• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.40-47
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• 2013

외부강선으로 보강된 철근콘크리트 보에 대한 기존 연구 대상은 과보강 철근콘크리트 보가 대부분이다. 그러나 이러한 저보강 철근콘크리트 보에 대한 외부 강선 보강은 보강 텐던의 양이 아주 적어서 외부 강선의 보강 효과를 명확하게 분석할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 손상된 저보강 철근콘크리트 보를 외부강선으로 보강한 경우를 선택하여 연구를 수행하고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통하여 보강 효과를 평가하고 적절한 보강방법을 찾기 위해서 7개의 실험 부재를 제작하여 휨거동 실험을 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 강선량이 증가할수록 보강효과는 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 에폭시 레진으로 균열을 보수하면 그 효과는 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한 외부 강선의 극한응력에 대한 AASHTO 1994와 ACI-318 설계식은 실험결과와 잘 일치하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 결과는 향후 손상된 철근콘크리트 보의 적정 보강 방법을 제시하는 데 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.178-186
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• 2005

본 연구에서는 장기공용 중 외부강선보강공법에 의하여 보강된 PSC Beam교량에 대한 강선 파단 시험을 통하여 보강효과를 분석하였다. 외부강선 보강효과를 분석하기 위하여 기 보강된 강선을 인위적으로 절단하면서, 교량의 처짐과 변형률을 측정하였다. 또한 강선절단 전과 후에 재하시험을 실시하여 교량의 거동변화를 평가하였다. 실험결과에 의하면 외부강선 절단 전과 후의 재하시험을 통하여 보강효과가 교량의 거동특성을 크게 변화시키지는 않지만, 보강시의 긴장력에 의하여 고유진동수는 증가하였다. 외부강선 절단시의 처짐과 응력 계측결과로부터 보강효과가 충분히 유지되고 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 구조해석 결과와도 잘 일치하였다. 따라서 외부강선을 이용하여 노후교량을 보강할 경우 정밀구조해석을 통하여 그 효과를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.337-345
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• 2009

본 연구에서는 탄소섬유판이 외부 부착, 표면 매입 그리고 외부부착 및 표면매입이 혼합된 보강 방식의 철근콘크리트 부재의 전단 거동 및 전단 보강 효과를 구명하고자 하였다. 본 연구 결과, 표면매입 탄소섬유판 및 외부부착과 표면매입으로 혼용된 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단 강성 및 극한 전단강도는 섬유판으로 보강되지 않은 보에 비하여 크게 증진되는 것으로 나타났다. 표면매입 탄소섬유판 및 외부부착과 표면매입으로 혼용된 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 파괴는 전단균열로 시작되었으며, 하중이 증가함에 따라 하중 재하점과 가장 인접한 매입 탄소섬유판 하단 모서리에서 발생한 휨 균열은 하중재하점 방향으로 급격하게 진행되었고, 하중 재하점과 휨 균열을 연결하는 압축파괴가 발생되었다. 이러한 사실은 매입 섬유판의 전단보강 효과가 매우 우수하여 보가 전단으로 파괴되지 않고 섬유판이 매입 보강되지 않은 휨 구역에서 압축파괴가 발생하고 있음을 설명하고 있다. 매입 탄소섬유판 보강부재 및 탄소섬유판 부착 및 매입을 혼용한 부재에서는 매입 탄소섬유판의 변형률이 각각 0.45% 및 0.35%로 나타났으며, 외부 부착 탄소섬유판의 변형률이 약 0.3%로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.13-22
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• 2015

본 연구에서는 기존 강도증진형 내진보강법의 단점을 보완 개선할 수 있는 새로운 개념의 내진보강법인 RCSF (Reinforced Concrete Steel Frame) 외부접합형 내진보강공법을 제안하였다. RCSF 보강법은 거주자가 거주가 가능하면서 내진보강 공사를 실시할 수가 있으며, 접합부 시공성이 탁월하며, 특히 필요 내진보강량 산정이 간편한 전형적인 강도증진형으로 전단파괴가 지배적인 비내진상세를 가지는 국내 중 저층 철근콘크리트 건물에는 내력확보가 용이한 내진보강공법이다. 본 연구에서 제안한 RCSF 외부접합형 공법의 유용성을 검증 할 목적으로 기존 중 저층 철근콘크리트 학교건물의 골조를 대상으로 유사동적실험을 실시하여 검증함과 동시에 내진보강효과를 검토하였다. 그 결과, 국내에서 발생 가능한 최대 지진규모 (300gal)에서 비보강 골조는 붕괴를 하였지만, RCSF 외부접합형 내진보강법으로 보강한 골조는 경미한 지진피해가 예상되었으며, 대규모 지진 (400, 500gal)을 상정한 경우에도 소규모 이하의 지진피해가 예상되어 본 연구에서 개발한 RCSF 내진보강법의 유효성이 검증되었다고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.147-155
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• 2015

본 연구에서는 기존 강도증진형 내진보강법의 단점을 보완 개선할 수 있는 새로운 개념의 내진보강법인 SRCF (Steel Reinforced Concrete Frame) 외부접합형 내진보강법을 제안하였다. SRCF 보강법은 거주자가 거주가 가능하면서 내진보강 공사를 실시할 수가 있으며, 접합부 시공성이 탁월하며, 특히 필요 내진보강량 산정이 간편한 전형적인 강도증진형으로 전단파괴가 지배적인 비내진상세를 가지는 국내 중 저층 철근콘크리트 건물에는 내력확보가 용이한 내진보강공법이다. 본 연구에서 제안한 SRCF 외부접합형 공법의 유용성을 검증 할 목적으로 기존 중 저층 철근콘크리트 학교건물의 골조를 대상으로 유사동적실험을 실시하여 내진보강효과를 검토하였다. 그 결과, 국내에서 발생 가능한 최대 지진규모(300gal)에서 비보강 골조는 붕괴를 하였지만, SRCF 외부접합형 내진보강법으로 보강한 골조는 경미한 지진피해가 예상되었으며, 대규모 지진(400, 500gal)을 상정한 경우에도 소규모 이하의 지진피해가 예상되어 본 연구에서 개발한 SRCF 내진보강법의 유효성이 검증되었다고 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.5-15
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• 2021

교각기초 형식으로 적용되는 기초공법 중 하나는 단일형 현장타설말뚝이다. 이 말뚝에 대한 설계 시 주된 관심사항은 말뚝체에 작용하는 수평지지력 확보 여부이다. 현재 말뚝체의 강성증가를 위해 외부강관으로 말뚝체를 보강하여 말뚝의 수평지지력을 증가시키는 방법이 활용되고 있다. 그러나 지반조건에 따라 외부강관의 보강효과와 적정 강관보강 길이가 달라질 수 있음에도 이에 대한 연구가 미흡하여 현장에서는 대부분 말뚝체 전체를 외부강관으로 보강하고 있다. 그러나 시스템 내의 전체 말뚝길이를 외부강관으로 보강할 경우 공사 지연과 공사비의 증가로도 이어질 수 있다. 따라서 좀 더 효과적으로 외부강관을 활용하기 위해서는 외부 강관으로 보강된 말뚝체를 대상으로 말뚝의 수평지지특성을 평가하여 강관의 적정한 보강길이를 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 수치해석방법을 통해 각 조건별 외부강관의 보강길이를 적용한 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 지지특성을 평가하고, 이 해석결과를 바탕으로 외부강관의 적정 보강길이를 제안하였다. 본 연구결과, 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 수평지지력을 효과적으로 증가시키기 위해서는 강관의 보강길이가 말뚝의 휨거동 영향범위인 1/β의 2배를 적용해야 하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.809-817
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• 2008

최근 사용되고 있은 구조물의 보강 방법 중 내력 및 사용성 향상효과가 타 공법에 비해 월등한 외부 긴장공법이 많이 사용되고 있다. 그러나 외부 긴장재로 보강된 구조물에 대하여 반복하중에 의한 피로 성능에 대한 평가가 부족하고 이에 대한 연구도 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 FRP 긴장재로 외부 보강된 철근콘크리트 보의 반복하중에 따른 피로거동 특성을 분석함으로써 외부 긴장공법의 안전성 및 타당성을 평가하고자 하였다. 본 실험연구에서는 비교 변수로 외부 긴장재의 종류(FRP 긴장재, Steel 긴장재)와 하중범위를 채택하여 실험을 실시하였다. 하중은 FRP 보강 시험체의 항복강도를 기준으로 최소하중을 50%로 삼고 최대하중을 70~85%로 변경하여 4점 재하방식으로 sine파를 이용하여 3Hz의 주기로 실험을 실시하였다. FRP 긴장재로 외부 보강된 철근콘크리트 보에 대한 피로 실험연구 결과로부터 FRP 외부 긴장 공법은 FRP 긴장재, deviator에서의 절곡부, 정착장치 등에서 피로에 대한 충분한 안전성이 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.1-6
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• 2021

콘크리트 구조물은 재료의 열화나 초과된 하중 및 환경적 요인에 의해 점차 노후화 되며 그 성능이 감소하여 구조물의 사용성 및 안전성에 영향을 미치게 된다. 노후 교량의 보강 공법 중 외부긴장 공법이 널리 사용 중이지만, 노후도에 따른 보강 효과 및 영향 규명은 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 구조물의 노후도를 콘크리트 압축강도 및 인장철근량의 감소로 가정하고 노후도에 따른 외부긴장 공법의 보강 효과를 확인하기 위해 무보강 및 외부긴장 공법을 적용한 실험체의 4점 재하실험을 수행하여 보강 여부에 따른 거동을 분석하고 보강 효과를 확인하였다. 실험 결과 정착구의 조기 탈락에 따른 극한 상태의 보강량을 확인하기 어려웠으며, 이에 따라 외부긴장 보강 공법의 적용 시 앵커 볼트에 관한 규정 준수가 필요하다. 외부긴장 보강 여부에 따라 균열하중 및 항복하중이 증가하였으나, 균열 이전에는 보강 전, 후의 강성이 유사하여 보강 효과를 확인하긴 어려웠다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.121-124
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• 2008

FRP를 적용하는 대표적인 보강공법으로는 외부부착공법으로서, FRP Plate 또는 fiber sheet를 사용하여 노후화된 보강면에 FRP 보강재를 부착하는 형식이다. 하지만, 이러한 외부부착공법은 FRP보강재의 인장특성을 충분히 발휘하지 못하는 단점이 있다. 따라서 외부부착공법의 단점을 보완하기 위해 표면매립공법, 즉, Near Surface Mounted(이하 NSM)공법이 제안되었다. 이는 FRP 보강재를 매립함으로써 부재와 보강재의 부착 성능을 증가시킴에 따라 효율적인 응력전달 및 조기 debonding을 사전에 방지할 수 있으며, 이로 인해 FRP 보강재의 인장특성이 효율적으로 발휘될 수 있다. 효율적인 NSM 보강을 위해서는, 구조물에 가해지는 하중, 구성재료, 구조물의 기하학적 형상 등이 갖는 불확실 특성을 반영하여, 보강 후 구조물의 신뢰도를 기준으로 한 보강성능 평가가 필요하다. 본 연구에서는 노후화된 철도교 실교량 모델을 선정하여 외부하중, 재료 및 기하학적 형상의 불확실성을 Monte Carlo Simulation확률기법을 적용하여 그 분포특성을 분석한 후, NSM 보강에 대한한계상태 함수를 통해 목표신뢰도에 부합할 수 있는 휨보강비를 도출하고자 하였다. 해석결과 LS-25하중을 상회하는 내하력 증진효과를 확률분포로써 확인할 수 있었다. 따라서 확률신뢰성기법을 적용한 보강설계의 유효성을 확인할 수 있었으며, 추후 다양한 보강공법으로의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.701-708
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• 1998

최근 2등급(DB18)으로 설계된 국도상의 일부 교량들은 교통량 수송능력 향상을 위해 외부후긴장 방법을 적용하여 보강하는 방법이 사용되고 있으나, 그러한 보강 작업의 대부분은 실험 및 해석적 검증없이 사용되고 있다. 본 논문에서는 DB18로 설계된 단순 합성보에 외부 후긴장을 적용하여 보강효과 및 거동을 실험적으로 연구하였으며 실험 결과로부터 외부 후긴장은 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시키며 인장파괴 모드로 설계된 구조물의 인장보강에 특히 효과적임을 알 수 있었다.