 파악하고 평판 면내전단가력 방법을 제안하는 것이다. SC구조 평판전단내력실험을 통해 강재와 콘크리트의 일체 거동을 통한 평판의 내력 상승 및 축력의 유무에 따른 내력 상승을 확인하였으며, 전단력에 의한 평판의 파괴 양상을 파악하였다. 또한 평판에 순수 전단력만을 가력하기 위한 4힌지 프레임에 의한 평판전단내력 실험방법의 가능성 또한 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.535-544
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• 2016

본 연구에서는 디지털 이미지를 사용하여 DIC(Digital Image Correlation) 기법 및 부착파괴면 분석을 통해 부착파괴에너지와 부착강도의 정량적 분석뿐만 아니라 계면의 부착 면 파괴 양상의 정성적 접근을 통해 지속 하중과 온도의 복합 하중에 대한 FRP 부착 실험체의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 쉬트를 부착한 일면전단실험체를 제작하여 사용하였다. 일면전단실험체의 지속 하중 기간의 거동은 에폭시 크리프의 영향을 상당히 받으며 지속 하중 기간 동안에 에폭시의 점탄성 특징으로 인해 응력완화가 발생하였다. 응력완화는 지속 하중 이후 실시한 계면전단실험에서 사용한 DIC 기법을 통해 관찰 하였으며 지속하중 기간 동안의 응력완화로 인해 지속하중 실험체의 최대부착파괴하중 및 계면파괴에너지가 대조실험체보다 증가하였다. 모든 실험체의 부착 파괴 면을 디지털 이미지화하여 파괴 면의 양상을 정성적/정량적으로 분석 하였다. 디지털 이미지 분석 결과 지속 하중 기간 동안 파괴 형태가 콘크리트면내파괴에서 계면부착파괴 형태로 전이가 발생하였으며 이러한 전이로 인해 지속하중 기간이 증가할수록 지속하중의 최대부착파괴하중에 대한 긍정적인 효과 감소하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.9-20
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• 2019

국내에서의 지진과 같은 자연재해의 발생횟수가 증가하고 있다. 이에 따라 재해, 재난 환경에 적합한 임시거주공간 혹은 피난시설의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 경량 복합패널을 이용하여 기존 피난시설과는 차별화된 구호주거를 제작하고자 하였다. 이를 위해 경량 복합패널에 대한 구조적 성능을 검증하고자 하였으며, 패널에 대한 성능 시험 방법 중 ASTM E72 기준에 따른 면내 전단 강도 실험을 진행하였다. 실험 결과, 각 실험체가 면내 하중을 받을 때의 최대하중을 알아내었다. 모든 실험체는 가력 부분의 패널이 찢어지면서 실험이 종료되었다. 실험체의 초기 강성은 계산을 통해 예측한 강성과 일치하였다. 하지만 패널의 특성인 국부적인 찌그러짐과 찢어짐으로 인해 강성저하와 최종파괴가 발생하였다. 개구부가 있는 실험체들은 개구부의 위치와 형태에 따라 기본 실험체와 강성과 강도에서 차이를 보였다. 또한 모든 실험 결과를 종합하여 패널이 받는 최대하중과 힘을 받는 면적이 비례한다는 것을 확인하였다. 이를 통해 실험체들의 극한전단응력을 계산하였으며, 평균 극한전단응력을 산정하였다. 경량 복합패널의 평균 극한전단응력은 $0.047N/mm^2$이며, 이 값을 통해 패널의 면적에 따른 허용하중을 합리적으로 예측할 수 있는 근거를 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.94-101
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• 2010

최근 건설공사의 공기단축을 위하여 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete)에 대한 관심이 점차 증가하는 추세이다. 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 중 내부에 중공을 설치하여 중량을 감소시킨 할로우코어 슬래브 간의 접합부 전단성능 평가에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험의 주요 변수는 할로우코어 슬래브 상부의 토핑콘크리트의 두께와 와이어메쉬의 배근유무이며, 총 8개의 슬래브간 접합부 실험체 중 4개의 면내전단실험과 4개의 면외방향 전단실험을 수행하였다. 실험의 결과는 균열하중, 파괴하중, 파괴양상, 강성 및 연성도의 측면에서 분석하였으며, 실험결과를 설계하중과 비교 검토함으로써 최적의 디테일을 개발할 수 있는 실험적 근거를 제공하도록 하였다. 실험결과, 슬래브 간 접합부에 무수축 모르타르를 타설한 경우에는 토핑두께 30mm의 보통 콘크리트를 사용한 것과 유사한 구조성능을 발현할 수 있는 것으로 평가되었으며, 와이어메쉬의 보강효과는 내력 및 강성보다는 연성의 증가에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 토핑콘크리트의 두께에 따른 설계하중과의 비교를 통하여 적절한 디테일 설계를 할 수 있는 기초적 자료를 제공하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.9-17
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• 2013

최근, 중단열 벽체의 단열성능 향상을 위해 철과 콘크리트 코어 전단연결재를 열전도율이 낮은 유리섬유복합체 (GFRP)로 전단연결재를 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 단열재의 표면처리에 따른 부착력과, GFRP 전단연결재로 보강된 중단열 벽체의 전단내력을 알아보기 위하여 실시되었으며, 각 변수에 따른 영향을 분석함으로써 구조성능에 대한 검증을 실시하였다. 총 13개의 실험체에 대해 직접전단실험을 실시하였으며, 파괴양상 및 하중-상대슬립 관계에 대한 분석을 실시하였다. 실험결과, 기존의 압출법 보온판 (XPS) 단열재에 거친표면처리와 10 mm의 홈을 낸 경우 단열재와 콘크리트사이에 부착력을 향상시킬 수 있으며, 부착력의 기여는 전단연결재의 파단 상대슬립의 영향을 받는 것으로 나타났다. 파형 전단연결재의 폭이 커짐에 따라 강성이 증가하였으며, 보강단면적이 증가함에 따라 최대내력이 증가하였다. 효과적인 보강을 위해서는 파형 전단연결재의 높이와 피치의 비율을 1:2로 산정해야 할 것으로 판단되며, 안정적인 파괴를 위해서는 매립깊이에 대한 검증이 필요할 것으로 사료된다.

• 기술사
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• 제20권3호
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• pp.5-14
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• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.447-455
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• 2006

순수변위 비선형 4절점 쉘요소의 정식화를 제안하여 철근 콘크리트, 강재및 복합재료등 범용 목적의 구조물의 해석에 적합하도록 하였다. 기하강성의 정식은 2차 운동역학적 관계를 이용하여 쉘이 중립면에서 정의되었고 이러한 기하강성은 면내응력, 휨 모멘트와 수직 전단력의 형태로 구성되어 두꺼운 판 및 쉘의 해석에 효과적이다. 가정된 자연 변형률 방법을 사용하여 전단잠김 문제를 제거한 복합 쉘 요소는 얇은 판및 쉘의 경우에도 정확한 해를 구할 수 있다. 콘크리트 경우 소성이론 및 탄소성 파괴역학에 근거한 비탄성 해석이 가능하며 강재경우 폰미스의 항복이론과 이바노브의 항복이론을 이용한 소성해석이 가능하다. 복합 재료의 수직전단 강성 행렬은 평형방정식으로부터 유도하여 구성하였다. 본 연구에서 제안한 쉘 요소는 해석 예제들이 참고문헌과 잘 일치하여 정확성이 입증되었으며 범용목적의 박판구조 해석에 적합한 것으로 사료 되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.99-100
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• 2009

우리나라 학교건물의 상당수는 내진기준이 제정되기 전에 건립되었으며, 간막이벽으로 채광 및 환기 등을 고려하여 조적허리벽을 사용하고 있다. 기존 연구에 따르면 이러한 조적허리벽은 지진 발생시 기둥의 유효높이를 줄여주게 되어 단주효과로 인한 취성파괴를 유발 시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 전단강도와 연성능력 향상의 효과가 있을 것으로 예상되는 아라미드 섬유를 사용하여 보강한 기둥 및 조적 허리벽의 내진성능향상 검증을 위한 실험을 수행 하고자 한다.