• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.303-314
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• 2010

이 논문에서는 외부강선으로 긴장된 PSC 거더의 비선형 해석방법에 대한 연구를 수행하였다. 외부강선은 정착부와 편향부에서만 부재와 일체로 거동을 하고 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이에서 독립적인 거동을 보이는 특성으로 인해 구조물의 처짐이 증가할 경우 부재와 외부강선의 편심량이 감소하여 모멘트가 변화하는 2차 효과(secondary effect)가 발생한다. 또한 편향부에서 외부강선의 인장력 차이로 인해 슬립(slip)이 발생할 경우 외부강선의 인장력이 재분배되어 복잡한 비선형 거동을 보이게 된다. 이 논문에서는 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이의 외부강선을 여러 개의 곡선요소로 모사하고, 편향부에서의 마찰력과 driving force(미끄러지는 힘)의 평형관계를 이용하여 외부강선의 인장력을 재분배함으로써 편향부에서의 슬립효과를 고려하였다. 이 논문에서 제시한 외부강선의 유한요소모델과 해석방법을 저자들이 개발한 시공단계를 고려한 PSC 뼈대의 비선형 해석 프로그램에 통합하고, 외부강선으로 긴장된 PSC 보의 해석에 적용하여 외부강선에 대한 유한요소모델 및 해석방법의 정당성과 적용성을 확인하였다. 또한 편향부의 수와 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동을 검토해본 결과, 편향부의 수가 증가할수록 PSC 보의 항복하중과 극한하중은 증가하였으며, 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동은 외부강선과 편향부 사이의 마찰력으로 인해 부재에 전달되는 모멘트의 영향에 따라 마찰계수가 적정한 값일 경우에 극한내력이 최대치를 보이는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.513-521
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• 2009

최근 들어 외부 강선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트구조물의 건설이 증가하고 있다. 그러나 극한거동 해석시 단면 적합조건을 이용하는 내부 부착 강선과는 다르게 외적 비부착 강선은 부재의 전체거동에 의해서 응력 증 가량이 결정된다. 또한 편향부에서의 미끌림 효과와 강선의 편심 변화 효과 등이 발생하게 된다. 따라서 본 연구는 외 부 강선을 가지는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 보의 거동 특성을 평가하기 위하여 강선량, 긴장력 등을 변수로 하여 정적 휨실험을 수행하여 외부 강선 부재의 휨거동 특성을 얻었다. 실험 결과에 의하면 균열발생 이전의 외부 강선 PSC 부재는 부착 강선 PSC부재와 거동 차이가 크지 않음을 알 수 있었다. 그러나 균열이 발생한 이후의 거동에서는 철근의 항복하중, 극한하중, 강선 응력 등이 외부 강선 부재에서의 값이 부착 강선 부재에 비해서 작게 나타나고 있다. 하중-강 선 변형률 관계에서 보면, 외부 강선 부재들의 경우, 하중 증가에 따른 외부 강선 변형률의 증가량은 초기 긴장력의 크 기 순서와 거의 반대의 순서로 외부 강선의 변형률이 증가한 것으로 나타났으나, 다만 초기 긴장력이 크다할지라도 강 선의 유효응력이 작은 경우의 강선 변형률은 강선의 유효응력이 큰 부재들보다는 다소 작게 증가하고 있는 것으로 나 타났다. 외부 강선 부재의 콘크리트에 발생된 압축 변형률의 크기는 외부 강선의 유효응력 크기 순서와 일치하는 것으 로 나타나, 콘크리트의 압축변형률은 외부 강선의 유효응력에 비례함을 알 수 있다. 실험 결과와 기존의 설계식과 비교 해본 결과, ACI-318에 의한 결과는 긴장력 혹은 유효응력이 차이를 전혀 반영하지 못하고 있고 특히, 그 결과가 실험 결과보다 상당히 작게 나타나, 지나치게 보수적인 것으로 판단된다. 한편 AASHTO 1994는 ACI-318과는 다르게 강선량, 초 기 힘 및 유효응력 등의 변화에 적절하게 영향을 받고 있는 것으로 나타났지만 내부 비부착 강선의 실험 결과를 이용 하여 작성된 이유로 외부 강선 실험 결과보다 지나치게 큰 결과를 유발하고 있는 것으로 평가된다. 이러한 이유로 외 부 강선의 극한응력을 정확하게 예측할 수 있는 새로운 규정이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.222-229
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• 2022

외부 긴장재를 사용하는 PSC I 보는 외부긴장재의 복합 거동으로 해석적인 예측이 어렵다. 이러한 점을 고려하여 단면 보강용 외부 긴장강선의 사용으로 인한 휨 성능을 검증하고, 하중으로 인한 외부 강선의 응력증가량 식을 제안하여 식의 검토를 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 검증을 위해 외부 강선의 유·무에 따른 두 개의 실험체를 제작하여 정적 하중 재하실험을 실시하였다. 실험의 연구 데이터를 비교 분석한 결과, 단면 보강용 외부 긴장강선의 사용으로 인하여 휨 성능이 증가하였다. 또한, 제안한 외부 강선의 응력증가량식을 사용하여 휨 강도를 산정한 결과값과 실험적 데이터를 비교한 결과 두 값이 거의 일치하였다. 결과적으로 단면 보강용 외부 긴장 강선으로 보강한 PSC I 보 휨 성능의 향상을 입증하였고, 제안된 응력증가량 식이 타당하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.555-564
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• 2013

이 연구에서는 연속 거더교의 외부강선 보강 효과를 극대화할 수 있는 효율적인 방법을 도출하였다. 등가하중개념을 적용하여 기존 방법 대비 제안된 보강 방법의 개선점을 명확히 분석하였다. 보강 효과의 검증을 위해 연속보의 외부강선 보강 실험을 실시하여 외부강선에 의한 내하력 향상 효과를 고찰하였다. 연속보 실험체는 콘크리트 거더 연속교의 일반적인 시공법과 동일하게 바닥판 슬래브 부분만을 연속화하여 제작하였다. 실험 결과 동일한 크기의 외력이 작용할 때 외부강선이 보강된 실험체는 보강되지 않은 실험체에 비해 처짐이나 변형률이 대폭 감소하는 경향을 보였으며, 부재의 강성도 또한 증가하였다. 특히 제안된 방법은 연속교 중간 지점부의 부모멘트에 의한 바닥판의 인장응력을 효과적으로 감소시킬 수 있음이 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.247-260
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• 2006

이 논문에서는 외부 비부착 강선으로 보강되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물 거동에 대한 해석모델을 개발하였다. 외부 비부착 강선은 직선 형태를 유지하며 정착부와 편향부 사이에 연결되기 때문에, 콘크리트 구조물의 변형과 무관한 직선거동 가지며 콘크리트 부재의 도심과 외부 강선 사이의 편심의 변화에 의한 2차 효과가 발생하게 된다. 그리고 편향부에서의 마찰력 (friction force)과 미끄러지는 힘 (driving force)사이의 힘의 평형관계를 토대로 마찰슬립 현상이 고려되었다. 또한 실험결과와 수치해석결과의 비교를 통해, 제안된 수치해석 모델이 높은 정확성을 가지고 외부 비부착 강선으로 보강된 PSC 구조물의 거동을 효과적으로 모사할 수 있음을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.755-762
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• 2007

노후된 PSC I 거더교에 대한 내하력 평가 방법과 외부 강선으로 보강된 교량의 성능 평가 및 보강 효과 검증 방법은 재하 차량을 이용한 현장 실험이 많이 사용된다. 하지만 재하 차량에 의한 실험은 탄성 범위 내의 사용하중 상태에서 이루어지므로 활하중에 의한 교량의 거동 특성 분석만 유효하며, 균열하중 이후에 나타나는 비선형 거동과 극한 상태에서의 내하력을 평가하는 것은 불가능하다. 이 실험 연구에서는 27년 동안 공용된 PSC I 거더교를 대상으로 여러 가지 재하 시험을 실시하여 사용하중 및 극한하중에 대한 교량의 거동 특성과 내하 능력을 분석하였다 또한 외부 강선 보강 방법의 보강 효과를 검증하기 위하여 기존 교량의 내부 PS 강선을 절단하여 인위적으로 손실을 유도하고 평가하였으며, 절단된 양 만큼을 외부 강선으로 보강하여 보강 전후의 거동 변화를 비교하였다. 이 실험 결과를 이용하면 PSC I 거더교에 외부 강선 보강 방법을 적용할 경우에 요구되는 기존 교량의 내하력, 요구 보강량, 보강 공사시 품질관리 기준 등을 보다 명확하게 결정할 수 있을 것이다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.261-271
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• 2006

앞 편의 논문에서 제안된 수치해석을 토대로 외부 비부착 강선에 의해 보강된 PSC 부재에 영향을 주는 여려 인자들을 분석하였다. 설계과정에서 반드시 고려되어야 할, 편향부에서의 미끌림, 편향부의 개수, 콘트리트의 시간의존적 변형, 긴장재의 응력이완, 그리고 하중이력의 영향과 같은 많은 설계변수들을 검토하였으며, 설계변수들의 연구를 통해 중요한 결과들을 얻었다. 나아가 최적 강선 배치형상이 작용하는 하중 형태에 의존하므로 외부 비부착 강선의 배치형%에 따른 구조물의 거동을 파악하기 위해 분석하였다. 이를 통해 편향부의 위치와 하중의 위치가 일치할 때 가장 안정적인 구조물의 거동을 보임을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.181-192
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• 2007

외부 강선의 긴장력 측정 기법은 국내의 경우, 거의 전무한 연구 실적을 가지고 있는 실정이다. 따라서 본연구의 목적은 강선의 긴장력을 유도 초음파법을 이용하여 측정하는 것으로 이를 위하여 시험용 웨지 및 측정 시스템을 설계 제작하여 강선에 가하여지는 긴장력 변화에 따른 초음파의 특성을 분석하여 그 상관관계를 도출하고, 이를 기반으로 초음파 특성 변화로부터 강선에 가하여지는 긴장력을 측정할 수 있는 기법을 개발하고자 한다. 이에 긴장력-속도변화의 관계식들을 구하여 제시하였으며, 제시된 식들의 오차는 약 3.92~8.77%로 나타나 현장적용이 가능할 것으로 판단된다.