• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.315-323
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• 2010

FRP 보강단면의 공칭휨모멘트 산정에 강도설계법의 적용 타당성을 검토하기 위하여 5종류의 콘크리트 압축응력-변형률 모델을 적용하였으며, 컴퓨터 프로그램 언어를 이용하여 보강단면 휨해석을 실시하였다. 그 결과 보강단면의 휨해석에 콘크리트 압축응력-변형률 모델은 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축변형률이 0.003일 때, 휨해석으로 산정된 보강단면의 휨모멘트와 강도설계법으로 산정된 공칭휨모멘트는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 보강단면의 인장철근비, FRP비, FRP 파단변형률, 콘크리트 압축변형률 등이 상대적으로 낮을수록, 강도설계법은 보강단면의 휨성능을 과대평가하는 것으로 해석결과에 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.281-292
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• 2008

국내 LTPP(Long Term Pavement Performance) 연구에서 섬유보강 아스팔트 포장의 성능을 평가하기 위해, 국도 1호선 구간에 일반 아스팔트 포장과 섬유보강 아스팔트 포장을 각각 시공하였으며, 각각의 단면에 포장체 구조적 거동을 측정할 수 있는 계측센서를 매설하였다. 본 연구에서는 국내 LTPP구간에서 수행된 차량재하시험과 FWD시험의 결과를 바탕으로 섬유보강 아스팔트 포장의 구조적 성능을 평가하였다. 본 연구결과, 차량재하시험에서 섬유보강재를 사용할 경우 표층하단부의 변형률이 크게 저감되는 것을 확인하였다. 또한 일반 아스팔트 포장보다 응력중립축이 상승하여 일반 아스팔트포장은 중간층 하단에서 압축변형이 발생하는 반면에, 섬유보강 아스팔트포장은 중간층 하단에서 인장변형이 발생하였다. 반면 기층 하단부에서의 인장변형률은 두 포장형식 모두 큰 차이를 나타내지 않았다. FWD 시험에서도 섬유보강재를 사용할 경우 약 24% 정도 표면 처짐 량이 저감되는 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 종합하여 볼 때, 섬유보강 아스팔트 포장이 소성변형에 대한 저항성을 증진시킬 수 있다고 판단되며, 향후에 포장상태조사를 통해 장기포장공용성에 대한 연구가 수반되어야 할 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.211-214
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• 2010

플랫 플레이트 시스템은 기둥 주위의 국부적인 응력집중 현상으로 인한 뚫림전단 파괴에 대해 취약하다. 따라서 유한요소해석을 통해 이러한 플랫 플레이트 시스템의 뚫림전단 성능을 평가하고자 한다. 슬래브의 전단을 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin 가정을 바탕으로 한 등매개변수 감절점 쉘 요소를 적용하였다. 콘크리트의 재료적 비선형 거동을 고려하기 위해 압축거동은 수정압축장 이론을 적용하였으며 인장강성효과 또한 콘크리트 재료모델에 반영하였다. 기존 실험결과와의 비교를 통해 타당성을 검증하고자 하였다. 비교 결과, 약 16%의 오차율을 보였으며 보강비가 낮은 실험체에 비해 보강비가 높은 실험체가 실험결과에 가까운 값을 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.361-364
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• 2008

UHPC를 이용한 구조물 설계가 이루어지기 위해서는 우선적으로 재료의 역학적 거동 특성을 명확히 규명하여야 하며, 일반 콘크리트와 비교할 때 가장 큰 특징은 구조적으로 유효한 인장강도 및 인장거동이다. 따라서 UHPC를 활용한 적절한 설계가 되기 위해서는 특히 UHPC의 인장거동의 특성을 나타내는 구성모델의 확립이 무엇보다 중요하다고 말할 수 있다. 본 연구에서는 UHPC의 인장거동을 실험 및 해석을 통해 규명하고자 하였다. 프랑스 SETRA/AFGC에서 제시한 설계기준(안)과 일본 JSCE에서 제시한 초고강도 섬유보강 콘크리트의 설계 s시공지침(안)과의 비교를 통해 UHPC의 인장 연화거동과 인장응력-변형률 관계에 대해 합리적인 거동모델을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.281-288
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• 2016

복합재는 재료 불균질성에 의해 고속 충돌 시 방호성능 자료가 산포한다. 본 연구에서는 다수의 충돌시험으로 복합판재 잔류속도 산포를 확보하고 수치해석으로 예측하는 방법을 정립하였다. 먼저 10개의 동일 시편으로 인장시험을 수행하여 파단변형률 산포를 얻었다. 같은 재료로 제작된 4ply([0/90]s)와 8ply([0/90/0/90]s) GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 복합판재에 FSP(Fragment Simulating Projectile) 고속 충돌시험을 동일 조건에서 다수 수행하여 잔류속도 산포를 얻었다. 인장시험에서 얻어진 파단 변형률 분포를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 충돌속도는 4ply와 8ply 각각 411.7m/s와 592.5m/s이다. 시험 결과와 비교하여 적절한 잔류속도의 산포를 예측할 수 있었다. 추가적으로 복합판재의 경우 Solid요소 대비 Layered Solid요소로 모델링하면 계산시간이 감소되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.253-256
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• 2008

복합섬유(Fiber Reinforced Polymers)가 외부 부착된 철근콘크리트 보에 관한 연구는 국내 및 세계 여러나라에서 활발히 진행되고 있으나 장기 거동에 관한 연구는 많이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 현재 국내에서 많이 사용되고 있는 탄소섬유(Carbon Fiber Reinforced Polymers)와 유리섬유(Glass Fiber Reinforced Polymers)를 철근 콘크리트 보에 외부 부착시킨 후 300일간 지속하중하에서 철근의 변형률, FRP의 변형률을 측정함으로써 FRP 보강 실험체의 시간의존적 거동을 파악하였다. 또한, Adjusted Effective Modulus Method, (AEMM)과 Ghali and Farve의 방법을 사용하여 시간경과에 따른 크리프와 건조수축에 의한 응력과 변형률의 변화를 예측하였다. 실험결과, RC보의 휨 보강 측면으로 보았을 때, CFRP가 GFRP보다 장기거동에 있어 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났으며, 이론 식으로 산정된 값은 무보강 실험체의 철근 변형률의 경우 비교적 유사하게 예측하고 있으나 FRP로 보강된 실험체들의 인장철근은 다소 과대평가하는 결과를, 압축철근은 과소평가하는 결과를 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.75-84
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• 2009

이전 연구에서 제안된 변형률 기반 전단강도모델에 근거하여, 프리스트레스트 콘크리트 보의 전단강도를 예측하기 위한 해석모델을 제안하였다. 전단보강 되지 않은 콘크리트 보에서는 일반적으로 인장대보다 콘크리트 압축대가 주로 전단력에 저항한다. 콘크리트의 전단성능은 콘크리트의 재료 파괴기준을 통해 정의된다. 압축대의 전단성능은 단면에 작용하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여, 경사 파괴면을 따라서 산정된다. 압축대의 수직응력 분포는 부재의 휨변형에 따라 변화하므로, 압축대 단면의 전단성능은 휨변형에 대한 함수이다. 보의 전단강도는 전단성능 곡선과 전단수요 곡선의 교점에서 결정된다. 제안된 해석모델을 기존 연구자들의 실험 연구 결과와 비교한 결과, 실험체의 전단강도를 정확하게 예측하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.197-200
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• 2008

이전 연구에서 제안된 변형률 기반 전단강도모델을 휨-압축 부재에 적용하여, 프리스트레스트 콘크리트 보의 전단강도를 예측하기 위한 해석모델을 제안하였다. 전단보강 되지 않은 콘크리트 휨-압축 부재에서는 균열발생 이후, 일반적으로 인장대보다 콘크리트 압축대가 주로 전단력에 저항한다. 압축대 콘크리트의 전단성능은 콘크리트의 재료 파괴기준을 통해 정의된다. 그리고 압축대의 전단성능은 단면에 작용하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여, 주응력방향에 의해 결정되는 파괴면을 따라서 산정된다. 압축대의 수직응력 분포는 부재의 휨변형에 따라 변화하므로, 압축대 단면의 전단성능은 휨변형에 대한 함수이다. 부재의 전단강도는 전단 성능 곡선과 수요 곡선의 교점에서 결정된다. 제안된 해석모델을 기존 연구자들의 실험 연구 결과와 비교한 결과, 실험체의 전단강도를 정확하게 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.317-325
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• 2012

본 연구에서는 초고성능 섬유보강 콘크리트(Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)의 구속 상태에서의 수축 거동을 평가하고자 국내 외에서 가장 보편적으로 사용되는 링-테스트(ring-test)를 이용하여 구속 수축 실험을 수행하였다. 특히, 다양한 구속도에서의 수축 거동을 평가하기 위하여 내부 강재 링의 두께와 내부 반경을 달리하여 실험을 수행하였으며, 자유 수축과 인장강도 실험을 수반하여 구속도 및 응력 이완, 수축 균열 가능성 등을 복합적으로 평가하였다. 실험 결과 내부 링의 두께가 증가할수록 내부 링의 평균 변형률과 잔류 인장응력은 감소하였으며, 반면에 구속도는 증가하는 경향을 보였다. 내부 링의 반경에 따라서는 변형률 및 잔류 인장응력, 구속도의 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 모든 시험체에서 잔류 인장응력이 인장강도에 비해 작은 것으로 나타났으며, 수축 균열은 발생하지 않았다. 지속적으로 작용하는 계면 구속 하중에 의해 탄성 수축 응력의 약 39~65%가 이완되는 것으로 나타났으며, 최대 이완 응력은 내부 링의 두께가 두꺼울수록 증가하는 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서는 비선형 회귀분석을 수행하여 재령에 따라 변하는 구속도를 예측하였으며, 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권3호
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• pp.201-207
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• 2019

본 연구에서는 변형속도에 따른 비정질 강섬유보강 시멘트복합체의 직접인장특성에 대하여 평가하였다. 길이 15, 30mm의 박판형 비정질 강섬유를 각각 1.0, 1.5, 2.0% 혼입한 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였으며, 변형속도 $10^{-6}/s$(정적), $10^1/s$(동적)의 조건에서 직접인장시험을 수행하였다. 그 결과, 길이 15mm의 비정질 강섬유는 섬유의 섬유의 길이가 짧고 혼입개체수가 많기 때문에 섬유가 매트릭스로부터 인발되었다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 섬유의 표면이 거칠고 비표면적이 크기 때문에 매트릭스와의 부착성능이 우수하지만, 박판형의 섬유 형상이 전단력에 약하기 때문에 섬유가 인발되지 않고 파단 되었다. 섬유의 길이가 길수록 인장강도, 변형능력 및 인성이 큰 것으로 나타났다. 반면, 길이 30mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되지 않고 파단 되지만 길이 15mm의 비정질 강섬유는 매트릭스로부터 인발되기 때문에 변형속도의 영향을 받는 섬유-매트릭스 계면의 부착효율이 크게 되어, 인장강도, 변형능력 및 인성에 대한 동적증가계수가 큰 것으로 나타났다.