• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.50-58
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• 2018

콘크리트 구조물의 사용성능을 검증하기 위하여 콘크리트와 철근의 상호 합성 작용에 대한 많은 정보가 필요한데, 균열폭 및 균열간격의 평가는 두 재료의 상호작용인 인장강화효과에 근거하여 이루어진다. 이 논문에서는 압축강도 80MPa 및 100MPa의 고강도 콘크리트에 D13 철근을 사용한 인장부재를 제작하여 직접인장실험을 진행하였다. 이를 통해 고강도 콘크리트의 인장강화 효과를 파악하였고 보통강도 콘크리트의 실험결과에 근거한 현행설계기준의 인장강화효과 평가가 부적절함을 확인하였다. 실험결과에 근거하여 고강도 콘크리트 콘크리트의 특성을 적절하게 반영할 수 있는 실험계수를 산정하였다. 또한 균열거동을 통해서 균열간격을 파악하고 이를 통해 고강도 콘크리트의 인장강화효과에 따른 철근변형률과 콘크리트 변형률 차이에 따른 균열폭을 확인하였다. 이 연구의 결과는 향후 고강도 콘크리트 부재의 인장강화 효과를 연구하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.371-379
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• 2013

이 논문에서는 100 MPa 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 콘크리트를 사용한 인장부재의 단조 및 반복재하시 인장강성 및 균열특성을 비교 평가하였다. 재하단계별 인장부재의 전체 변형률 및 표면균열 특성은 인장부재의 양측에 설치된 두 개의 변위계와 50배율 확대 가능한 계측기에 의해 측정되었다. 시멘트 복합체의 특성에 따른 인장부재의 인장 강성 및 균열특성을 평가하기 위하여 보통 콘크리트, 수축보상 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 변형경화형 시멘트 복합체 등 세 종류의 시멘트 복합체가 사용되었다. 실험 결과, 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체의 시멘트 중량의 10%를 팽창재로 대체 시 초기 수축량은 현저하게 감소되었으며 인장부재의 초기균열강도도 증가되는 경향을 보였다. 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 인장부재는 재하 단계별로 균열이 부재길이 전면에 확산되고 균열폭이 감소되어 인장강성 특성을 개선하였다. 반복재하시 인장부재의 인장거동 특성은 단조재하시와 큰 차이를 보이지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.153-160
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• 2001

본 연구에서는 콘크리트 부재에서의 축압축강도에 대한 크기효과를 검토하였다. 이를 위하여 두 가지 대표적인 압축파괴모드 중의 하나인 모드 I 파괴에 대한 실험적 연구를 이중 캔틸레버 보를 이용하여 수행하였다. 각 캔틸레버의 축에 대한 작용하중의 편심거리와 초기 균열길이를 변화시킴에 의하여 콘크리트의 축압축강도에도 크기효과가 존재하는 지의 여부를 확인하였고, 최소자승법을 이용하여 수정된 크기효과법칙의 새로운 실험상수들을 제시하였다. 연구결과로부터 초기 균열이 있는 콘크리트 부재의 축압축강도에도 크기효과가 존재함을 확인하였다. 하중의 편심거리에 있어서는 균열선단에서의 인장과 압축응력의 영향이 매우 중요하며 이 경우에 뚜렷한 크기효과가 나타났다. 즉 균열선단에서 인장응력의 영향이 증가하면 콘크리트의 크기효과는 증가한다. 그러나 초기 균열길이의 경우, 축압축강도의 크기효과에 미치는 영향은 존재하지만 균열길이에 따른 차이는 뚜렷하지 않았는데 이는 고강도 콘크리트 부재의 경우 부재의 세장비 차에도 불구하고 파괴진행영역의 크기가 서로 비슷한데 그 원인이 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권3호통권55호
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• pp.197-208
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• 2009

본 연구의 목적은 국내 콘크리트구조설계기준 부록에 새롭게 포함된 CEB-FIP Model Code 1990 균열 폭 산정식을 콘크리트 강도를 변수로 하여 평가하는 것에 있다, 평가 도구로 부착응력-미끌림 관계를 적용하여 구축한 균열요소모델과 기존 연구자들의 실험결과로부터 얻은 균열폭을 사용하였으며 기존 실험결과와 비교 평가함으로 검증하였다. 평가대상인 MC-90의 균열폭 산정식의 증요변수는 인장증강효과와 평균부착응력이며 이들을 균열요소모델 해석결과와 비교함으로 강도에 따라 개선된 인장증강효과와 평균부착응력을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.499-506
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• 2001

본 연구는 8개의 직접인장실험을 수행하여 축방향 부재의 콘크리트강도에 따른 부착특성과 균열거동을 조사하였다. 주변수는 콘크리트강도로 보통강도 24-25 MPa, 고강도 61-63 MPa이다. 직접인장시험체는 2종류로서 짧은 시험체는 횡균열 사이의 인장부재를 모형화하였고, 긴 시험체는 다수의 횡균열이 발생하는 인장부재를 모형화하였다. 이러한 직접인장실험을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 부착강도는 압축강도에 비례하여 증가한다. 그러므로 고강도콘크리트에서 응력교란구간의 길이는 더 짧아지고 횡균열 간격이 더 줄어든다. 콘크리트강도가 25MPa에서 61MPa으로 증가하였지만 쪼갬균열하중은 거의 같게 나타났다. 반면에 횡균열하중은 인장강도에 비례하여 증가하였다. 따라서 고강도콘크리트를 사용할 때에 현행 구조설계기준의 정착길이 산정방법은 재고될 필요가 있고, 피복두께와 순철근간격을 더 크게 하든지 횡보강철근의 의무화하는 것이 현행 기준에 추가되기를 권장한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.655-664
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• 2007

콘크리트의 인장균열에 따른 방향적 비국소 손상이라는 특징은 인장-압축을 받는 철근콘크리트 전단 부재에서 회전인장균열 특성 및 압축강도 감소 현상을 일으킨다. 본 연구에서는 인장과 압축거동에 대하여 다른 손상 모델을 사용하는 기존의 방법과는 달리, 동일한 인장균열 손상 모델을 사용하여, 인장균열거동과 압축연화거동을 나타낸다. 이러한 비국소 균열 손상의 영향을 나타낼 수 있는 소성모델을 개발하기 위하여 미소면 모델의 개념을 도입한다. 기존의 소성모델과 달리, 비국소 균열 손상을 나타내기 위하여 인장과 압축의 소성파괴면은 각 미소면에서 정의하며, 각 미소파괴면의 조합에 의하여 대표파괴면을 정의한다. 이때, 방향적 비국소 균열 손상을 나타내는 소성인장변형률의 영향에 의하여 각 미소면의 인장과 압축 소성변형률의 크기가 결정된다. 본 연구에서 개발된 소성모델은 유한요소해석에 적용되며, 다양한 전단패널의 기존 실험 결과들과 비교하여 제안된 재료 모델의 유효성을 검증한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.78-88
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• 2012

일반적으로 콘크리트는 경제성이 뛰어나지만 낮은 인장강도로 인하여 구조성능상의 한계를 가지고 있기 때문에 콘크리트와 결합된 다양한 합성재료의 특성을 활용한 구조부재의 개발이 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트(SFRC)는 높은 인장강도로 인하여 콘크리트의 재료적 단점을 보완할 수 있는 우수한 합성재료로서 알려져 있고, 특히 고강도 콘크리트의 화재시 폭렬현상에 대한 대안으로 여겨지고 있다. 또한, 프리스트레스트콘크리트(PSC) 부재는 장경간 구조에 매우 유리하며 일반철근콘크리트(RC) 부재에 비해 높은 전단강도를 가진다. 따라서, 이 연구에서는 SFRC에 프리스트레스를 적용한 강섬유 보강 프리스트레스트 콘크리트(SFR-PSC)부재의 전단거동을 이해하기 위하여 총 22개의 직접전단실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 SFR-PSC부재의 균열면에서의 균열전달 구성방정식을 제안하였다. SFR-PSC의 거동특성을 반영하여 제안된 재료관계식은 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.193-202
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• 2018

이 연구는 철근콘크리트 부재에서 사용한계상태 검증 및 내구성능 평가의 요소인 균열폭을 계산하는데 중요한 변수가 되는 균열간격 계산식을 제안한 것이다. 철근콘크리트 부재의 균열거동 해석을 위한 지배방정식이 되는 부착특성을 반영하여 평균균열간격 기본식을 유도하고, 피복두께와 콘크리트 강도의 영향을 고려할 수 있도록 여러 연구자들이 수행한 124개의 직접인장실험에서 측정된 균열간격을 분석하여 각각의 계수를 제안하였다. 그리고, 최대 및 평균 균열간격이 동시에 측정된 80개의 실험체 자료로부터 상관관계 분석을 실시하여 평균균열간격으로부터 최대 균열간격을 간편하게 예측할 수 있는 상관계수를 제안하였다. 제안된 평균균열간격 계산식 및 최대균열간격 상관식에 대해서 현행 설계기준의 규정과 비교를 실시하였다. 비교 결과, 평균균열간격 및 최대균열간격에 대한 제안식은 콘크리트구조기준 및 도로교설계기준(한계상태설계법)의 해당 규정과 비교하여 예측의 정확성 및 신뢰도가 개선됨을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.289-292
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• 2008

본 논문에서는 고장력 철근이 적용된 휨부재의 구조성능과 사용성능에 대하여 실험적으로 연구하였다. 고장력 철근에 관련된 기존 연구결과에 따르면, RC보의 인장철근을 고장력 철근으로 사용할 경우, SD400에 비해 철근의 물량을 경감시킬 수 있는 장점이 있으나, 균열 폭과 처짐이 증가되는 등 부정적인 영향이 있다고 알려졌다. 따라서 본 논문에서는 고장력 철근을 사용함으로써 휨부재의 성능에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이에 철근강도를 변수로 SD400, SD600, SD700의 3개 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과, 동일 철근비 사용 시 고장력 철근의 부재 강성이 감소되는 현상을 나타내었으나, 부재의 전체적인 휨내력은 배근된 철근의 강도 및 철근량에 비례하여 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 고장력 철근 사용시 균열갯수 및 최대 균열폭에 큰 변화가 없으므로 사용성 면에서 큰 문제는 없는 것으로 분석되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.13-16
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• 2008

철근으로 휨 보강된 일반적인 부재의 경우, 강도설계법으로 부재의 공칭 휨 강도를 계산할 때 모든 휨 인장 철근은 극한상태에서 항복한다고 가정한다. 따라서 인장력은 철근의 도심에 작용하고 인장 철근 단면적과 철근의 항복강도의 곱으로 표현될 수 있다. 그러나 FRP bar는 철근과 달리 항복거동을 보이지 않기 때문에 각 열 FRP bar에 작용하는 응력은 중립축에서 떨어진 거리에 따라 달라질 것이다. 게다가 서로 다른 종류의 FRP bar가 동시에 한 부재에 적용된다면, 각 FRP bar의 변형률에 따라 작용하는 응력 또한 다양하게 될 것이고, 거동 양상 역시 예상과 다르게 나타날 것이다. 이에 본 연구에서는 일반철근, CFRP bar, GFRP bar를 이용하여 하이브리드 휨 보강된 6개의 고강도 콘크리트 보를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 실험 결과 하이브리드 보강된 부재는 FRP bar로 단순 보강된 부재의 낮은 강성, 큰 균열폭, 취성 문제를 상당히 보완시켜주는 것으로 나타났다.