• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.617-626
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• 2011

포스트텐션 경량 콘크리트(LWC) 보 시험체 7개가 상부 대칭 2점 집중 하중 하에서 실험되었다. 주요 변수는 부착 주철근 양 및 유효 프리스트레스 양이다. 경량 콘크리트의 설계강도 및 단위 용적 중량은 각각 30 MPa과 1,770 $kg/m^3$이다. 포스트텐션 보통 중량 콘크리트에서와 같이 균열 진전과 비부착 긴장재의 응력은 부착 철근 및 유효 프리스트레스 양에 의해 영향을 받았다. 부착 철근 및 유효 프리스트레스 양의 증가와 함께 보의 사용성과 휨 내력은 향상되는 반면 비부착 긴장재의 응력은 감소하였다. 포스트텐션 경량 콘크리트 보의 균열 제어를 위해서는 ACI 318-08에서 제시하는 최소 부착 철근이 요구되었다. 포스트텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동 및 비부착 긴장재의 응력 증가는 제시된 비선형 해석 모델에 의해 적절하게 예측될 수 있었다. 반면 ACI 318-08 기준은 포스트텐션 LWC 보의 휨 내력 및 비부착 긴장재의 응력 증가에 대해 지나치게 안전측에 있었다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.747-756
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• 2008

본 논문에서는 전달길이에 영향을 미치는 인자에 따라 프리텐션 부재가 받는 동적 충격에 의한 영향을 실험적으로 고찰하였다. 이를 위해 긴장재의 직경, 콘크리트의 피복 두께, 구속 철근과 비부착 구간의 유무, 긴장력 도입 방식을 변수로 한 10개의 프리텐션 콘크리트 부재를 제작하고, 긴장재에 부착한 전기 저항식 변형률 게이지를 통하여 부재에 긴장력 도입 시 변형률 변화를 동적으로 측정하였다. 실험 결과, 순간 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 절단단부에서 큰 동적 효과가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 변형률 변화량으로 각 부재의 긴장력을 비교한 결과, 각 인자에 따라 차이가 존재하는 것을 확인했다. 직경 15.2 mm 강선보다 12.7 mm 강선의 잔류 긴장력 비율이 더 컸으며, 75 mm의 콘크리트 피복 두께만으로도 충분한 구속 효과를 기대할 수 있는 것으로 판단된다. 구속 철근의 영향은 미미했고, 비부착 구간의 영향으로 잔류 긴장력이 향상되었다. 순간 전달 방식보다 지연 전달 방식으로 긴장력을 도입할 때 긴장력 손실이 적은 것으로 확인되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.333-336
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• 2008

FRP는 내부식성의 특성을 가지며 가볍고 인장강도가 커서 최근에 강재긴장재 대신 콘크리트 구조물에 활용되고 있다. 그러나 파단 시까지 선형 탄성거동을 하는 FRP는 콘크리트 보에 적용시 취성적인 파괴 경향을 보여준다. 이에 연성확보를 위해 제안된 공법이 부분 비부착 공법이다. 부분비부착공법은 긴장재 일부를 비부착시켜 연성을 확보하고 나머지 부분을 부착시켜 안전하게 정착구 역할을 대신하는 공법으로 본 연구에서 획기적으로 제안한 공법이다. 제안된 공법은 선행 연구 및 실험에 의해 연성거동을 보여 주었다. 하지만 실구조물 적용 시 안전도를 확실히 하기 위해 장기간 사용 하중에 대한 피로 성능을 검증 해야만 한다. 따라서 본 연구에서는 부분 비부착된 보를 제작하여 정적실험 결과와 피로실험 후 정적 실험결과를 비교하여 피로에 대한 정적 능력을 검증하였다. 실험 결과, CFRP로 부분비부착된 프리스트레스 콘크리트 보는 피로하중에 대해 양호한 피로성능을 보여주었다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권4호
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• pp.167-176
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• 1997

본 연구는 비부착 긴장재를 갖는 프리스트레스트 콘크리트 부재에서 긴장재의 극한응력을 평가하는 방법에 관한 일련의 연구중 그 첫번째 단계로 기존 설계식들의 문제점에 대한 분석을 실시하였다. 이를 위하여 지난 40여년간 실시되었던 총 167개의 실험결과들에 대한 D/B를 구축하였으며, 기존의 제안식 및 설계식들을 실험결과와 비교하였다. 기존의 설계식으로는 현행 ACI규준식을 선정하였으며, 제안식으로는 Naaman, Harajli, 그리고 Chakrabarti의 식에 대하여 분석을 실시하였다. 그리고 이러한 분석을 통하여 다음과 같은 사실들을 알 수 있었다. 비부착 긴장재의 극한응력은 현행의 ACI규준에서와 같이 임계단면에 대한 해석을 통하여 계산하는 것보다 부재 전체의 해석을 통하여 계산하는 것이 바람직하다. 또한 현행 ACI규준식에서는 포함하고 있지 않는 주요변수인 일반철근의 양 및 작용하중의 형태 농도 긴장재의 극한응력에 큰 영향을 미칠 수 있다. 그리고 현행의 ACI규준식은 스팬-춤비의 효과가 실제보다 과대평가될 수도 있다. 따라서 현행 ACI규준식은 이런한 문제점에 대한 보완이 필요하며, 이를 위해서는 비부착 긴장재의 극한응력에 영향을 미칠 수 있는 중요 변수들에 대한 보다 합리적이며 종합적인 분석을 통한 설계방법이 제시되어야 한다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.177-186
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• 1998

PSC 연속 평판슬래브의 설계는 부정정 평판슬래브에 대한 정확한 해석의 어려움 등으로 등가보이론과 등가골조이론에 의한 근사식을 수정없이 사용하거나 컴퓨터를 이용한 해석에 의존하고 있으나 해석결과를 간단하게 정확히 평가할 수 있는 기법은 없는 실정이다. 또한 PSC 연속 평판슬래브의 부재력은 긴장재의 곡선형태에 따라 변하므로 실제 설계시 PS 긴장재의 정확한 곡선식을 찾는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 비부착 PSC 연속 평판슬래브를 설계할 때 기둥과 기둥을 연결하는 PS 긴장재의 기하학적 곡선형태를 결정하는 방법과, PS 긴장력으로 인해 발생하는 평판슬래브의 기둥부 휨모멘트에 대하여 판이론을 기초로 간편하게 계산하는 방법을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 이론으로 계산된 PSC 연속 평판슬래브에 대한 해석값과 유한요소 해석에 의한 지점 부모멘트를 비교 검토하여, 본 논문에서 제시한 기법의 타당성을 입증하였다. 따라서 본 연구는 설계자에게 컴퓨터의 해석결과를 간단하고 정확하게 검증할 수 있도록 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.735-744
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• 2007

본 연구는 CFRP 긴장재를 이용하여 외부 프리스트레싱으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 보에 관한 문헌 연구와 프리스트레싱 CFRP의 극한응력 예측식의 개발, 극한응력에 영향을 미치는 변수들에 대한 실험 등이다. 새로운 통합 예측식 개발을 위하여 비부착 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 대한 ACI 시방서 설계식을 확장하고 분석하였다. 본 논문에서는 외부 CFRP 긴장재의 극한응력에 대한 새로운 합리적 예측식을 제안하고 있는데, 프리스트레싱 긴장재와 중립축의 깊이비의 함수로서 표현하여 내부 PS 강재의 영향을 고려하고 있다. 실험 연구에서는 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 가장 큰 영향을 미치는 실험 변수를 가지고 외부 프리스트레싱으로 보강된 PSC 보를 제작하여 실험하였다. 실험 연구에서 채택한 영향인자들은 내부 PS 강재비, 외부 PS 긴장재비, 지간과 PS 강재 깊이비 등이다. 실험 결과는 분석되어 외부 프리스트레싱 CFRP의 극한응력에 대한 제안된 예측식의 합리성과 적용성을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.559-560
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• 2009

본 연구는 2차 긴장재를 비부착시킨 PSC거더 교량의 거더높이가 일반 PSC거더 교량보다 낮음에 따라 정 동적 차량재하시험과 구조검토를 수행하여 내하력을 평가함으로서 대상교량의 건전성 평가를 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.135-144
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• 2009

본 논문은 기존 SC합성보에 비부착 긴장재의 정착위치와 도입된 긴장량을 변수로하여 포스트텐션 공법으로 휨보강을 실시한 실험체의 보강성능을 평가하여 적절한 휨보강 방법을 제시하고자 하였다. 실험은 각 유형별 실험체를 항복하중까지 가력하고 항복 이후 비부착 포스트텐션 보강을 실시 추가 가력하여 보강성능을 조사하였다. 실험결과 보강된 SC합성보는 보강전에 비해 향상된 항복내력 및 초기강성을 나타냈으며 최대내력의 실험값/이론값은 보강 후 ${0.95{\sim}1.13}$으로 나타났다. 보강 전 중립축과 그 상부에 정착구를 설치한 실험체(D160, 240계열)는 최대내력에서 긴장력의 차이에 따른 변화는 거의 없고 오히려 긴장력이 증가하면 연성이 감소하였으며 보강 후 중립축에 졍착구를 설치한 실험체(D120계열)는 긴장력이 증가하면 최대내력이 증가하고 또한 연성도 증가하여 보강 후 중립축에 대한 적절한 긴장력 보강이 매우 유효함을 알 수 있었다.