• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-46
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• 2012

초고층 빌딩의 수요가 증가함에 따라 고강도 강관의 수요 또한 함께 증가하고 있다. 이에 고강도 고인성의 600MPa급 강관의 접합부 내력 연구가 필요하게 되었다. 또한 현행국내기준에는 강관의 경우 항복응력 360MPa 이하에 설계식을 적용하도록 되어 있다. 즉, 고강도강재를 이용한 600MPa 강관의 경우 현행기준을 적용할 수 없으므로 600MPa급 고강도 강관의 거셋플레이트 접합부의 내력실험 및 유한요소해석을 통하여 기존 설계식의 적용가능성을 조사하고 접합부의 거동을 연구하고자 한다. 특히, 본 논문에서는 원형강관에 길이 방향으로 거셋플레이트가 접합된 접합부에 횡력(수평력)이 작용하였을 때의 거동을 다루었다. 유한요소해석 및 실험결과를 설계식과 비교해보면, 고강도 강재에서는 기존의 설계식들이 56~79%로 과소평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2017

본 연구에는 HSB600 고강도 강재의 변형-경화를 고려한 조밀 강합성 I-거더의 정모멘트부 공칭휨강도를 제안한다. HSB600은 일반강재와는 다르게 명확한 항복 고원을 보이지 않고 항복 직후 변형-경화가 진행된다. 하지만 현 국내외 설계기준에 있는 공칭휨강도 식은 일반강재에 대하여 개발된 설계식이기 때문에 HSB600의 변형-경화 특성을 제대로 반영하지 못하고 있다. 따라서 HSB600의 변형-경화 특성이 휨강도에 미치는 영향을 고려하기 위해, 강합성 거더의 변형-경화를 고려한 소성모멘트를 제안한 후 다수의 해석단면을 대상으로 모멘트-곡률 수치해석을 수행하였다. 해석 결과를 토대로 HSB600 고강도 강재의 변형-경화가 강합성 거더 휨강도에 미치는 영향을 나타내는 매개변수를 제안하였다. 또한 이 매개변수를 이용하여 HSB600 강합성 거더의 변형-경화를 고려한 정모멘트부 공칭휨강도를 제안하였고 현 AASHTO LRFD 교량설계기준의 공칭휨강도와 비교 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.23-34
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• 2012

본 연구에서는 인장강도 800MPa급 고강도강재(HSA800)의 단주 중심압축실험과 편심압축실험을 통해 균등압축과 휨-압축 부재의 강도를 평가하여 현행 강구조기준(KBC2009, AISC2005)의 적용성 여부를 검토하였다. 또한 잔류응력의 계측을 통하여 강재 항복강도와 잔류응력과의 상관성 여부도 검토하였다. 고강도강재와 일반강재의 국부좌굴 거동 차이의 여부를 확인하기 위하여 중심압축실험에 SM490 강재로 제작된 비교실험체도 포함시켰다. 강도로 무차원화한 판폭두께비와 판 단부의 지지조건을 주요변수로 하여 실험을 실시하였다. 편심압축실험은 HSA800 강재만을 대상으로 하였으며, 휨-압축의 조합력을 받는 부재의 P-M 상관관계를 알아보기 위해 가력 편심거리를 조정하여 다양한 P-M 조합에 대해 강도평가 실험을 수행하였다. 잔류응력은 중심압축실험에 사용된 H형단면 실험체를 대상으로 비파괴실험법인 압입법에 의해 가력 이전에 그 크기와 분포를 측정하였다. 실험결과 중심압축을 받는 모든 HSA800 단주는 판 단부의 지지조건 및 판폭두께비 조건에 따른 현행 강구조기준의 설계강도를 충분히 발휘하였다. 편심압축을 받는 실험체 역시 현행 설계기준의 P-M 상관관계를 충분히 안전측으로 충족하였다. 본 연구에서도 잔류응력의 크기는 강재의 항복강도와 무관하다는 선행연구결과와 합치하는 잔류응력 측정값이 얻어졌다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.53-60
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• 2006

고강도 재료(고강도 콘크리트, 고강도 철근)가 사용된 철근콘크리트 부재의 전단파괴모드는 보통강도 재료를 사용한 부재의 전단파괴모드와 상이한 결과를 나타낼 수 있다. 고강도 재료가 사용될 경우에 구조설계기준식에서 요구하는 전단보강철근이 먼저 항복한 후에 콘크리트가 압축파괴하는 것과는 다르게, 철근이 항복하기 이전에 콘크리트가 압축파괴할 수 있다. 이 논문에서는 고강도 재료가 사용된 철근콘크리트 부재의 최대철근비를 균형파괴시의 재료의 응력 및 변형률 상태를 이용하여 계산하였다. 제안식에서 최대철근비는 콘크리트의 압축강도와 전단보강철근의 상호관계에 의하여 변화하였다. 제안식은 97개의 철근콘크리트 부재에 대한 실험결과와 비교되었다. 실험결과 및 계산결과는 철근콘크리트 부재의 파괴모드가 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도와 밀접한 관계가 있음을 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.219-229
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• 2015

각형 CFT 기둥에 대한 실험 연구를 수행하였다. 본 연구는 세장 단면의 고강도 강관을 적용한 CFT 기둥의 압축성능 평가하는 것이 주요 목적이다. 실험 변수는 강관의 판폭두께비, 콘크리트 강도, 강관 항복강도, 그리고 스티프너의 사용여부이다. 총 5개의 기둥 실험체에 대하여 중심압축 실험을 수행하였다. 고강도 강관을 적용한 실험체는 탄성국부좌굴이 발생하였지만, 높은 항복강도로 인하여 상당한 후좌굴강도를 발휘하였다. 또한, 실험결과는 현행 설계기준에 의한 예상강도를 대체로 만족하였다. 세장 단면의 고강도 강관에 스티프너를 보강할 경우 강도와 변형능력 면에서 우수한 구조성능을 발휘하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.447-456
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• 2009

연속경간 강합성 플레이트 거더 및 박스 거더 단면을 현 도로교설계기준의 허용응력설계법(ASD)과 AASHTO-LRFD 설계기준에 근거하여 최근 교량설계핵심기술연구단을 중심으로 제안된 하중저항계수설계법으로 설계하였다. 두 방법으로 설계된 강거더 단면의 강재량과 구조성능을 분석하였으며, 휨파괴에 대한 신뢰도해석을 수행하고 신뢰도지수를 비교 및 분석하였다. ASD법으로 설계 시에는 현 도로교설계기준에 규정된 DB-24 및 DL-24 설계활하중을, LRFD법으로 설계 시에는 최근 국내 통행차량 측정결과 통계에 근거하여 제안된 설계활하중을 적용하였다. 3경간 연속교의 경간비를 4:5:4로 가정하고 중앙부 최대경간장은 30~80 m를 고려하였다. 두 방법으로 설계된 강합성거더 단면의 휨파괴에 대한 신뢰도해석은 국내에서 생산된 16,000여 구조용 강재 표본의 항복강도 통계적 특성이 반영된 휨저항강도의 통계를 이용하여 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.601-612
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• 2013

거대한 벽체를 사용하는 원전구조물의 건설에서, 시공성과 경제성향상을 위해 벽체의 전단철근으로 사용되는 고강도 철근의 사용이 필요하다. 이 연구에서는, 550 MPa 급 철근을 사용한 낮은 벽체(형상비 1.0)의 전단내력과 변형능력을 검증하기 위해 벽체의 반복하중재하 실험이 수행되었다. 실험 변수는 수평철근의 항복강도(550 MPa 급, 420 MPa 급), 콘크리트 압축강도(46 MPa, 70 MPa), 수평/수직전단철근비, 횡구속후프의 여부, 벽체의 단면형상, 파괴모드(휨항복 전 또는 후 전단파괴)였다. 실험결과를 420 MPa 급 철근을 사용한 벽체, 그리고 현행설계기준에 의한 예측강도와 비교하였다. 실험 결과로부터 550 MPa 급 철근을 사용한 벽체의 전단강도가 420 MPa 급 철근을 사용한 벽체의 전단강도에 비해 안전여유가 조금 감소하였으나 비슷함을 보였다. ACI 349 전단강도식은 550 MPa 급 철근을 사용한 벽체를 과소평가하였으며, 휨 항복의 실험체의 경우 큰 변형능력을 보였다. 이 결과는 ACI 349 규정이 550 MPa 급 철근을 사용한 낮은 벽체(형상비 1.0)의 내진설계에 안전하게 적용될 수 있음을 가리킨다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.287-297
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• 2015

철근콘크리트 부재의 연성을 확보하기 위하여 콘크리트구조기준에서는 철근의 최소 허용 변형률에 대한 지침을 두고 있고, EC2에서는 중립축 깊이와 유효 깊이의 비(c/d)를 제한하고 있다. 일반적으로 철근콘크리트 부재의 연성 능력은 항복변위와 극한변위의 비로서 표현되는 변위 연성도를 통해 평가하는데, 변위 연성도를 정확하게 산정하기 위해서는 항복변위와 극한변위에 대한 정립이 필수적이다. 그러나 실제 부재의 변위는 부재의 다양한 특성에 영향을 받으므로 이들 값을 정확하게 산정하는 것은 어렵다. 이 연구에서는 철근콘크리트 부재의 항복변위 및 극한변위를 휨모멘트-휨곡률 관계를 통해 직접 계산하여 변위 연성도를 산정하였다. 해석의 주요 변수는 콘크리트 압축강도, 주철근 항복강도, 주철근 비, 횡철근 간격, 축력비 및 콘크리트 극한변형률이다. 해석 결과 콘크리트 압축강도가 증가할수록 변위 연성도는 증가하였다. 반면에 주철근의 항복강도, 주철근 비, 횡철근 간격 및 축력비가 증가할수록 변위 연성도는 감소하였다. 그리고 변위 연성도는 기둥의 내진설계에 사용되는 응답수 정계수(R)의 산정에 필수적이므로 변위 연성도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이라고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권5호통권60호
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• pp.603-612
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• 2002

본 연구는 중소규모의 일반 강교량에 대한 고강도 강재의 적용성을 수치해석적으로 검토하기 위해 수행되었다. 강재의 항복강도, 일평균 트럭교통량 및 구조상세의 피로등급을 해석변수로 하여 AASHTO LRFD 설계기준의 한계상태를 만족하는 최소중량단면을 최적화 기법을 적용하여 산정하고 그 결과에 대해 고찰하였다. 또한, 교량의 거더 개수 및 경간길이의 변화가 고강도 강재의 적용성에 미치는 영향에 대해서도 검토하였다. 검토결과, 피로의 영향을 무시할 경우 강재의 항복강도 증가와 함께 강재중량이 감소하는 경향을 나타내어 강교량에 대한 고강도 강재의 적용 가능성을 확인하였으나, 고강도 강재를 보다 효율적으로 활용하기 위해서는 가장 지배적인 영향인자인 피로문제에 대한 적절한 대처가 필요함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.313-323
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• 2016

본 연구에서는 SM490TMC(120mm) 강재를 대상으로 7종의 각종 시험을 실시하여 소재특성을 KS 및 강구조설계기준과 비교하였으며, 강도의 두께에 대한 균질성을 검토하였다. 각종 시험결과, SM490TMC(120mm) 강재는 KS를 만족하는 것으로 나타났다. 특히 인장시험결과, 1/4지점 및 전두께에 대한 기계적 성질은 KS 및 강구조설계기준을 만족하며, 2/4지점 및 두께방향에 대한 기계적 성질은 1/4지점의 85%이상으로 나타났다. 따라서 SM490TMC(120mm) 강재는 강도의 균질성 기준을 만족하며, 120mm의 경우에도 강구조설계기준에서와 같이 항복강도를 점감하지 않아도 되는 것으로 판단된다.