• 한국지진공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.29-36
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• 2010

국내 비내진 설계된 RC 골조 외부접합부의 횡저항 능력특성을 연구하기 위하여, 1988년 이후의 건물을 대상으로 실물 크기의 70%의 T형 보-기둥 실험체 4개를 제작하여 보에 횡력을 가력하여 실험을 수행하였다. 작용한 횡력은 총 9단계로 변위를 조절하여 최대 횡변위비 3.5%까지 가력하였고, 각 변위 단계마다 3싸이클의 반복하중을 가력하였다. 실제의 상황과 유사하게 하기 위하여 실험동안 기둥에 압축력을 지속적으로 작용하였다. 실험 결과, 부재가 휨 공칭강도에 도달하여야 하는 내력에 비하여 실험 결과는 85%이하로 나타났고 층간변위비 0.85% 미만에서 모든 실험체의 접합부에서 전단균열이 발생하여 국내 외부접합부가 취약함을 확인할 수 있었다. 또한 접합부 균열발생시 주응력-층간변위비는 Priestly의 제안식과 유사하게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.201-208
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• 2017

외부 보-기둥 접합부에서는 철근정착을 위해 갈고리철근 사용하고 있으며, 철근과밀배근 해소와 시공작업의 어려움으로 확대머리철근의 사용이 증가하고 있다. SD600 51 mm 확대머리철근을 사용할 경우 ACI318-14 및 KCI2012기준에서 사용을 제한하고 있다. 이번 연구에서는 외부 보-기둥 접합부 내에 고강도 대구경 철근의 확대머리 철근의 사용이 가능하도록 실험 60 MPa, 80 MPa 콘크리트강도로 제작된 실험체의 정착상세별 구조성능을 평가하였다. 모든 실험체에서는 보의 휨항복파괴가 발생하였으며, 실험체의 모멘트-변위 곡선에서 비슷한 양상을 보였다. 다른 실험체보다 갈고리가 한쪽방향으로 배근한 실험체에서는 갈고리철근 배근방향에 의해 전단저항능력이 달라지므로 3.5%변위비 이후에 부착응력 감소가 더 크게 나타났으며, 전단변형능력도 더 크게 나타났다. 실험체의 내진성능을 확인하기 위하여 ACI374.1-05기준과 비교하였으며, 실험결과 충분한 내진성능을 확보하였다. 이를 통하여 외부 보-기둥 접합부에서 SD600, 51 mm 확대머리철근의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.595-602
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• 2006

본 연구의 목적은 중력 하중에 저항하도록 설계된 플랫 플레이트 외부 접합부의 이력 거동을 평가하는 데 있다. 이러한 목적을 위하여 2/3의 크기가 조정된 PT 슬래브-기둥 외부 접합부 2개와 RC 슬래브-기둥 외부 접합부 1개를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 여기서 각각의 PT 실험체는 서로 다른 강선 배치 형태를 띄고 있다. 중력 하중은 동일하게 설정하였고, 지속적인 정적 하중 하에서 유사 정적 횡하중을 적용하였다. 한편 모든 실험체는 ACI 318-05과 ACI 352.1R-89에 근거하여 기둥 폭 내에 하부 철근을 배근 하였다. 또한 PT 외부 접합부의 이력 거동에 대한 일반적인 결론을 얻기 위하여 기존 연구자들의 실험 결과와 함께 비교하였다. 이번 연구를 통하여 강선의 배치는 PT 접합부의 이력 거동을 결정하는 중요한 변수임을 확인하였다. 즉 횡변형 성능, 에너지 소산 능력, 파괴 메커니즘, 그리고 연성 능력이 강선의 배치에 따라 다르게 나타났다. 또한 ACI 352.1R-89에서 구조적 일체성을 위해 제공된 하부 철근의 양은 모멘트 역전에 의해 발생된 정모멘트를 저항하는데 있어서도 적절하다는 것이 밝혀졌다. 또한 실험체의 전단 강도는 강선의 포스트 텐션에 의한 평균 콘크리트 압축 응력($f_{pc}$)의 효과가 고려된 식이 그렇지 않은 식보다 전단 강도를 정확히 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2001

본 연구는 콘크리트충전 각형강관을 이용한 기둥-H형 보 접합부에 있어서 시공성과 충전성을 고려하여 강관 기둥을 외부에서 보강한 충전 각형강관 기둥-H형강보접합부를 개발하고자 하며 이러한 접합방식 개발을 위한 기초적 연구로 보의 인장플랜지와 강관기둥 접합부의 인장거동을 실험적으로 관찰하여 제시한 접합부의 내력 및 변형 특성을 파악한다. 시험체의 변수는 각형강관 기둥의 보강 두께(T=9, 18, 27mm)와 높이(H=50, 80mm)로 계획하여 총 4개의 시험체를 제작하였다. 접합부의 항복내력의 평가로 항복선 이론을 적용한 기존의 연구를 수정하여 실험치와 비교한 결과 비교적 좋은 대응을 나타냈다. 본 연구의 접합방식은 외부에서 강관 기둥을 보강하는 간단한 방법으로 보붕괴형의 강접합을 얻을 수 있으며, 콘크리트 충전성을 확보할 수 있어 시공성에 있어서 장점으로 인정된다. 강관기둥의 두께가 8mm 인 것을 고려하면 실제 구조물의 설계에 적용할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단되며, 구체적인 설계방법을 위해서는 추치해석적인 방법에 의한 연구와 보완적인 실험이 필요한 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.160-169
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• 2015

이 연구에서는 순환굵은골재와 고로슬래그미분말을 치환한 콘크리트를 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 위험단면영역에 하이브리드 섬유 (PVA섬유+강섬유)를 적용한 외부 보-기둥 접합부 실험체를 7개 제작하여 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였다. 이 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역에 하이브리드섬유를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 하이브리드섬유의 가교역할로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부영역에 하이브리드섬유를 보강한 실험체 BCJGPSR 시리즈는 표준실험체 BCJS와 비교하여 최대내력은 1.01~1.04배 증가하였다. 그리고 에너지 소산능력은 1.06~1.29배 증가하였다. 또한 하이브리드섬유 (강섬유+PVA섬유)를 보강한 실험체 $BSJGPSR_1$은 최대강도를 확보한 변위연성 9에서 실험체 BCJS, BCJP, BCJGPR 시리즈 보다 에너지 소산능력이 1.33~1.65배 증가한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.313-324
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• 2010

본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부와 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 비탄성 시간이력 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률 관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델 그리고 철골 보, 기둥 및 접합부의 이력거동은 3-매개변수 모델을 이용하여 나타내었다. 4개 지진파에 대한 재현주기 2400년 위험수준에 해당하는 최대지반가속도와 5% 층간변위에 대한 푸쉬오버 구조해석의 최대밑면전단력 발생 최대지반가속도에 대하여 시간이력 구조해석을 실시하여 밑면전단력, 지붕층 변위, 층간변위, 접합부 요구연성도, 기둥, 보 및 접합부의 최대휨모멘트 그리고 소성힌지 분포 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 수직적으로 외부에 배치할수록 최대밑면전단력과 층간변위는 감소하며, 수평적으로 상부층에 배치할수록 접합부 요구연성도가 감소하였다. 푸쉬오버 구조해석과 시간이력 구조해석에서 최대층간변위 발생 위치가 다르고 크기는 푸쉬오버 구조해석에서 과대평가되었다. 밑면전단력, 층간변위 및 접합부 요구연성도를 위한 가장 바람직한 반강접 접합부 배치는 수직적으로 외부에 배치하는 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.411-422
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트피복 원형충전강관 기둥을 적용한 합성구조 접합부의 거동특성과 내진성능을 평가하기 위하여, 기둥-플랜지 접합부에 대한 인장실험과 보-기둥 접합부에 대한 반복하중 실험을 수행하였다. 기둥-플랜지 인장실험은 피복콘크리트의 유무와 플랜지 폭, 인장철근 보강을 변수로 하여 5개의 실험체에 대하여 하중재하능력과 파괴모드를 분석하였다. 실험결과, 접합부에서의 플랜지 단부 폭을 200mm에서 350mm로 증가시킬 경우 연결부의 강도 및 강성이 각각 1.61배와 1.56배가 증가했고, 인장철근을 보강할 경우 추가적으로 강성과 강도가 각각 1.35배와 1.92배 증가했다. 접합부 반복하중 실험에서는 접합 상세를 변수로 3개의 외부접합부 실험체를 구성했다. 접합부 보강상세로는 인장철근 보강과 강관의 두께, 수직강판 보강을 고려하였다. 모든 접합부 실험체는 보에서 뚜렷한 휨항복이 발생하였으며 접합부의 손상은 제한적이었다. 특히, 강재보가 강관에 직접 용접되는 경우 보의 웨브를 통해서도 하중이 전달되기 때문에, 플랜지 인장실험 결과보다 보수적인 설계가 가능하며, 접합부 강관 두께를 증가시키거나 수직강판으로 보강한 경우에는 추가적으로 패널존의 전단내력이 증가하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.729-736
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• 2006

적절한 내진상세로 설계되지 않은 철근콘크리트 구조물은 보-기둥 접합부내에서 취약한 전단파괴에 노출되고 큰 변형이 일어나, 구조적인 붕괴가 일어날 수 있다. 본 연구는 CFRP로 보강한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부를 반복 횡력을 적용하여 보강된 보-기둥 접합부의 내진성능을 알아보았다. 보-기둥 접합부의 구조적 성능을 향상시키기 위해 CFRP의 부착 위치나 두께를 달리하여 효과적인 보강방법을 관찰하고자 하였다. 비내진상세로 배근된 실험체 1개와 내진상세로 배근된 실험체 1개 그리고 비내진상세를 가진 실험체를 CFRP로 보강한 실험체 6개, 총 8개의 보-기둥 접합부 실험체에 반복횡력을 가하여 내진보강의 효과를 조사하였다. 반복 횡력을 적용하였다. 본 연구에서는 비내진상세를 가진 콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 CFRP의 보강방법은 구조물의 강도와 연성을 증가시켜 구조물의 내진성능을 향상시키는데 효과적임을 보여 주었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.47-47
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• 2010

지구온난화의 심화로 사회적으로 환경의 중요성에 대한 인식이 확산되면서 $CO_2$ 배기가스 및 연비와 직결되어 있는 자동차 중량 절감의 중요성이 강조됨에 따라 차체 경량화 기술은 환경 친화적인 자동차 개발의 핵심기술로 연구되고 있다. 그러나 충돌보호 장치 및 편의장치의 증가로 차체 중량은 지속적으로 증가하고 있어 차체 중량을 혁신적으로 절감할 수 있는 초경량 차체기술이 요구된다. 차체 경량화 방법으로 기존 강재를 알루미늄재로 대체하는 방안이 연구되고 있으며, 일부 해외 고급 차종에서 알루미늄재를 이용한 스페이스 프레임 및 부품 개발을 검토 적용 중이다. 그러나 알루미늄 단일재 사용은 안전성등에서 요구 성능을 만족시키기 어렵기 때문에 강재와 알루미늄재의 적절한 사용이 필요하다. 이를 위하여 강재와 알루미늄간 이종접합부가 발생하며 이를 위한 적정 공정 개발이 필요하다. 전자기 펄스 용접(MPW)은 고상접합의 한 종류로서 고전류를 순간적으로 방전하여 발생된 고에너지를 통하여 접합이 이루어진다. 이러한 고에너지는 외부재의 전 자기적 성질에 의하여 에너지량이 결정되므로 외부재의 전도도(conductivity)는 매우 중요하며 이러한 이유로 Aluminum 1xxx계 중심의 전자기 펄스 용접 공정이 연구되었다. 그러나 자동차 스페이스 프레임 및 드라이브 샤프트등과 같은 부품에 알루미늄재를 적용하기 위해서는 일정 강도를 확보할 수 있는 6xxx계의 관련 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고품질의 접합부 확보를 위한 1xxx계와 6xxx의 최적의 공정변수(충전전압, 외부재와 내부재 사이의 간격, 외부재 두께)를 도출하였다. 이를 위하여 전자기 펄스 용접 장치는 한국생산기술연구원과 웰메이트(주)에서 공동으로 개발한 $120{\mu}F$의 캐패시터 6개로 구성된 'W-MPW36'을 사용하였으며 접합 후 누수시험을 통하여 접합부의 품질을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.72-81
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• 2014

이 논문은 고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 실험결과를 보고한 것이다. 실험체의 주요 실험변수는 접합부 파괴모드, 콘크리트 압축강도, 철근의 정착 방법이다. 모든 실험체는 ACI 352R-02 기준에 바탕을 두어 J파괴와 BJ파괴가 되도록 계획하였다. 주철근은 90도 표준갈고리로 하거나 확대머리철근으로 하였다. 실험결과는 콘크리트 압축강도에 제한되는 현행 ACI 설계 기준식이 고강도 콘크리트를 사용한 보-기둥 접합부의 강도를 다소 과소평가하고 있음을 보여준다. 또한 확대머리철근을 가진 J파괴형 보-기둥 접합부의 강도는 표준갈고리를 가진 접합부보다 약 10% 이상 높게 평가되었다.