• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.859-866
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• 2010

콘크리트의 취성적인 인장 거동을 보완하기 위해 섬유를 혼입한 섬유보강 콘크리트에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 그 중 인장균열 이후 변형 경화 거동(strain hardening behavior)을 보이는 고인성 섬유보강 콘크리트(HPFRCC)에 대하여 활발히 연구되고 있다. 하지만, 철근이 없는 HPFRCC의 인장 및 휨거동에 대해 주로 연구가 계속되어온 반면 철근이 배근된 HPFRCC 부재의 인장 거동에 대한 자료는 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 HPFRCC의 인장거동에 대한 철근의 효과를 분석하기 위해 철근이 배근된 HPFRCC 부재를 제작하여 인장 강성(tension stiffening)에 대한 실험을 수행하였고, 인장 강성 실험 결과에서 HPFRCC의 인장 응력-변형률 관계를 도출하였다. HPFRCC는 균열발생 이후에서 항복에 이르기까지 인장 성능을 균일하게 유지하는 것으로 나타났다. 철근이 배근된 HPFRCC의 인장 강도는 철근이 없는 부재에서 측정된 인장강도에 비해 낮아지는 것으로 나타났으며, 이는 HPFRCC의 높은 건조수축량과 철근의 구속효과에 의한 것으로 사료된다. 이 연구에서 확인된 인장강성 실험 결과 및 분석 자료는 HPFRCC를 철근과 함께 적용할 경우 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.503-506
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• 2008

본 연구에서는 하이드로포밍 공정을 적용한 엔진크레들 제품에 대해 최종 제품의 강도를 평가하고자 하였다. 먼저 적용 판재인 370과 440 소재에 대해 인장시험을 수행하여 소재의 경도와 강도의 상관관계를 분석하여 경도와 강도의 변환식을 도출하였다. 그런 다음 예비굽힘, 예비성형, 최종성형된 제품의 각 공정에 따른 유효변형률을 측정하고 같은 위치에서의 경도를 측정하였다. 측정된 경도는 앞서 도출한 경도와 강도의 변환식에 대입하여 각 공정을 마친 제품의 강도를 예측하고 결국 하이드로포밍된 엔진 크레들 제품의 유효변형률에 따른 강도를 예측식을 실험으로 도출하였다. 그 결과 예비굽힘, 예비성형, 최종성형을 마친 엔진 크레들 제품에 대해 유효변형률이 $24{\sim}72%$로 변하였고 이때 HF370의 경우에는 유동응력값이 $375{\sim}500MPa$로 증가하여 원소재에 비해 성형 후 $25{\sim}66%$의 강도증가량을 보였고, HF440의 경우에는 $470{\sim}565MPa$로 증가하여, 원소재에 비해 $17{\sim}41%$로 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 이와 같은 변화값을 이용하여 유효변형률과 강도의 상관관계를 도출하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.479-486
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• 2011

이 연구에서는 휨인장강도 평가 방법에 따른 무근 콘크리트 원형패널의 휨거동을 비교하기 위해 유한요소해석과 실험을 수행하였다. 이를 위해 ASTM C 1550 round panel test(RPT) 시험법과 biaxial flexure test(BFT) 시험법을 적용하여 콘크리트 원형패널의 휨인장강도를 측정하였으며, 두 원형패널에 작용하는 응력 분포를 알아보기 위하여 패널의 아랫면 중앙에 두 개의 변형률 게이지가 직교하도록 부착하여 하중-변형률 관계를 측정하였다. 실험 결과 RPT 시험체와 BFT 시험체의 파괴 형상은 유사하게 관찰되었으며, 두 시험체 모두 중앙 아랫면의 하중-변형률 관계 또한 모든 방향에 일정한 것으로 나타나, 시험 시 등방성 휨인장응력 상태에 놓이는 것을 확인할 수 있었다. RPT 시험에 의한 평균 휨인장강도가 BFT의 경우보다 29% 더 큰 것으로 나타났다. 두 시험체의 휨인장강도 분포 모두 정규분포를 보이는 것으로 나타났으며, RPT 휨인장강도의 변동계수(coefficient of variation)와 BFT의 변동계수는 각각 8%와 6%로 측정되었다. 이는 BFT 시험을 통하여 신뢰할 수 있는 이방향 휨인장강도 측정이 가능한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.638-644
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• 2002

본 연구에서는 압축강도 1400 kgf/$\textrm{cm}^2$ 를 갖는 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트를 이용하여 제작한 C형 시험체에 대한 편심압축 시험을 통하여 폴리머 콘크리트 휨부재의 응력-변형률 관계를 구명하고 등가직사각형 응력블럭의 파라미터 $\alpha$, $\beta$1, ${\gamma}$를 산출하였다. 아울러 인장철근비를 달리하는 5종의 전단스팬비 4.0인 철근 보강 폴리머 콘크리트 보에 대한 휨시험에서 얻어진 극한모멘트 시험값과 C형 시험체 응력-변형률 곡선에서 산출되는 파라미터 $\alpha$=0.61, $\beta$1=0.73 를 이용하여 계산된 이론적인 극한모멘트 값을 비교하여 보았던 바, 인장철근비가 0.50 $\rho$b 이상일때 시험값과 이론값이 비교적 잘 부합됨을 확인 할 수 있었다. 그러나 폴리머 콘크리트 휨 부재에 대한 보다 정확한 설계기준의 마련을 위해서는 압축강도와 크기를 변수로 하는 C형 시험체에 대한 보다 많은 시험을 통한 파라미터의 체계적인 연구가 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.239-248
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• 2002

철근 콘크리트 면부재의 주기거동을 나타내기 위하여 소성모델과 손상모델의 통합구성모델을 개발하였다. 인장-압축을 받는 콘크리트의 응력은 개념적으로 콘크리트의 스트럿 작용에 의한 압축응력과 인장균열에 의한 인장응력의 합으로 정의하였다. 인장균열의 비등방손상에 의하여 영향을 받는 압축파괴의 등방손상을 나타내기 위하여 다중파괴기준을 갖는 소성모델을 사용하였으며, 다중균열 방향에서 인장응력-변형률 관계를 나타내기 위하여 다중고정균열손상모델과 인장균열의 소성유동모델의 개념을 사용하였다. 이러한 통합모델은 주기 인장-압축 상태의 철근 콘크리트의 거동측성, 즉 다중 인장균열 방향, 점진적으로 회전하는 균열 손상, 콘크리트의 압축파괴를 나타낼 수 있다. 제안된 구성모델은 유한요소해석에 적용되었으며, 주기하중을 받는 철근 콘크리트 전단패널 및 전단벽에 대한 기존의 실험결과들과의 비교를 통해 검증되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.31-37
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• 2018

이 논문은 압축강도 수준(100, 140, 180 MPa급)에 따른 HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가하였다. 먼저 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 압축응력-변형률 관계를 분석한 결과 압축강도는 각각 112, 150, 202 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아짐에 따라 탄성계수도 증가하는 경향을 나타내었다. 100, 140, 180 MPa급 HPFRCC의 정적 인장강도는 각각 10.7, 11.5, 16.5 MPa로 나타났으며, 압축강도가 높아질수록 인장강도도 증가하는 경향을 나타내었다. 반면 100 및 140 MPa급 HPFRCC에서의 인장강도 및 에너지 흡수능력은 압축강도 수준에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 시험체의 규격 및 강섬유의 배열에 영향을 받은 것으로 판단된다. HPFRCC의 동적충격 인장강도를 평가한 결과, 변형률 속도가 10-1/s에서 150/s로 증가할수록 모든 HPFRCC의 인장강도와 동적증가계수는 증가하는 경향을 보였다. 한편 동일한 범위의 변형률 속도에서 HPFRCC의 압축강도가 낮을수록 인장강도에 대한 DIF가 높게 측정되어 효율적인 측면에서는 100 MPa급 HPFRCC가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 높은 수준의 인장성능이 요구되는 경우 높은 압축강도를 가지는 HPFRCC를 사용하는 것이 유리하며, 폭발과 같은 고속변형률 속도에서 보다 효율적인 접근을 위해서는 목표 압축강도에 근접한 HPFRCC를 사용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.67-75
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• 2013

핵연료 지지격자 소재로 사용되는 zircaloy-4의 유동응력을 Johnson-Cook 모델로 결정하고, 모델의 재료상수를 역 공학으로 도출했다. 변형률 항의 상수 A, B, n과 변형률 속도 항의 $\dot{\varepsilon}_0$은 인장시험을 통해 결정했다. 상수 C, m을 역 공학으로 도출하기 위해 슬롯밀링시험을 수행하고, 유한요소해석으로 모사했다. 실험과 해석으로 얻은 결과의 차이를 오차함수, 즉 최소화 대상 목적함수로 설정했고, 이 함수를 최소로 하는 C, m을 도출했다. 도출한 상수의 타당성을 검증하기 위해 상관계수를 살펴봤고, 전단시험과 해석을 수행해 교차 검증했다. 상관계수는 모든 조건에 대해 0.97이상으로 실험과 해석결과 사이에 강한 상관관계가 있음을 확인했다. 전단시험과 해석의 전단면 형상 및 최대하중을 비교하여 도출한 유동응력 모델이 타당함을 보였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.157-178
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• 1996

기존의 보강토벽체에 주로 이용되어온 steel strict등 고강도 인장보강재는 주변 뒤채움흙에 비해 상대적으로 변형이 작기 때문에, 설계검토시 과강재 자체에서 유발되는 변형의 크기에 대해서는 크게 유의할 필요가 없었다. 그러나 비교적 저강도인 섬유보강재의 경우, 한계상태에서 예상되는 섬유보강재 자체의 변형량은 주변 뒤채움흙의 소성변형 유발에 필요시 되는 변형량을 종종 초과하게 되며, 이와같은 크기의 과도한 변형량은 보강토벽체 구조체 자체의 안정성 확보 측면에서 허용할 수 없는 경우가 대부분이다. 결국 보증토벽체 구조체의 전면부 발생변위에 대한 일반적인 허용조건을 충족하기 위해서는, 극한강도 보다 훨씬 작은 크기의 강도가 섬유보강재의 경우 발휘하는 것으로 보아야 할 것이며, 따라서 최종적인 구조체 안정검토를 위해서는 보강재 자체의 예상변형량에 대한 평가가 섬유보강재의 경우 특히 중요시 된다. 보강재의 인장응력 -변형률 관계는 강보강재의 경우 선형탄성거동으로 가정할 수 있으나, 섬 유보강재의 경우에는 일반적으로 비 선형거동을 나타낸다. 본 연구에서는 쌍곡선 함수를 이용하여 섬유보강재의 비선형 거동특성을 모델링하였으며,또한 뒤채움흙 다짐으로 인한 유발응력등을 고려하기 위해 Ehrlich SE Mitchell, Duncan등이 제안한 방법을 수정하여 섬유 보강토벽체의 안정 해석법을 제시하였다. 본 안정 해석법 에서는 침투수압의 영향 및 뒤채움흙의 구속효과에 따른 섬유보강재의 부분적인 상대강성 변화 등을 고려하였으며, 이를 토대로 깊이별 각 섬유보 강재의 최대인장력 및 변형량 등의 예측이 가능하다. 본 연구에서는 제시하리라 하는 안정해석법의 적용성을 위해, paraweb polyester fibre multicord, non-woven polyester 지오텍스타일 및 knitted polyester 지오그리드 등 3가지 종류 보강재의 인장응력-변형률 관계 실험결과를 회귀분석하여 쌍곡선 함수형태로 이와같은 섬유보 강재의 비선형거동을 모델링하였다. 또한 이를 토대로 한 븐 연구 해석법의 적합성 검토를 위해, Ho & Rowe가 제시한 유한요소해석결과 및 LCPC, FHWA등에서 시행한 시험결과와 깊이별 각 섬유보강재의 최대인장력,변형량 및 지점별 변형률 등에 대해서도 비교하였다. 아울러 섬유 보강재의 상대강성, 뒤채움흙의 깊이별 구속효과의 정도, 다짐정도 및 침투수압 등이 각 섬유보강재의 변형량 및 전체적인 변형형태 등에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.97-106
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• 2003

본 연구에서는, 4가지 종류의 토목섬유를 대상으로 토목섬유에 가해지는 구속응력의 크기 및 토목섬유 온도 변화에 따른 응력-변형률 관계를 규명하기 위한 온도제어 구속인장시험(Temperature Dependent Confined Tension Test)을 수행하였다. 또한, 보강토옹벽 내부 보강재의 온도변화를 측정하기 위한 온도계측을 수행하였다. 온도제어 구속인장시험 결과를 토대로하여, 토목섬유에 가해지는 구속응력 및 온도 변화에 따른 토목섬유 할선계수의 변화량을 정량적으로 평가할 수 있는 관계식을 제시하였다. 본 관계식을 이용한 토목섬유 보강토옹벽의 유한차분해석 예를 통해 다양한 보강토구조물의 변위해석시 온도변화에 따른 보강재의 특성변화를 고려할 수 있는 기법을 제시하였다. 유한차분해석 결과, 보강재의 온도가 5$^\circ$인 경우에 비하여 30$^\circ$인 경우에 전면부벽체의 최대변위량은 약 46.4% 증가하는 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.