• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권4호
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• pp.456-462
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• 2015

KS F 3020-침엽수구조용재 기준에 따라 국산 소나무(Pinus densiflora) $38{\times}140{\times}3600mm$ 구조용 제재목 365개에 대하여 기계등급구분을 실시하고, 휨허용응력을 산출하여 현재 적용되는 KS기준허용응력과 비교 분석하였다. 휨허용응력 계산을 위하여 5% 휨강도 하한값을 75% 신뢰수준의 비모수적 방법, 2-parameter 그리고 3-parameter Weibull 분포를 가정한 모수적 방법, 휨강도-휨탄성계수 직선회귀 방법, 총 4가지 분석방법을 사용하여 결정하였다. 기계등급 E8, E9, E10 만이 비모수적 방법의 통계 처리가 가능한 자료 수를 얻었으며, 휨강도-휨탄성계수 직선회귀 방법은 이론적으로 모든 등급에 대한 5% 하한값 결정이 가능함을 보여주었다. 결정된 등급별 휨허용응력은 기준허용응력에 비하여 모두 낮은 값을 나타내었으며 이것은 과소설계의 위험성이 있는 것으로 현행 기계등급구분체계의 문제점으로 파악되었다. 이러한 문제는 구조설계 신뢰성과 관련하여 반드시 개선되어야 할 것으로, 휨강도-휨탄성계수 조합 등급 도입이 필요할 것으로 생각되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.509-516
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• 2013

이 연구에서는 휨힌지를 유도하기 위해 휨강도와 전단강도의 확률분포를 고려한 연결보의 성능기반설계법을 제안하였다. 이 방법은 연결보의 항복 이후 거동과 시스템의 재분배를 반영하므로 현행 선형해석 기반의 연결보 설계에서 임의로 저감된 유효강성의 적합성을 검증할 수 있으며, 사용하중에서의 연결보의 실제 강성을 반영하여 횡변위를 평가하는데 적정하다. 또한 부재간 내력 재분배를 고려할 수 있어 병렬전단벽의 최적설계가 가능할 것으로 판단된다. 이 설계법의 적합성을 검증하기 위해 단순화된 30층 오피스 건물을 대상으로 비선형정적해석을 수행하고 성능점 및 각 스텝의 구조성능을 검토하였다. 또한 사용하중의 부재강성을 평가하고 극한하중의 부재 강성을 사용한 시스템의 거동과 비교하였다. 또한 연결보의 다양한 배근 및 보 춤에 따른 시스템의 거동특성을 비교, 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.989-992
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• 2008

최근 교량 구조물의 장지간화와 건물의 초고층화에 따라 고강도 콘크리트가 많이 적용되고 있다. 철근 콘크리트 구조물의 처짐은 균열의 발생으로 그 거동이 불확실하여 많은 연구자들은 실험을 통하여 처짐을 예측하는 식을 제안하였다. 현재 국내 콘크리트구조설계기준에서는 Branson이 제시한 유효휨강성을 이용한 처짐 산정식을 제안하고 있다. 하지만 이 식은 보통강도 콘크리트를 대상으로 등분포하중상태에서 실시한 실험결과를 토대로 도출한 처짐 산정식이므로 다른 하중상태나 고강도 콘크리트 부재에서는 잘 맞지 않는다. 유효 휨강성을 이용하여 처짐을 구하는 방법과는 달리 Eurocode 2에서는 곡률을 적분하여 처짐을 산정하는 방법을 제안하고 있다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트 보의 실험데이터를 이용하여 콘크리트구조설계기준과 Eurocode 2의 처짐산정식에 의하여 계산된 처짐값과 비교 분석하고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.130-137
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• 2017

최근 경제 성장과 건설 기술의 발달로 인해 구조물이 대형화, 고층화됨에 따라 상부구조물을 지지할 수 있는 기초의 역할이 중요시 되고 있다. 이 연구에서는 철근콘크리트 말뚝 성능향상을 목적으로 프리캐스트공법과 철근 및 속채움 콘크리트로 말뚝머리부를 보강한 철근 콘크리트 말뚝(HPC)을 개발하고 한계상태설계법을 바탕으로 말뚝성능을 예측하였고 설계와 실제강도와 비교를 통해 말뚝 내력의 안전성을 평가하였다. HPC말뚝 본체의 단면형상은 최대폭 500 mm, 최소폭 475 mm의 10각 단면으로 말뚝머리부 본체 두께는 70 mm이다. 중공부 본체 내측은 도로교설계기준에서 제시하는 수평전단강도를 확보하기 위해 요철형상으로 제작하였다. 전단강도 실험 결과 사인장균열이 발생하였지만 최종 파괴단계까지 급격한 파괴 없이 안정적인 전단내력을 확보하였고 한계상태설계법으로 예측한 전단강도를 135%, 119% 상회하였다. 말뚝머리 본체부 두께에 가외철근 보강 유무에 따라 제작된 실험체의 항타실험 결과 모든 말뚝 실험체에 균열이 발생하지 않아 충격에 대한 저항이 우수한 것으로 나타났다. 기성 PHC말뚝과 HPC말뚝 연결부 휨실험을 통해 측정된 휨하중을 평가한 결과 기성 PHC말뚝 설계 휨균열 하중에 비해 1.51배 및 1.48배 높은 값을 나타내어 충분한 연결부 휨내력을 확보하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.101-112
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• 2011

본 논문은 중간부 부착파괴된 CFRP 보강 RC 보의 휨강도 산정을 다루고 있다. CFRP 보강 RC 보의 중간부 부착파괴의 영향을 고려하기 위해 강도감소계수를 제안하였다. 제안된 계수는 CFRP의 유효응력(또는 유효변형률)과 극한응력(또는 극한변형률)비로 정의 되는 유효변률 모델을 이용하여 실험데이터로부터 유도하였다. 휨강도 산정식은 강도감소계수를 변수로 하여 함수를 구성하였다. 제안된 강도감소계수의 유효성, 정확성 및 타당성을 입증하기 위해서 각국의 설계기준 및 연구자들에 의해 제안된 계수 값과 실험값을 본 연구결과와 비교 및 검증했다. 본 논문에서 제시하는 해석 결과는 제안된 강도감소계수가 중간부 부착파괴된 CFRP 보강 RC 보의 휨강도를 매우 효율적으로 평가할 수 있음을 나타낸다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.209-217
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• 2021

이 논문은 고강도 후크형 강섬유 보강량과 형상비에 따른 콘크리트의 압축 및 휨 성능에 미치는 영향에 대하여 다룬다. 이를 위하여 총 10개 콘크리트 배합이 계획되었다. 설계기준강도 30 MPa인 콘크리트에 형상비(l/d)가 64, 67, 80인 강섬유를 0.25%, 0.50%, 0.75% 혼입하여 강섬유 보강콘크리트가 제조되었다. 형상비 64, 67, 80인 강섬유의 인장강도는 각각 2,000, 2,400, 2,100 MPa이다. 시험 결과로부터 고강도 후크형 강섬유의 혼입량은 콘크리트의 압축 및 휨 성능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 강섬유 혼입량이 증가함에 따라 푸아송비 및 압축인성은 향상되었으나 콘크리트의 압축강도 및 탄성계수에 큰 변화를 보이지 않았다. 강섬유 보강 콘크리트의 균열발생후 휨거동의 특성을 나타내는 잔여 휨강도 및 노치에서 시작된 균열면에서 에너지 소산능력은 강섬유의 혼입률 및 형상비에 따라 크게 좌우되었다. 특히 MC2010에서 정의된 사용 및 극한 상태한계에서의 잔여 휨강도는 강섬유 혼입량과 형상비가 증가함에 따라 증가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.95-104
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• 2002

고강도 PSC 콘크리트 휨부재의 비선형 수치해석을 위해 적층법과 설계기준에 의한 비선형 모멘트 -곡률 관계의 계산방법이 제안되었다. 제안된 수치해석에 의한 모멘트-곡률 관계와 처짐계산을 위한 비선형 수치해석 과정에 의한 계산결과는 해석적인 방법에 의한 모멘트-곡률 관계 그리고 기존의 고강도 PSC 콘크리트 휨부재에 대한 실험결과와 비교되었다. 이 논문의 적층법에 의한 에너지흡수율은 강도설계법과 CEB-FIP 제안식보다 약 30%크게 계산되었다. 적층법에 의한 극한하중과 외부일은 각각 실험결과의 92%와 85%로 안전하게 계산되었으며, 강도설계법은 97%와 122%로 극한하중에 대해서는 안전하나 외부일은 과대 평가되었다. CEB-FIP 제안식은 극한하중과 외부일에서 실험결과의 113% 와 173%로 고강도 콘크리트에 대한 극한변형률 0.0035의 적용에 문제가 있었다 제안된 비선형 수치해석 과정은 고강도 PS 콘크리트 휨부재의 거동을 극한상태까지 안정적으로 해석할 수 있었으며, 극한하중의 80%가지 하중-처짐 관계와 균열의 전파정도의 계산결과는 실험결과와 유사하였다

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.934-941
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• 2002

철근콘크리트 보 단면의 극한강도를 예측할 때에는 부재의 크기를 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 부재 단면의 휨압 축강도는 부재의 크기가 증가함에 따라 항상 감소하게 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보에 대한 실험적 고찰을 통해 휨압축강도의 크기효과를 살펴보고 이에 대한 적절한 모델식을 제시하고자 한다. 보의 유효깊이(d$\approx$15, 30, 60cm)를 주요 매개변수로 하였으며 전단스팬/유효깊이(a/d)는 3.0으로 하였고 시편의 폭은 20 cm로 일정하게 하여 휨하중을 가하며 실험을 수행하였다. 실험에서 구한 하중, 변형률, 및 보의 처짐 등을 이용하여 휨압축응력-변형률 관계를 3차의 비선형 다항식을 이용한 회귀분석을 수행하여 구하였다. 분석 결과 보의 유효깊이가 증가함에 따라 휨압축강도, 최대 휨압축응력에서의 변형률, 그리고 극한변형률이 감소하며 취성적인 파괴거동을 나타내었다. 그리고 설계기준에서 제시하고 있는 $\beta$l값과 보의 극한 변형률 값에 대해서도 크기효과가 있으므로 이에 대한 검토가 필요하다고 판단된다. 마지막으로 수정된 크기효과법칙을 사용하여 철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기 효과모델식을 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권5호
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• pp.486-496
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• 2018

4점 휨 시험에서 지간 길이에 따른 낙엽송 제재목의 휨 성능 변화를 알아보기 위하여 연구를 진행하였다. 연구에 사용된 시험편의 크기는 38(너비) ${\times}$ 89(깊이) ${\times}$ 3,600(길이) $mm^3$이며, 평균 기건 밀도와 함수율은 각각 $543.5kg/m^3$, 10.5%이었다. 낙엽송 육안 등급 1등급 248본을 두 그룹으로 나눠, 지간 거리 1,650 mm와 3,000 mm에서 휨 실험을 진행하여 휨 강도와 휨 탄성계수를 도출하였다. 휨 탄성계수는 유의 수준 5%에서 지간 거리에 따라 차이가 없다고 판단된 반면 휨 강도는 차이가 있었으며, 지간에 반비례하였다. 지간 거리 1,650와 3,000 mm에서 휨 강도의 5% 하한치는 각각 28.65와 25.70 MPa로 확인되었다. 지간 거리에 따른 휨 강도 차이는 백분위 수가 증가함에 따라 커지는 것으로 확인되었으며, 이는 와이블 최약 링크 파손 이론에 의한 치수 효과 때문으로 사료된다. 따라서 지간 대 깊이 비가 15 이상으로만 제한되어 있는 목구조용 실대재 휨 시험법(KS F 2150)에 치수 효과를 고려할 수 있는 방법이 포함되어야 할 것으로 판단된다. 이를 통해 다양한 치수의 제재목에서 얻어지는 강도를 설계 값에 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.169-176
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• 2011

이 논문에서는 철근의 효과를 고려한 고인성 섬유 보강 콘크리트의 휨 거동을 분석하기 위해 이에 대한 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 부재의 파괴 시 까지 안정적인 인장 응력을 보여주는 HPFRCC로 인해 휨 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 인장 철근이 항복할 때까지 균열이 국부화되지 않고 고르게 분산되는 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해, 직접 인장 실험으로부터 측정된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 R/HPFRCC의 휨 강도를 과대평가하는 것으로 나타난 반면, 인장 강성 실험으로부터 도출된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 실험 및 이론적 연구를 바탕으로 이 논문에서는 휨 파괴 기준을 단면 상단에서의 콘크리트 압축파괴에 의한 것과 단면 하단부의 인장 파괴에 의한 것으로 구분하였다. 정의된 두 가지 휨 파괴 기준에 근거하여 이 논문에서는 극한 휨 강도를 산정할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안된 식은 R/HPFRCC 부재의 설계 및 해석에 유용할 것으로 사료된다.