• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.193-196
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• 2008

이 연구에서는 지진하중을 받는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 연성능력을 평가하였다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부 설계는 보에 소성힌지가 발생하기 이전에 접합부가 파괴하는 경우와 보에 소성힌지가 발생한 이후에 접합부 또는 보가 파괴하는 경우로 구분하여 설계하고 있다. 지금까지의 대부분의 기존 연구는 접합부의 강도 평가에 중점을 두고 있으며, 접합부의 연성능력 평가에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 접합부의 연성을 기둥, 보, 접합부 패널 부분으로 구분하여 각각의 부재가 보-기둥 접합부의 전체 연성에 미치는 영향을 평가하였다. 접합부 설계는 일반적으로 보에 소성힌지를 발생시키고 접합부를 포함한 기둥은 탄성 상태로 설계하므로 탄성해석에 의하여 기둥의 연성을 평가하였다. 접합부 패널은 보의 소성힌지의 변형에 의하여 영향을 받게 된다. 따라서 이 연구에서는 보의 소성힌지의 영향을 고려한 접합부 패널 연성을 평가하였다. 소성힌지가 발생한 보의 연성은 보-기둥 접합부의 연성능력에 가장 큰 영향을 미친다. 보의 연성은 보의 휨에 의한 영향, 철근의 뽑힘에 의한 영향, 소성힌지 구역의 축방향 변형률 증대에 의한 영향으로 구분하였다. 또한 접합부의 부착강도 저감 및 보의 주철근 항복 이후의 철근의 뽑힘 및 소성힌지 구역의 축방향 변형률 증대에 의한 영향을 고려하여 보의 연성능력을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.741-751
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• 2010

이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트(PC) U형 쉘을 사용하는 PC 모멘트 골조의 일부인 보-기둥 내부접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 5개의 PC 보-기둥 내부접합부와 1개의 현장타설 콘크리트 보-기둥 내부접합부를 실물 크기로 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 보 주철근비, 보 전단철근 간격, U형 PC쉘과 기둥 모서리의 보강철물 설치 유무이다. 실험 결과, 변수에 관계없이 PC 보-기둥 접합부는 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부와 비교하여 유사한 하중재하능력, 연성능력을 나타냈다. 그러나 주기 하중동안 PC 보-기둥 접합부는 보-기둥 이음부에서 보 주철근의 부착파괴로 인한 미끄러짐 변형과 대각방향의 전단균열로 인하여 심한 강도 저하를 나타냈고, 이로 인해 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부보다 접합부의 강성과 에너지소산능력이 감소되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-32
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• 2006

본 연구에서는 1994년 미국 노스리지 지진 이전에 건설된 기존 철골 건물의 용접형 철골 박스기둥과 보 접합부의 내진성능을 반복재하 실험에 의해 평가하였다. 실험결과에 의하면 노스리지 지진 이전 접합상세를 갖는 박스기둥과 보 접합부에서도 H-형강 기둥과 보 접합부 실험결과와 유사하게 취성파단이 발생하였다. 하지만, 박스기둥과 보 접합부에서의 플랜지 응력전달 경로가 H-형강 기둥과 보 접합부에서의 것과 상당한 차이가 있고 또한 박스기둥의 형상에 따라 균열 전파의 형태가 다를 수 있다는 것이 밝혀졌다. 따라서 용접형 철골 박스기둥과 보 접합부의 내진성능을 향상시키기 위해서는 H-형강 기둥과 보 접합부에 대한 기존 연구결과를 그대로 적용하기보다는 박스기둥에 적합한 접합부의 보강상세 개발이 요구된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.341-346
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• 2002

이 연구는 게르버 보 형식의 포스트텐션 PC 골조 구조 시스템의 실용화를 위해 골조 전체의 구조 성능 시험을 수행하며, 여기서 보-기둥 접합부 및 내민 보-단순 보 접합부의 구조 성능과 골조의 안전성을 확인한다. 시험은 400 mm$\times$800 mm 단면의 경간 3 m 보와 500 mm$\times$600 mm 단면을 갖는 높이 3 m 기둥의 실물 크기 시험체를 제작하여, 기둥에 80 톤의 축 하중을 준 상태에서 단순 보 중앙에 하중을 가력하여 기둥-보 접합부와 단순 보-내민 보 단면 축소 연결부의 구조성능을 파악한다. 시험 결과, 보 - 기둥 접합부는 예상 설계 하중 40톤 이상에서도 강 접합에 가깝게 거동하였고, 단순 보- 내민 보의 단면 축소 연결부는 경사철근의 사용으로 초기 균열 및 균열 확산에 대한 억제 효과가 있었으며, 예상 설계 전단력 40톤에서 안전하다는 것이 확인되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.10-13
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• 2011

내진설계의 기본 개념은 보를 기둥보다 약하게 설계하여 보에 소성힌지를 발생시켜 구조물 전체의 큰 변형을 방지하는 것이다. ACI 352R-02에서는 지역의 지진특성에 따라서 접합부의 상세 설계법을 구분하여 적용한다. 하지만 보와 접합부의 내력 차이가 상대적으로 작게 설계된 구조물의 경우 탄성 범위를 유지해야 하는 경우의 접합부에도 파괴가 발생할 가능성이 있다. 횡하중이 작용할 때 접합부 내부는 전단력의 지배를 받게 되고, 전단내력과 부착내력에 따라서 파괴모드가 결정된다. 본 논문에서는 양방향 반복하중이 작용하는 10개의 보-기둥 접합부를 통해서 접합부와 인접보의 전단내력 차이에 따라서 발생하는 파괴모드를 관찰하고 접합부 내의 전단내력 및 부착내력의 감소로 인해 발생하는 부재의 연성에 대해서 관찰하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.1-9
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• 2007

본 논문에서는 철근콘크리트 모멘트 골조의 보-기둥 접합부에 대한 비탄성 회전 능력의 성능을 조사한 연구 결과를 하고 있다. 총 91개의 보-기둥 접합부 실험체에 대해 상세히 조사되었으며, 그 중 28개의 실험체는 ACI 318-02의 상세 요구에 기초하여 특수 모멘트 골조 접합부로서 분류되었다. AISC-97 내진 기준에서 철골 모멘트 골조 접합부를 위해 정의된 허용기준이 분류된 철근콘크리트 모멘트 골조의 접합부에 대해 평가하기 위해서 사용되었다. 특수 모멘트 골조 접합부에 대한 설계 상세를 만족하는 28개의 실험체 중 27개의 특수 모멘트 골조 접합부가 충분한 강도를 가지고 있었으며, 급격한 강도 감소 없이 0.03 rad.의 소성 회전에 대해 연성 거동을 발휘할 수 있음을 보여 주었다. 접합부의 전단 강도, 기둥과 보에 대한 휨 강도 비율, 접합부내에서의 횡방향 철근비 등에 대한 제한이 보-기둥 접합부의 만족스런 내진 성능을 보여주는데 중요한 역할을 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.441-450
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• 2010

건식공법이 가능하도록 기존의 접합 방식과 차별화 되는 PC 보-기둥 접합부를 개발하여 실용화하기 위한 기초 연구이다. 연속된 PC 기둥 양편에 위치한 보의 접합 단부를 고강도 관통형 연결재로 긴장하여 연결하는 'PC 보-기둥 맞댐 접합(BCJ_TB : precast beam column joints connected with thru-connects)'을 고안하고 실험적 연구를 수행하여 강도저하, 초기강성, 강성저하, 에너지소산능력 등의 내진성능을 분석하였다. 실험 결과에 기둥에서는 손상이 발생하지 않고 보 단부에서 압축파괴가 발생하는데, 이는 비부착 연결재의 초기긴장과 비부착 효과에 의하여 보 단부 콘크리트에 압축응력이 증가하기 때문인 것으로 분석되었다. 보 접합 단부에 CFRP로 구속 효과를 준 접합부의 성능이 상대적으로 우수하였고 네오프렌 패드로 보 기둥 접합면을 연결한 것이 다른 것에 비하여 초기강성을 제외하고는 우수한 내진성능을 보이는 것으로 분석되었다. 비부착 연결재를 사용한 접합부의 파괴모드를 개선하기 위하여 보 단부 콘크리트의 압축 성능을 향상시키고, 연결재의 변위를 적절히 조절할 수 있는 방법이 요구된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.63-68
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• 2007

이 연구에서는 새로운 접합장치인 자동체결장치(Self-Locking Connectors)를 사용한 강재보-PC기둥 접합부의 내진성능에 대한 연구를 수행하였다. PC기둥(또는 합성기둥)과 강재보로 이루어진 합성모멘트골조는 각각의 재료의 장점을 최대한으로 이용한 합리적인 구조형식이다. 그러나 서로 다른 두 재료 사이의 접합에 따른 어려움으로 인해 접합부의 상세가 복잡해지고 제작비가 상승하는 단점을 가지고 있다. 반면에 자동체결장치는 쐐기의 원리를 이용한 접합장치로서 시공이 단순한 장점이 있다. 또한 자동체결장치를 사용한 접합부는 용접을 사용하지 않음으로써 기존의 접합부에 비해 내진성능을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 자동체결장치를 사용한 강재보-PC기둥(또는 합성기둥) 접합부에 대한 내진성능을 검증하기 위해 반복하중 실험을 수행하였다. 실험결과 자동체결장치를 사용한 보-기둥 접합부는 우수한 내진성능을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.729-736
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• 2006

적절한 내진상세로 설계되지 않은 철근콘크리트 구조물은 보-기둥 접합부내에서 취약한 전단파괴에 노출되고 큰 변형이 일어나, 구조적인 붕괴가 일어날 수 있다. 본 연구는 CFRP로 보강한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부를 반복 횡력을 적용하여 보강된 보-기둥 접합부의 내진성능을 알아보았다. 보-기둥 접합부의 구조적 성능을 향상시키기 위해 CFRP의 부착 위치나 두께를 달리하여 효과적인 보강방법을 관찰하고자 하였다. 비내진상세로 배근된 실험체 1개와 내진상세로 배근된 실험체 1개 그리고 비내진상세를 가진 실험체를 CFRP로 보강한 실험체 6개, 총 8개의 보-기둥 접합부 실험체에 반복횡력을 가하여 내진보강의 효과를 조사하였다. 반복 횡력을 적용하였다. 본 연구에서는 비내진상세를 가진 콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 CFRP의 보강방법은 구조물의 강도와 연성을 증가시켜 구조물의 내진성능을 향상시키는데 효과적임을 보여 주었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.655-661
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• 2007

강재의 접합형식으로 쐐기의 원리를 이용한 새로운 접합장치인 쐐기형 접합장치(wedge connectors)가 개발되었다. 본 연구에서는 새로운 접합장치를 적용한 철골 보-기둥 접합부의 내진성능에 대한 실험연구를 수행하였다. 새로운 접합장치를 적용한 2개의 보-기둥 접합부 시험체에 대해 반복하중 실험을 수행하였다. 2개의 시험체는 켄티레버형이며 동일한 상세를 갖도록 제작되었다. 반복하중 실험의 결과 2개의 시험체 모두 특수모멘트골조에 대해 요구되는 총회전각인 0.04 라디안보다 큰 0.06라디안의 총회전각을 발휘할 수 있었으며 기존의 보-기둥 접합형식에 비해 에너지 소산능력이 크게 우수한 것으로 나타났다.