• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.129-137
• /
• 2020

건축구조용 강종을 사용한 고력볼트 보 이음부 설계시 연결판 강종을 어떻게 결정할 것인가에 대해 적절한 강종 선택 기준 제시가 필요한 상황이다. 본 연구는 이를 위한 기초 연구 단계로 보 부재 고력볼트 이음부 플랜지를 모사한 인장실험체에 대한 정적가력실험을 통해 건축구조용 강종 적용 유무에 따른 인장거동 차이를 평가하고, 그 결과를 후속 연구에 활용하는데 목적이 있다. 이를 위해 이음부 내력 및 거동에 영향을 미칠 것으로 예상되는 플랜지 및 연결판의 두께와 강종 및 강도를 주요 변수로 실험체를 설계 및 제작하였다. 총 48개 실험체에 대한 인장실험결과 모든 실험체에서 공칭강도를 적용한 설계인장강도를 충분히 상회하는 인장하중 저항능력을 나타냈으며 연결판 설계강도가 플랜지 판 설계강도의 1.25배를 상회할 경우 플랜지 판의 파단에 따른 종국 상태 도달 가능성이 지배적인 것으로 나타났다. 그리고 플랜지 강종의 변화에 따른 최대인장하중의 변화는 그리 크지 않은 것으로 나타났으나 변형에서는 차이가 나타났다. 그리고 실험 결과 보 부재의 강종과 연결판 두께가 이음부 거동에 영향을 미치는 주요 인자로 확인 되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5A호
• /
• pp.817-822
• /
• 2006

프리캐스트 바닥판들의 이음부에 발생하는 교축방향 인장응력을 제어하고, 이음부의 누수 등을 방지하기 위하여 교축 방향으로 프리스트레스를 도입한다. 효과적인 압축력 도입을 위하여 합성 전에 프리캐스트 바닥판에 압축력을 도입한다. 이때 프리캐스트 바닥판에 존재하는 전단포켓으로 인하여 바닥판에 균일한 압축력 도입이 어렵고, 전단포켓의 주변 콘크리트에 국부적인 응력집중이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 서로 다른 4가지 형상의 전단포켓을 갖는 프리캐스트 바닥판에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과 전단포켓의 모서리 부분이 원형인 전단포켓이 응력집중이 가장 작은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.119-127
• /
• 2002

본 연구의 목적은 강관구조물에서 고력볼트로 인장접합되는 플랜지 이음의 거동을 연구하는데 목적이 있다. 9개의 플랜지 이음 실험체의 실험을 수행하였으며, 실험시 고력볼트의 변형율과 이음부의 변형율 그리고 변위를 측정하였다. 고력볼트의 변형율, 플랜지 사이에서 발생하는 지레반력 그리고 강관과 플랜지 판의 응력분포를 연구하였다. 원형강관 플랜지 이음 설계에 사용되는 기준식을 비교 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권10호
• /
• pp.21-29
• /
• 2021

국내외 대부분의 콘크리트 중력식 댐은 시공 시 발생하는 콘크리트 수화열로 인한 균열을 제어하기 위해 분할타설을 시행하고 있다. 이로 인해 댐 규모와 관계없이 수축이음부, 시공이음 부에서 담수 후 일정 수준의 침투가 발생하고 있다. 설계에서는 신죽 및 시공 이음부 누수를 고려하여 배수처리를 반영하고 있는 실정이다. 또한 온도에 따라 수축팽창하는 콘크리트 구조물의 특성상 동절기에는 수직이음부 확대가 불가피하다. 이에 대한 대비책으로 수직이음부 내에 2열 PVC 지수판과, 침투를 흘려보낼 수 있는 배수공을 일반적으로 설치하고 있다. PVC 지수판의 경우 댐 준공 초기에는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나 콘크리트 댐체와의 열팽창 계수가 다르기 때문에 해를 거듭할수록 수축팽창에 따른 계면 탈락 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 차수효과가 떨어져 댐체 하류면까지 흘러가는 침투가 발생할 가능성이 크다. 이 외 침투의 원인으로는 타설 시의 품질관리에 관한 문제, 콘크리트 수화열에 의한 균열발생, 방수 공법 및 재료의 문제점 등이 있을 수 있다. 따라서 콘크리트 댐에서의 침투를 방지하기 위해 수직이음부에서 수팽창성 차수재를 이용한 보강공법(D.S.I.M.)을 개발하였다. 수팽창성 차수재를 이용한 침투저감 공법에 대한 적용효과를 확인하기 위해 경북 영천시에 있는 보현산댐에서 현장 적용성을 검토하였다. 현장조사결과 갤러리 내 배수량을 체크 및 수중 약액 조사를 실시한 결과 수직이음부에 연결된 배수공에서 침투가 많이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 일부 지수판의 역할이 완벽히 이루어지고 있지 않음을 확인할 수 있었다. D.S.I.M.을 적용한 후 갤러리 내 배수량을 확인하였다. 침투가 많은 수직이음부 3개소에 먼저 시험시공을 한 결과 해당부위의 갤러리 내 배수량이 약 87% 저감된 것을 확인하였다. 나머지 13개소의 수직이음부에 적용한 결과 총 갤러리 내 총 배수량 기준으로 83%의 저감효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 콘크리트 댐의 하류면에서 보이는 물비침 및 침투수량을 저감하기 위해서는 상류면에서 수직이음부에서 침투를 방지하는 D.S.I.M.이 유효한 공법임을 확인할 수 있었다. 국내외 타 콘크리트 댐의 경우에도 D.S.I.M.을 적용한다면 하류면에서 육안으로도 보이는 수직이음부를 통한 침투에 대한 보수효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

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

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.5290-5298
• /
• 2013

본 논문에서는 프리캐스트 방식으로 제작 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부에 기계식 연결방식을 적용하고자 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성되는 이음부에 대해 Push-out 시험으로 전단내력을 구하였으며, 이를 전단마찰 이론에 근거한 이론식 및 설계식과 비교함으로써 전단내력을 평가하였다. 분석결과에 따르면, 이음부 접합면을 에폭시로 부착한 경우가 전단키를 강판으로 보강한 경우 보다 약 10% 정도 더 큰 전단내력을 갖는 것으로 나타났으나, 실험체간 전단내력의 편차는 전단키를 강판으로 보강한 경우가 더 작게 나타났다. 실험결과를 계산식 및 설계식과 비교한 결과, 기존 설계식으로 안전하게 설계될 수 있음을 알 수 있었다. 그러나, ACI-318에 의할 경우 이음부 전단내력이 과소평가되기 때문에 LRFD에서 제시된 설계식의 적용이 더 적당한 것으로 분석되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.515-524
• /
• 2008

본 연구에서는 판 두께와 볼트 크기에 따른 고장력 볼트 마찰이음부의 극한 거동을 비선형 유한 요소 해석 및 실험을 통하여 분석하였다. 볼트의 크기 및 모재의 두께가 고장력 볼트 마찰이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. M20, M22, M24의 세가지 볼트와 모재의 두께가 12mm, 16mm, 20mm, 30mm, 40mm인 경우에 대하여 압축력을 받는 고장력 볼트 이음부의 극한 거동을 고찰하였다. 이음부의 힘-변위 관계 및 외력-변형도 관계를 실험적으로 도출하였으며 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQYS를 사용한 수치해석 결과와 비교, 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.275-285
• /
• 2015

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC)가 적용된 프리캐스트 바닥판 접합부의 피로성능을 실험적으로 평가하였다. 단순화된 철근 이음상세 및 접합부 형상에 따라 4가지 타입의 대형 실험체가 각각 동일하게 2개씩 제작되었으며 접합부에서의 철근 이음길이는 철근직경의 10배로 배근되었다. 각 실험부재 형식에 대하여 휨하중 재하에 의한 실험체의 파괴 시까지 접합부의 거동을 관찰하였으며, 이후 2백만 회 반복하중 재하를 통하여 접합부의 피로거동을 평가하였다. 휨 실험 시 짧은 이음길이의 적용하였음에도 이음철근은 항복변형률 이상의 인장변형을 나타냈으며 실험부재의 파괴 시까지 철근 이음에 관련된 파괴현상은 발생하지 않았다. 또한, 피로실험 시 하중재하에 의한 초기균열 외에 추가적인 손상의 진행이 없었으며 반복 하중에 의한 철근의 발생응력 변화량은 피로허용범위를 초과하지 않았다. 이러한 실험결과는 본 연구에 사용된 모든 실험부재가 만족할만한 피로성능을 가지고 있음을 의미하며, 프리캐스트 바닥판의 채움재를 UHPFRC로 사용할 경우 초고성능 재료의 우수한 역학성능에 의하여 철근이음 상세의 단순화 및 접합부 폭 감소가 가능하다는 것을 나타내는 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.335-338
• /
• 2009

일반적으로 비중이 큰 철광석이나 석탄 등을 운반하는 선박화물선의 호퍼 너클 이음부는 여러 판이 용접되어 복잡한 형상을 가지고 있어 응력이 집중되어지므로 피로강도평가 시 많은 문제점이 노출되는 구간이다. 이번 연구에서는 기존 sloping 방식의 호퍼 너클 이음 부를 갖는 180k 산적화물선 표준 모델과 제안 되어진 round 방식의 호퍼 너클 이음 부를 갖는 산적화물선에 대하여 구조강도평가와 피로강도평가를 수행하였다. 이때 합리적인 비교를 위하여 제안되어진 모델은 기존의 표준 모델의 화물창과 발라스트창의용적이 일치하도록 제안하였다. 또한 CSR을 기반으로 한 하중들에 대하여 허용응력과 25년 피로수명을 만족하도록 구조부재를 결정하였으며 피로강도평가 결과를 바탕으로 호퍼 너클부의 변화에 따른 선각 중량과 상대 건조 비 개념을 이용하여 보다 효율적인 구조를 제시 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권6호
• /
• pp.531-539
• /
• 2017

전통적인 FRP 선체 제작에는 mould가 요구되며, mould의 높은 제작비용은 FRP 선박 제작자에게 비용부담을 주고 있다. 이를 극복하기 위한 방안으로 강선 건조에서 사용되는 블록 혹은 모듈 방식의 제작기법에 착안한 modular construction 방안이 제시되었다. 이 제작방안을 FRP 선체에 효율적으로 적용하기 위해서는 설계 및 제작 측면에서 간략하면서도 구조적 안정성을 갖는 접합 이음부 개발이 이루어져야 한다. 따라서, 본 논문에서는 모듈방식의 FRP 선체 제작을 위해 moulding-in 개념을 기반으로 한 경제적인 접합 이음부 개발에 관한 연구를 수행하였다. FRP 샌드위치 판을 대상으로 step, scarf-step 그리고 scarf 이음부 형상을 갖는 moulded-in을 수지주입식진공성형 공정에 도입하여 성공적으로 접합된 FRP 샌드위치 판을 제작하였다. 이에 대해 구조적 안정성 평가를 목적으로 인장 및 4점 굽힘 시험 그리고 유한요소해석을 수행하였다. 시험과 해석결과에 대한 비교 연구를 통해 본 연구에서 개발된 접합 이음 내용이 모듈방식의 FRP 선체 제작에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.