• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.295-307
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• 1998

철근콘크리트 보에 대해서 인장강화효과의 소성힌지길이를 고려한 재료비선형 해석을 수행하였다. 비선형 해석에서 자유도가 많은 대형구조물에 적용시키기에는 많은 제약이 따르는 복잡한 층상해석기법을 사용하는 대신 단면해석을 통해 미리 구성된 모멘트-곡률 관계를 이용하였으며, 유한요소해석에서 사용요소의 크기에 따른 수치해석상의 오차를 줄이기 위해 인장강화효과와 소성힌지길이 개념을 도입하였다. 마지막으로 제안된 해석 알고리즘의 타당성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험결과간의 상호 관계를 비교, 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.97-100
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• 2008

최근 들어 고강도 철근의 사용이 증가하고 있지만, 지진위험이 있는 지역의 내진구조물에 있어서는 고강도 철근의 취성적 성질로 인해 그 사용이 제한되어 왔다. 그러나, 철근의 연성의 변화가 기둥의 부재레벨의 연성도에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 없는 실정이다. 특히 고강도 철근을 사용하는 경우 철근의 연성의 변화로 인해 부재의 소성힌지 길이가 달라질 것으로 예상되지만, 기준의 소성힌지길이 산정식은 철근 등 재료의 특성을 고려하지 못하고 있다. 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지길이는 실험을 통해서 측정하기는 어려움이 많다. 따라서, 본 논문에서는 해석적인 방법을 통하여 재료레벨의 연성, 특히 철근의 연성이 소성힌지의 생성에 미치는 영향을 평가하고, 그 영향을 고려한 소성힌지길이 산정식을 제안하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.555-562
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• 2014

성능 기반 내진설계를 위해서는 지진후 건물의 사용성과 복원성에 대한 명확한 목표가 필요하다. 이를 위해서는 건물의 구성 재료의 검토가 필요하고, 특히, 부재에 잔류하는 변형을 지표로 사용하는 것은 유용하다. 프리스트레스트 콘크리트는 PC 강재의 원점지향적 성질 덕분에 많이 이용이 될 것으로 생각된다. 이 연구는 PSC 보부재의 잔류 변형을 연구하고 산정하는 것에 목표를 두고 있다. '등가 소성 힌지 길이법'을 바탕으로 위험단면에서의 곡률과 등가 소성 힌지 길이를 이용하여 부재의 변형각을 구하는 식을 유도한다. '분할 요소 해석법'을 통하여 PC강재와 콘크리트 사이의 부착-미끄러짐을 고려하면서 힘의 균형과 변형을 적합 조건을 만족하는 해석값을 도출했다. 잔류 변형률에 영향을 미치는 각종 요인들을 파라미터 스터디를 통하여 잔류 변형률 산정식에 필요한 각종 수치를 결정했다. 그중에서 잔류변형에 많은 영향을 미치는 피크시 등가 소성 힌지 길이, 잔류 변형시 등가 소성 힌지 길이 및 피크시부터 잔류 변형시에 발생하는 위험 단면 위치에서의 곡률 감소량에 대하여 중점적으로 검토를 실시했다. 이 연구 결과를 바탕으로 앞으로 활발한 연구가 진행되기를 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구의 목적은 경계요소를 갖는 철근콘크리트 전단벽의 잠재소성힌지길이를 합리적으로 평가할 수 있는 단순모델의 제시이다. 전단벽의 높이에 따른 이상화된 곡률분포로부터, 기본방정식은 항복모멘트와 최대모멘트 그리고 사인장균열에 의한 부가모멘트의 함수로 일반화되었다. 전단벽의 항복모멘트와 최대모멘트는 변형률 적합조건과 힘의 평형조건을 기반하여 산정하였다. 사인장균열 발생의 여부는 ACI 318-11에서 제시된 콘크리트의 전단력으로부터 검토되었으며, 부가모멘트는 Park and Paulay에 의해 제시된 트러스기구를 이용하여 산정하였다. 이들 모멘트식들은 다양한 변수범위에서 변수연구를 수행하였다. 결과적으로 등가소성힌지길이는 주철근 및 수직철근지수와 축력지수의 함수로 제시될 수 있었다. 제시된 등가소성힌지길이의 모델은 실험결과의 비교에서 평균 및 표준편차가 각각 1.019와 0.102로 실험 결과를 정확하게 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.825-832
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• 2010

철근콘크리트 구조물은 위험 단면이 휨강도에 도달하더라도 이 단면에서 소성힌지가 형성되어 휨모멘트가 재분배되어 곧바로 파괴에 도달하지 않는다. 이러한 소성힌지 영역에서 발생하는 비탄성 변형에 의해 소성 회전이 발생한다. 소성힌지길이는 주로 재료 특성에 영향을 받는다. 이 연구에서는 유로코드2에서 제시하고 있는 재료 모델로부터 산정된 휨곡률 분포로부터 소성힌지길이와 소성회전각을 일관되게 산정하였다. 재료 모델의 한계값 즉, 콘크리트 극한변형률, 철근 극한변형률 및 철근의 경화비(k)가 소성회전능력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과 콘크리트 극한변형률 및 철근 극한변형률이 증가함에 따라 소성회전능력이 증가하였고 특히, 철근의 경화비(k)가 증가함에 따라 소성 회전각은 크게 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 각 재료 모델의 한계값 결정에 세심한 주의가 필요할 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.675-684
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• 2010

철근콘크리트 부재는 연성파괴를 유도하기 위해서 휨인장 파괴가 선행 하도록 구조설계한다. 또한 보에서 파괴가 진행하도록 하여 기둥에는 피해가 적게 발생하도록 한다. 하지만 소성붕괴메카니즘에 의하여 소성힌지는 보의 양단부에 발생한 이후 최종적으로 최하층 기둥의 하부에도 발생한다. 철근콘크리트 구조물의 최하층 기둥은 축력이 크게 작용하고 전단경간이 비교적 작기 때문에 휨항복을 했다고 하더라도 최종적으로는 전단파괴하거나 부차파괴하여 설계보다 취성적으로 파괴 할 가능성이 있다. 이 논문에서는 휨항복 후 전단파괴하는 10개의 실험체를 통해 소성힌지 영역의 변형율과 길이 확장에 주는 요소에 대해 파악하였다. 실험결과 세 변수 중에서 축력이 가장 크게 영향을 미쳤는데 축력이 클수록 축방향 변형률과 연성비가 뚜렷하게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었으며 소성힌지 길이는 약간 늘어났다. 실험을 통해서 산출한 소성힌지 길이는 약 0.7~1.4d였으며 이는 기존 연구자들이 제안했던 평가식과 차이를 보여주었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.11-12
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• 2009

전단 경간비가 작은 철근콘크리트 기둥은 주 인장근이 항복 한 후 전단에 지배를 받게 되고 축력의 영향으로 인해 에너지 소산 능력이 현저하게 줄어든다. 이러한 과정은 소성힌지 영역에서 일어나게 되는데, 전 구간에 걸쳐서 동시에 발생하지 않고 에너지가 집중되는 곳에서부터 점진적으로 일어나게 된다. 본 연구는 실험을 통해서 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지 길이 변화를 파악하고자한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.353-362
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• 2015

이 연구에서는 소성 전단힌지가 있는 PC 모멘트 프레임의 내진성능을 평가하기 위해 반복 하중실험을 수행하였다. 보의 중간 길이에 설치된 소성 전단 힌지는 PC 골조를 연결하는 역할을 하며, 두 개의 강판으로 구성된다. 각 강판에는 세 개의 전단연결고리가 존재한다. 세 개의 전단 연결고리는 PC 보의 전단강도의 50%, 75%, 그리고 100%에 해당하는 전단강도를 사용하여 설계되었다. 제안된 연결방식은 효율적인 에너지 소산 용량 및 우수한 구조적 성능을 보여주었다. 실험결과, 소성 전단 힌지는 보 전단강도의 100% 미만을 사용하여 설계하는 것이 합리적이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.104-111
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• 2020

이 연구의 목적은 ECC를 적용한 RC 보 실험체의 휨 성능과 소성 힌지를 조사하는 것이다. ECC에는 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 결합재로 사용하였고, 플라이애시를 다량 혼입하여 결합재와 충전재 역할을 함과 동시에 균열폭 제어를 통한 다중 미세균열 확보하고자 하였다. 1축 인장성능 측정결과 최대 인장변형률은 3.0 % 확보하여 우수한 인장변형성능이 나타났다. ECC 치환길이에 따라 3가지 종류의 보를 제작하였다. ECC의 치환길이 변화에 따른 ECC-RC 보의 휨성능 실험 결과에서는 ECC의 적용으로 휨부재의 최대 내력과 연성이 동시에 증가하였다. 또한, ECC를 소성힌지부에 적용할 경우, 휨 부재의 곡률연성계수와 소성힌지 길이가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.115-124
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• 2009

본 연구에서는 구조물에 발생하는 변상 진전 특성을 수치 해석적으로 평가할 수 있는 기법을 새롭게 개발하기 위한 연구를 수행한 것이다. 이를 위해서, 변상발생 메커니즘을 토대로 하여, 인장균열 발생 후, 휨압축에 의한 압축손상까지를 해석에 반영하였다. 특히 인장균열이 발생하고나서 압축손상이 발생하기까지의 해석 단계를 위해서는, 등가소성힌지길이 개념을 새롭게 도입하여, 균열의 진전을 해석하게 된다. 등가소성힌지 길이개념을 도입함으로써, 균열발생단면에 대한 단면력, 즉, 축력과 모멘트를 균열폭과 관계지어 균열폭의 확장을 추적해 나가게 된다.