• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.403-413
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법을 이용한 콘크리트 구조부재의 설계 시 가장 중요한 요소 중 하나는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하는 것이다. 콘크리트 스트럿의 유효강도를 결정하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 여러 종류의 스트럿의 유효강도 값 및 산정식이 제안되었다. 그러나 이들은 2차원 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 설계를 위한 것으로, 그 값을 3차원 콘크리트 구조부재의 설계에 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 연구에서는 콘크리트 스트럿이 위치한 곳의 3축 응력 상태, 콘크리트의 3차원 파괴기준, 스트럿 길이의 영향, 스트럿과 압축 주응력 흐름과의 불일치의 영향, 콘크리트 압축강도의 영향, 그리고 철근에 의한 콘크리트 스트럿의 구속의 정도 등을 고려하여 3차원 콘크리트 스트럿의 유효강도를 일관성 있게 결정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 기존 연구자들에 의해 파괴실험이 수행된 115개의 철근콘크리트 파일캡 시험체의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과를 실험결과 및 현행 설계기준에서 제안한 스트럿의 유효강도 값을 이용하여 평가한 결과와 비교분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1081-1094
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법은 철근콘크리트 코벨의 극한강도 해석 및 설계에 매우 효과적이다. 그러나 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 철근콘크리트 코벨의 정확한 해석 및 안전한 설계를 위해서는 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이 연구에서는 여러 연구문헌에서 제안된 철근콘크리트 코벨의 대표적인 세 종류의 스트럿-타이 모델을 활용하기 위하여 철근콘크리트 코벨의 기하학적 형상, 수직 및 수평 하중의 조합 비, 그리고 휨철근 및 수평전단철근 비 등 주요 설계변수들의 영향을 정확하게 반영할 수 있는 스트럿 유효강도 식을 개발, 제안하였다. 현행 여러 설계기준서의 스트럿 유효강도 식과 이 연구에서 제안한 유효강도 식을 이용하여 파괴실험이 수행된 243개 철근콘크리트 코벨의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 이 연구에서 제안한 스트럿 유효강도 식의 적합성을 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1996년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.433-439
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• 1996

본 논문에서는 스트럿-타이 모델을 이용한 콘크리트 구조물의 설계 및 해석과정에서 필요로 하는 스트럿 유효강도의 결정 및 절점영역 지지력의 검토를 일반적이고 일관성 있게 수행할 수 있는 방법을 제안하였다. 콘크리트 스트럿의 유효강도는 스트럿-타이 모델의 스트럿 영역에 해당되는 유한요소들의 주응력비를 고려하여 결정하였으며, 스트럿의 기하하적인 형상을 이용하여 형성된 절점영역의 지지력은 조합응력을 받는 콘크리트의 파괴기준을 고려하는 비선형 유한요소 해석을 이용하여 검토하였다. 제안한 방법을 예증하기 위해 실험된 철근콘크리트 보의 해석을 스트럿-타이 모델 방법을 이용하여 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2195-2209
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• 2013

스트럿-타이 모델 방법을 이용하여 철근콘크리트 깊은 보를 정확하게 해석하고 안전하게 설계하기 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이 연구에서는 여러 설계기준서 및 연구문헌에서 제안된 세 종류의 대표적인 철근콘크리트 깊은 보의 스트럿-타이 모델을 위하여 철근콘크리트 깊은 보의 전단경간 비, 콘크리트의 압축강도, 그리고 휨철근 및 전단철근 비 등의 주요 설계변수들의 영향을 정확하게 반영할 수 있는 콘크리트 스트럿의 유효강도 식을 개발, 제안하였다. 현행 설계기준서 및 여러 연구문헌의 콘크리트 스트럿의 유효강도 식과 이 연구에서 제안한 유효강도 식을 이용하여 파괴실험이 수행된 241개 철근콘크리트 깊은 보의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 이 연구에서 제안한 스트럿 유효강도 식의 적합성을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.443-462
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• 2010

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 포함하는 콘크리트 구조부재의 극한강도 해석 및 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 콘크리트 구조부재의 정확한 극한강도 해석 및 설계를 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이를 위해 여러 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 그리고 결정방법이 제안되었다. 이 연구에서는 연구문헌, 설계기준서, 그리고 본 연구자의 방법 등에 의해 결정한 콘크리트 스트럿의 유효강도를 여러 스트럿-타이 모델 설계예제집의 전통적인 선형 스트럿-타이 모델 방법에 적용하여 파괴실험이 수행된 24개 철근콘크리트 패널, 275개 철근콘크리트 깊은 보, 그리고 218개 철근콘크리트 코벨 등의 파괴강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 제안된 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 방법 등의 적합성을 평가하였다. 이 연구를 통하여 콘크리트 구조부재의 파괴강도를 비교적 정확하고 일관적으로 평가한 본 연구자의 유효강도 결정방법은 콘크리트 구조부재의 종류, 스트럿-타이 모델의 구조형식, 전단경간대 유효깊이의 비, 그리고 콘크리트 압축강도 등의 주요 변수의 영향을 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 합리적으로 반영할 수 있음을 알았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
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• pp.383-386
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• 2005

철근콘크리트 부재가 하중을 받을 때, 응력교란구역에서의 힘의 흐름은 스트럿-타이 모델을 이용하여 효과적으로 표현할 수 있다. 그러나 스트럿-타이 모델을 이용하여 철근콘크리트 부재의 해석과 설계를 하기 위해서는 큰크리트 압축스트럿이 가지는 유효강도를 정확히 산정하여야 한다. 본 연구는 철근콘크리트 부재에 휨과 전단력이 동시에 작용할 때 발생하는 대각선 균열이 콘크리트 압축스트럿에 미치는 영향에 대해 설명하고 있다. 대각선 균열의 발생 메커니즘과 이로 인한 콘크리트 압축스트럿의 강도 저하를 이론적으로 설명하였으며, 그 결과를 철근콘크리트 보의 강도 산정에 적용하였다. 최종적으로 철근콘크리트 보의 강도 예측값을 기존 연구자들의 실험결과와 비교하여 제안된 이론의 합리성을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.979-984
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• 2008

본 연구는 실용적인 적용을 위한 기본적인 스트럿-타이 모델의 사용방법에 대해 논의한다. 스트럿- 타이 모델의 구성은 평형 조건식에 기초한 하중 경로를 그리는 것으로 시작한다. active sytems, vector active systems, 그리고 section active systems를 포함한 구조 시스템의 이해는 가능한 스트럿 -타이 모델을 위한 적절한 시스템을 선택할 수 있도록 한다. 간단한 원형 fan은 집중하중에서부터 분포하중까지 하중 경로를 표시할 수 있다. 스트럿의 강도는 인장 타이와 유효 압축 강도가 만나는 절점영역의 형태에 따라 결정된다. 스트럿의 유효 압축강도는 주로 transevers 변형률에 의해 영향을 끼치는 것으로 가정한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.411-419
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• 2006

본 연구에서는 현재의 설계기준에서 명확하게 제시하지 못하고 있는 3차원 응력교란영역의 설계를 위해 3차원 스트럿-타이 모델을 이용하는 새로운 설계방법을 제안하였고, 실무자들이 이 방법에 따라 콘크리트 구조부재를 설계하는데 편리함을 제공해주는 실용적인 3차원 스트럿-타이 모델 전용 그래픽 프로그램을 개발하였다. 격자 스트럿-타이 모델을 사용함으로서 모델 선정에 따른 주관성을 배제하였고, 3차원 파괴면, 압축주응력 흐름의 방향, 그리고 스트럿의 방향 등을 이용하여 3차원 스트럿의 유효강도를 계산하는 방법을 개발하였다. 본 연구의 해석과정은 스트럿의 최대단면적과 필요단면적을 이용하여 최대하중을 계산한 다음, 계산된 타이의 필요단면적을 배근된 철근의 단면적으로 대치시켜 증분하중단계를 이용한 비선형 트러스 해석을 수행하는 방법이다. 설계과정은 주어진 설계하중에 대하여 필요철근량을 산정하고 스트럿과 절점의 강도를 검토하는 일련의 설계방법이다. 따라서 제안된 방법은 유한요소해석과의 상호작용을 통하여 스트럿-타이 모델의 단점을 보완하고 장점을 최대한 활용하기 위한 컴퓨터에 기반한 스트럿-타이 모델 방법으로 분류될 수 있다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 파괴실험이 수행된 9개의 말뚝기초 공시체의 파괴강도 예측 및 교각코핑부의 설계를 수행하였고, 그 결과를 기존의 연구결과 및 기존 설계기준에 의한 해석 및 설계결과와 비교하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.425-436
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 갖는 콘크리트 구조부재의 설계에 효과적이다. 그러나 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델 방법은 3차원 응력교란영역을 갖는 콘크리트 구조부재의 설계에 관한 명확한 개념 및 기준을 제시하지 못하고 있다. 이 연구에서는 현행 설계기준의 문제점을 개선하기 위한 새로운 스트럿-타이 모델 설계 방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 스트럿-타이 모델을 한 절점에서 주변의 인접한 모든 절점들로 힘을 전달할 수 있는 3차원 기본격자요소를 활용하여 형성한다. 또한 콘크리트 스트럿 및 절점영역의 유효강도를 이들이 위치한 곳의 철근의 영향 및 3차원 응력상태를 고려할 수 있는 수치해석적 방법을 사용하여 결정한다. 뿐 만 아니라 스트럿 및 타이의 하중전달능력을 격자요소의 최대단면적 개념을 도입하여 검토한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구는 아라미드 섬유 보강 폴리머(Aramid Fiber Reinforced Polymers, 이하 AFRP)rebar로 보강된 콘크리트 깊은보의 전단강도를 평가하기 위하여 전단경간비, 보강비, 유효깊이, 주근을 변수로 총 8본의 시험체에 대한 전단 실험을 수행하였다. ACI 318-08의 스트럿-타이 모델(이하 STM)을 이용한 전단강도와 아치작용을 고려한 제안식에 의한 전단강도를 비교-평가하였으며, 그 결과 AFRP rebar로 보강한 경우, Steel rebar로 보강한 경우보다 전단강도가 증가하는 것으로 나타났다. 전단강도 산정에 있어 ACI 318-08 STM을 이용한 해석이 상대적으로 정확했으며, 실험결과를 토대로 스트럿의 크기효과를 고려한 유효압축강도 산정 모델을 제안하였다. 이를 본 실험에 적용시킨 결과 기존 기준 및 제안식을 이용한 전단강도 산정방법보다 합리적인 결과를 얻을 수 있었다.