• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.277-285
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• 2023

최근 지진의 규모와 빈도가 커짐에 따라 구조물의 붕괴를 막기 위하여 기둥의 연성화를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 연속 횡방향철근으로 보강된 기둥의 성능 평가를 위해 선행연구에서 실험한 정적 압축 실험의 결과를 이용하여 원형기둥과 사각기둥 연속 횡방향철근으로 보강한 구조물의 동적해석에 관한 FE Model을 검증하고자 한다. 그 결과 연속 횡방향철근으로 보강한 기둥의 실험값과 동적해석에 관한 결과 값이 비슷한 거동을 보여 신뢰성이 높으며, 실제 구조물인 창촌교에 동적해석 FEM을 적용하여 검증하였다. 보강된 실험체에 파단이 날 때까지의 실험과 해석 값의 소산에너지를 보면 원형 나선, 원형 띠, 각형 나선, 각형 띠 순서로 소산에너지가 작았으며 실제구조물 해석 값의 에너지소산은 반대의 순서로 소산에너지가 원형 나선의 가장 작은 값이 나온다. 이 경우 실제 지진하중을 가하였을 경우 원형 나선의 기둥이 가장 파괴가 적게 일어났다는 판단이 된다. 또한 해석 결과 사각기둥과 원형기둥 모두 나선철근으로 보강된 기둥이 띠 철근으로 보강된 기둥보다 소산에너지 성능이 높아 연속횡방향철근으로 보강한 사각기둥의 사용성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.149-156
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• 2023

최근 지진, 쓰나미, 태풍 등의 자연재해에 관한 우려가 점점 커지고 있다. 지진의 규모와 빈도가 커짐에 따라 구조물이 지진하중에 의하여 붕괴되는 것을 막기 위한 연구가 필요한 실정이다. 구조물의 붕괴를 막기 위하여 기둥의 연성화를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 사각기둥에 연속 횡방향철근을 적용하여 사각기둥의 연성화 향상을 연구하려고 한다. 연속 횡방향철근으로 보강한 사각기둥은 띠철근으로 보강한 기둥보다 지진하중과 같은 반복하중에 강하다. 또한 연속 횡방향철근은 콘크리트에 더 나은 구속력을 적용할 수 있다. 본 연구에서 연속 횡방향철근으로 보강된 기둥의 성능 평가를 위해 1축 압축 실험을 진행하였다. 그 결과 원형기둥과 사각기둥 모두에서 연속 횡방향철근으로 보강한 기둥이 띠철근으로 보강한 기둥보다 더 높은 압축강도가 나타났다. 또한, 사각기둥과 원형기둥 모두 나선철근으로 보강된 기둥에서는 초기 균열 및 항복 후에도 하중을 버티는 경향을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.433-445
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• 2009

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 강재는 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한, 패널은 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로 적용된다. 이 연구에서는 프리캐스트 패널과 현장타설 바닥판의 합성효과를 위해 패널 상부에 도입되는 전단철근 필요성을 확인하였다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 본 연구에서는 전단철근과 루프이음을 갖는 합성바닥판의 정적실험을 수행하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 연속성을 확인하고, 패널과 현장타설 바닥판 사이의 합성효과를 확인하였다. 전단철근이 있는 합성바닥판은 합성효과의 증가로 인해 전단철근이 없는 바닥판에 비해 약 140~164%의 극한내력을 보인다. 따라서 접합면에 도입되는 전단철근은 파괴시까지 합성거동을 확보해주는 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.581-590
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• 2008

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 철근은 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한 패널 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로도 적용된다. 이 논문에서 3가지 이음부 형상을 적용한 합성보 시험체에 대해서 정적실험을 수행하여 강도 및 균열폭을 검토하였다. 실험결과, 루프이음을 적용한 반단면 프리캐스트 부재의 연속성이 우수함을 확인하였고, 루프이음의 겹이음 길이와 횡방향 보강철근의 영향도 검토하였다. 루프이음의 겹이음 길이가 증가할수록 루프이음 반단면 프리캐스트 부재의 휨강도가 증가하였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 보강철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.19-29
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• 2015

반두께 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 적용이 증가함에 따라, 프리캐스트 구조물 간의 연결에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 이 논문에서는 루프이음 방식을 적용하여 교축방향 패널과 패널사이의 이음부에 구조적 연속성과 성능을 평가하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 휨강도 및 균열제어의 연속성을 확인하였다. 실험결과 루프이음 철근 간격을 좁게 한 경우의 휨강도가 1.52배 증진되는 효과를 보였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.705-714
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• 2012

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구는 연속철근콘크리트포장(CRCP)에 환경하중이 작용하여 횡방향 균열이 발생하고 진전되어가는 과정을 분석하기 위하여 수행되었다. 이러한 분석을 위하여 CRCP의 유한요소 모델을 개발하고 균열의 발생과 진전을 예측할 수 있는 요소삭제 방법을 도입하였다. 여러 다른 형태의 환경하중이 작용할 때 CRCP의 거동 및 균열 진전 특성을 분석하기 위하여 세 가지의 경우를 고려하였다. 먼저 CRCP의 콘크리트 슬래브 상부 표면과 하부 표면의 온도차가 선형으로 유지되면서 깊이에 관계없이 일정하게 온도가 계속 떨어지는 경우이다. 다음으로 슬래브 하부의 온도는 일정하게 유지되며 상부의 온도만 감소하는 경우이다. 이 경우는 슬래브 상하부의 온도차가 계속 증가되는 경우라 할 수 있다. 또 다른 경우는 슬래브의 중간 깊이에서 하부까지는 같은 온도가 유지되고 슬래브 상부의 온도만 계속 감소하는 경우이다. 해석 결과 CRCP의 균열발생 및 깊이 방향으로의 진전정도는 환경하중의 형태에 따라 크게 좌우되는 것을 알 수 있었으며 균열의 발생 및 진전에 따른 CRCP의 응력 및 변위의 재분포 과정도 분석할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.83-95
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• 2001

내진상세가 적용되지 않은 철근콘크리트 교각의 거동특성 및 내진성능을 살펴보기 위해서 축소교각모형실험을 수행하였다. 횡방향 철근이 심부를 구속할 만큼 충분히 배근되어 있지 않은 중심 원형 단면의 실교각을 대상으로 기초 상단의 소성 힌지 부위에서 겹침이음이 된 주철근을 사용했을 때와 연속철근을 사용했을 경우로 구분되도록 철근상세를 결정하였다. 이에 따라 3기의 축소교각시험체를 제작하여 수직방향 축하중을 가한 상태에서 준정적 반복하중을 재하하는 실험을 수행하였다. 실험결과를 통해서 겹침이음이 있는 교각시험체는 연성거동을 하지 않지만, 겹침이음이 없이 연속철근을 사용한 교각시험체는 어느 정도의 한정연성거동을 하는 것으로 분석되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.55-62
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• 2006

연속철근콘크리트포장에서 횡방향 균열은 초기의 온도와 습도변화로 인해 발생하며 횡 방향 균열의 폭과 간격은 하중전달효율 및 펀치아웃과 같은 포장공용성에 직접 관련된다. 또한, 연속철근콘크리트포장에서 균열폭은 콘크리트의 건조수축 뿐만아니라 소위 특성 온도변화 시점으로 정의되는 "제로-스트레스 온도"에 의존한다. 연속철근콘크리트포장의 양호한 장기공용성을 위해서 횡방향 균열은 매우 작은 폭으로 유지될 필요가 있으며 초기재령 에서 온도제어는 이를 위한 필수요소라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 페이브프로를 사용하여 콘크리트 온도를 예측하였으며 현장실험을 통한 실측온도와 비교하고 균열조사를 수행하였다. 본 연구로부터 도출된 결과는 첫째, 실측온도는 $0.2\sim4.5^{\circ}C$의 범위에서 예측온도보다 큰 것으로 나타났으며 정확한 콘크리트 온도예측을 위해서는 수화특성치로 고려되는 활성화 에너지와 단열온도상수가 입력변수에서 정확히 고려되어야 할 것으로 판단되었다. 둘째. 콘크리트 타설 후 24시간 이내의 온도는 오후에 비하여 오전에 타설된 콘크리트에서 더 크게 나타났으며 최대온도는 정오에 타설된 온도에서 발생되었다. 마지막으로 재령 12일에 조사된 균열발생률은 오전에 타설된 구간에서 25% 증가되고 그 만큼 균열간격은 감소하는 것으로 나타났다. 이 결과로부터 최대 콘크리트 온도는 균열발생에 크게 영향을 미치며 콘크리트 온도제어는 연속철근콘크리트포장의 양호한 공용성을 위해 필요할 것으로 판단되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.425-429
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• 2006

한국도로공사가 운영하고 있는 시험도로의 연속철근콘크리트 포장(CRCP) 구간에서 콘크리트 슬래브의 중간 깊이에서 수평방향으로 균열이 발생한 것을 발견하였다. 이러한 수평균열이 콘크리트 슬래브 내부에 어느 정도 존재하며 얼마나 진전되어 있는지를 조사하기 위하여 필요한 위치에서 코어를 채취하여 분석하였다. 또한 수평균열의 원인을 파악하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 설계, 재료, 환경과 관련된 여러 가지 변수에 대하여 연구하여 수평균열을 야기할 수 있는 가능한 원인을 분석하였다. 수치해석모형은 유한요소법을 이용하여 개발하였으며 연속철근콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브의 전단 및 수직 응력의 분포를 분석하였다. 수치해석 결과 최대 전단 및 수직인장 응력은 횡방향 균열의 위치에서 철근이 배근되어 있는 깊이에서 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이러한 최대 응력이 콘크리트의 강도에 다다르면 이러한 위치에서 수평균열이 발생하게 된다. 수평균열을 발생시키는 콘크리트의 최대응력은 환경하중, 콘크리트 열팽창계수, 콘크리트 탄성계수 등이 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었다.