• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권1호
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• pp.126-135
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• 2021

온도, pH, 빛 및 힘 등의 외부 자극에 반응하여 그 구조나 물리 화학적 특성이 변화 가능한 자극 감응형 하이드로젤에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 응력 감응형 분자인 스피로피란을 사용하여 응력 및 pH 감응형 하이드로젤을 제조하였다. 먼저, 폴리에틸렌 다이아크릴레이트(PEGDA)를 스피로피란 분자 양 끝에 접목시켜, 수용액에 쉽게 용해될 뿐만 아니라 하이드로젤 가교제 역할이 가능한 아령모양(PEG-spiropyran-PEG)의 SP-PEGDA 분자를 합성하였다. 이렇게 합성한 SP-PEGDA로 가교된 하이드로젤은 팽윤에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 노란색의 스피로피란(SP) 분자를 보라색의 메로사인(MC) 형태로 변환시켰다. 또한 pH에 따라 양성화된 메로사인(MCH) 형태로 변환하여 팽윤과 수축을 시각화 하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.717-726
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• 2006

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.15-25
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• 2006

초기재령 콘크리트 수화과정의 메카니즘과 초기재령 콘크리트 균열 제어기법의 개발은 주로 매시브한 콘크리트를 대상으로 실험적 연구와 수치해석적 연구가 이루어져 왔으나 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브와 같이 비교적 두께가 적은 부재에 대해서는 연구 내용이 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 4개의 철근 콘크리트 라멘교의 상부 슬래브에 대한 수화열을 현장 실측하여 온도이력과 강도 발현 모텔 및 건조수축 모델에 의한 응력들을 근거로 하여 초기 재령 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브에 발생할 수 있는 균열을 제어할 수 있는 설계기법을 제시하였다. 본 연구의 해석기법을 이용하여 초기재령 철근 콘크리트 라멘교의 상부슬래브에 발생되는 균열 폭을 계산하여 균열제어를 위한 철근량 산정방법을 제시하였고, 설계하중 재하 시 배력철근으로만 취급되는 헌치부의 철근이 초기재령 철근콘크리트 라멘교의 온도응력 검토 시에는 주철근이 됨을 알 수 있었다. 제안한 해석기법은 초기재령 철근콘크리트 라멘교의 온도균열제어를 위한 설계에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.1-10
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• 2018

변형구속부재에서 발생하는 콘크리트 부재의 초기균열은 환경에 민감한 변수가 많아서 예측하기 힘들다. 본 연구에서는 벽체-기초부재에서 수화열에 의한 초기균열 발생 조건을 모사한 시편을 제작하고 자가변형과 자체유발응력을 측정하여 재료시험으로 예측하기 힘든 균열발생 가능성을 판단하는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 먼저 전체 구조계의 환경조건을 고려한 부재의 수화열 해석으로 초기재령 콘크리트의 온도분포를 예측하고, 해석 결과와 같이 수화열이 전자제어되는 시편을 제작하였다. 초기재령 콘크리트의 자유변형을 측정하고 이를 보상하는 인장력을 가하여 균열을 유발하는 구속응력의 크기를 구하였다. 본 연구에서 제안한 실험적 방법은 측정값의 분산이 큰 초기재령 콘크리트의 재료시험에 의존하지 않고, 초기재령 콘크리트의 수화열에 의한 온도변화, 자기수축과 릴렉세이션에 의한 자유변형량 및 구속응력을 측정할 수 있으므로 초기 균열의 발생 여부를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 본 연구의 방법은 대형 구조물의 시공에서 본격적인 콘크리트 타설 이전에 예비실험으로 적용하면 균열예측의 정도를 높일 수 있으므로 특히 유용하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.711-718
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• 2011

본 논문에서는 열화학적 분해 및 열기계학적 변형이 고려된 구성 방정식을 사용하여 다공성 탄소/페놀릭 복합재료의 열탄성 거동을 예측하였다. 다공성 복합재료의 온도 의존성 및 열화학적 분해 과정에서의 기공도, 분해 가스에 의한 기공 압력, 재료의 수축을 고려하였다. 기공도와 기공 압력이 고려된 대표 체적 요소 모델의 유한요소 해석을 통해 산출된 거시적 기공 탄성 계수를 구성 방정식에 적용하였다. 간단한 수치 실험을 통해 기공탄성 계수가 다공성 재료의 열탄성 거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 재료 내부에 형성된 기공과 기공 압력에 의한 응력 구배 및 변형을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.257-260
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• 2008

강재요소의 경우엔 고온에 노출될 경우 높은 열전도성으로 인해 화재 발생상황에서 단면의 급격한 온도 상승으로 인한 강도저하 현상이 유발된다. 특히 CFT기둥의 경우엔 구조체의 인장응력을 외부의 강재부분이 전담하기 때문에, 내화성능을 확보하기 위하여 이 부분에 대한 강도저하 및 응력변화에 대한 수치해석적 검토가 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내에서 수행한 콘크리트 및 강재의 고온재료물성 실험값을 토대로 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용하여 CFT기둥의 화재거동을 예측하였다. 해석적용 강재는 SS400을 대상으로 하였으며, 내부 충진된 콘크리트의 강도를 40MPA와 50MPA를 변화시켜 전열특성 및 거동현상을 예측하였다. 표준화재 180분 노출조건으로 CFT기둥 해석결과 40MPA모델의 경우123mm의 변위가 발생하였으며, 50MPa모델의 경우 91mm의 수축량이 발생하는 것으로 해석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.885-892
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• 2005

콘크리트 구조물을 보수 또는 보강하기 위해서 폴리머 콘크리트 혹은 폴리머 시멘트 모르타르를 종종 사용한다. 보수된 콘크리트 구조물의 일교차 또는 열악한 환경에 의한 온도강하 시 두 재료의 상이한 열팽창계수와 보수 재료의 초기양생 시 나타나는 건조수축으로 인해 계면에 응력이 발생하게 된다. 이러한 추가적으로 발생하는 응력은 계면의 부착력을 저하시켜 때로는 구조물에 큰 손상을 유발할 수 있다 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 단면보수 및 증대를 위해 사용되는 보수 모르타르에 섬유앵커를 추가로 적용함으로서, 부착력 저하를 감소시키는지 여부를 실험을 통하여 검토하였다. 또한 보수 단면에 적용하는 앵커가 계면 전단응력에 미치는 영향을 유한요소해석을 통하여 검토를 시도하였다.

• 한국가스학회지
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• 제9권3호
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• pp.27-31
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• 2005

LNG 저장탱크 내부에 설치되는 멤브레인은 LNG 저장시 발생하는 온도와 압력의 하중변화에 따른 열수축과 팽창을 주름에서 흡수하도록 설계 되어있다 따라서 멤브레인 주름부의 변형률 측정을 통한 성능평가가 중요하며 이를 위해 유한요소해석 및 실험을 수행한다. 스트레인 게이지를 이용한 응력측정 시스템을 구축하여 운전 상태에서 멤브레인 주름 거동을 파악하기 위하여 변형률을 측정하였다. 일부 측정값을 유한요소해석에 의해 구한 결과와 비교하여 KOGAS 멤브레인의 특성을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.355-364
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• 2014

연속철근 콘크리트궤도에서는 온도 및 수분 변화에 따른 구속응력에 의해 횡균열이 발생한다. 이러한 균열은 연속철근 콘크리트궤도의 거동과 장기 공용성에 상당한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 횡균열이 콘크리트궤도의 거동에 미치는 영향을 분석하고 균열 관리 기준을 보다 합리적으로 결정하기 위해, 이 연구에서는 연속철근 콘크리트궤도에 열차하중이 작용할 때 균열이 발생한 궤도 슬래브(TCL)와 기층(HSB)의 응력 분포를 3차원 유한요소해석 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과에 따르면 균열 깊이가 증가할 경우 TCL의 휨응력과 TCL-HSB 경계부 수직응력이 증가하고, 균열이 슬래브를 관통할 경우 TCL 균열부에서 철근 주변에 국부적으로 수직 응력이 커져 장기적으로 펀치아웃 발생 가능성이 커질 수 있다. 반면 균열폭과 간격의 영향은 균열 깊이에 비해 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 균열폭과 간격만 관리하는 것보다는 균열 깊이를 동시에 관리할 필요가 있다. 또한 HSB 수축 줄눈의 위치를 침목 사이에 위치하도록 하는 것이 장기 공용성 확보에 더 유리하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2001

최근 프리스트레스트 콘크리트 연속 교량은 다양한 공법에 의해 시공되어지고 있으며, 특히 세스먼트로 시공되는 ILM(Incremental Launching Method)과 MSS(Movable Scaffolding System) 공법을 사용하는 경우 교량 단면에서 시공이음이 발생하게 된다. 이러한 시공이음부에서 연속적인 트리스트레스 하중을 도입하기 위해서는 텐던을 겹침이음(overlapping)하거나 텐던 커플러를 사용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 텐던 커플러를 사용한 프리스트레스트 콘크리트 교량 부재의 텐던 접속이음에 대한 응력 상태를 구명하고자 하였으며, 이를 위해 텐던의 커플링 효과를 고려한 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소 해석 결과와 실험에서 얻은 접속이음부의 응력 상태는 비교적 잘 일치하는 것으로 잘 나타났으며, 텐던 커플러를 사용한 접속이음부의 응력 상태는 텐던 커플러를 사용하지 않은 경우에 비해 종방향 및 횡방향 응력 상태가 상당히 다르게 나타나고 있다. 특히 구조적으로 문제가 되는 종방향 압축응력은 접속이음부 주위에서 텐던의 접속 비율이 증가함에 따라 크게 감소하는 것으로 나타나고 있다. 이러한 텐던 접속이음부 주위에서의 종방향 압축 응력의 감소는 활하중, 온도하중 및 건조수축으로 인해 프리스트레스트 교량에 인장응력이 작용할 때 균열이 발생할 수 있는 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻은 텐던 접속이음부에서의 응력 상태는 향후 텐던 접속이음부의 구조 거동을 평가하고, 해석 및 설계에 유용한 기초 자료를 제시하고 있다.