• Composites Research
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• 제21권5호
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• pp.1-8
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• 2008

강합성교량에서 스터드 전단연결재 및 Perfobond 전단연결재와 관련된 문제를 해결하고, 콘크리트와 전단연결재가 동시에 파괴되도록 유도하기 위해 역 L형 유공판 전단연결재가 개발되었으며, FRP-콘크리트 합성바닥판에서는 FRP의 재료적 특성과 펄트루젼 생산방식을 고려하여 콘크리트와 FRP의 합성방안으로 Perfobond 형 FRP 전단연결재를 적용하고 있다. 이 연구는 기존 강재 Perfobond 전단연결재에 대한 문헌분석, 2면전단실험, 유한요소해석 등의 방법을 통해 역 L형 유공판 전단연결재, FRP 전단연결재에 대한 각각의 강도를 추정할 수 있는 강도평가식을 제안하였고, 제안한 평가식의 결과와 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.375-381
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• 2008

본 연구는 기존의 perfobond rib을 절곡시켜 변형시킨 형태인 corrugated rib 전단연결재의 전단강도를 평가하기 위하여 push-out 실험을 통하여 기존의 전단연결재인 stud, perfobond rib 전단연결재와 비교하였다. Corrugated rib 전단연결재의 전단강도에 기여하는 요인인 홀의 유무, 관통철근의 유무, 파형의 파고, rib의 높이 등을 고려하여 총 12본의 push-out 시험체를 제작하였다. 실험결과 corrugated rib 전단연결재 시험체는 콘크리트 슬래브의 지압성 파괴에 의하여 파괴 모드가 결정되었으며, 용접부의 파괴는 발생하지 않았다. 또한 corrugated rib 전단연결재가 perfobond rib 전단연결재보다 최대 96%의 전단저항 성능이 향상됨을 확인하였고, 관통철근의 배근유무에 따라 48%의 전단강도가 증가하는 것으로 나타났다. Corrugated rib 전단연결재의 홀 및 관통철근에 의해 콘크리트 다웰 효과가 증가되었으며, 파형의 파고 및 rib의 높이가 증가할수록 콘크리트 지압저항 영역의 증가로 인하여 전단강도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.405-416
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• 2006

프리플렉스 보와 같이 강재가 콘크리트에 매입된 형태의 합성거더에서 합성 작용을 확보하기 위한 연결재로 말굽형 전단연결재,각강 전단연결재가 주로 사용된다. 얇은 콘크리트 부분이 강재를 둘러싸고 있기 때문에 콘크리트 덮개 확보를 위한 상세를 고려하면 스터드와 같은 전단연결재 사용이 어렵고 상당히 많은 수준의 합성작용이 부착 및 마찰에 의해 확보된다. 프리플렉스 보와 같이 콘크리트 부분에 많은 프리스트레스를 도입하기 위해 하부 케이싱 콘크리트와 강재단면사이의 소요 수 평전단강도가 높게 전단연결재, 각강 전단연결재에 대한 정적 강도 평가를 실험을 통해 수행하였고 부착의 효과를 보기 위한 실험도 함께 실시하였다. 현재의 허용전단력 설계 기준을 실험을 통해 검토하고 좀 더 일반화된 설계기준을 제시하기 위해서 유로코드의 블록 연 결재의 설계 개념을 채용하여 말굽형과 각강 전단연결재를 위한 설계 기준을 제시하였다. 파괴모드를 지압파괴와 전단파괴로 구분하여 각각에 대한 강도 평가 방안을 제시하고 실험결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.113-120
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• 2002

프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결부는 전단포켓과 베딩층이 존재하여 현장타설 강합성 교량과는 다른 구조적 특징을 갖고 있다. 따라서 프리캐스트 바닥판의 전단연결재 설계의 기초를 수립하기 위해서는 실험을 통한 연구가 수행되어야 한다. 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명을 평가하기 위하여 베딩층의 두께를 변수로 한 전단연결재의 push-out 피로 시험을 수행하였다. push-out 피로 시험의 수행 결과, 전단연결재의 파괴모드를 확인하였고, 이를 통해 프리캐스트 바닥판 합성형 교량의 전단연결재의 피로수명 곡선식을 유도하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.483-491
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• 2015

앵글을 전단연결재로 사용한 시공개선형 합성보(BESTOBEAM)의 전단연결재 길이에 따른 전단 내력을 실험적으로 평가하고 전단내력 설계식을 제안하였다. Eurocode 4의 경우와 달리 BESTOBEAM의 전단연결재는 등분포 하중을 받는 보의 거동과 유사하며 그 순경간(BESTO Width)에 따라 전단 내력이 달라진다. BESTO Width와 콘크리트의 강도에 따른 전단 내력을 Push-out 실험을 통해 측정한 결과 BESTO Width가 길어질수록 내력이 감소하고 연성능력은 증가하는 경향을 보였다. 실험결과를 반영하여 Eurocode 4의 설계식을 수정하여 새로운 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식을 통해 예측된 전단연결재의 강도는 10% 오차 범위 이내로 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 앵글을 전단연결재로 사용한 BESTOBEAM의 전단 강도 설계에 제안된 식을 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.400-412
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• 2013

CFT 구조는 내부의 콘크리트와 강관의 합성거동을 위한 전단연결재를 필요로 한다. 하지만, 현행 설계기준에서는 통상적으로 무근콘크리트로 채워지는 CFT 구조에 적용할 수 있는 전단연결재에 대한 설계기준을 제시하고 있지 않다. 본 연구는 강-콘크리트 합성구조에 널리 사용되는 스터드 전단연결재를 CFT 구조에 적용하기 위한 설계기준 즉, CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 전단강도를 제안하기 위한 연구의 일환으로 수행되었다. 본 연구에서는 CFT 구조에 적용된 스터드의 전단강도를 결정하는 주된 파괴모드를 검토하기 위하여 무근콘크리트를 적용한 직접전단실험체를 이용하여 실험을 수행하고 파괴모드를 분석하기 위한 유한요소해석을 실시하였다. 직접전단실험 및 유한요소해석결과로부터 CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 주된 파괴모드는 콘크리트의 쪼갬파괴이며, 이러한 파괴모드로 인하여 철근콘크리트에 적용된 스터드에 비해 전단강도가 감소한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.621-628
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• 2003

스터드 전단연결재는 강합성 구조에서 가장 많이 사용되는 전단연결재인데 현재는 주로 22mm 직경까지를 사용하고있다. 시방규정에서 제시하고 있는 적용범위의 확대를 위해서 25mm 이상의 대직경 스터드 전단연결재에 대한 연구가 필요하다. 현재의 전단연결재 설계 범위를 넘어서는 대직경 스터드 전단연결에 대한 push-out 실험을 통해서 피로거동을 검토하고 기존 설계식과의 비교를 수행하였다. 25, 27, 30mm 직경의 스터드에 대한 전단실험을 통해서 탄성영역에서의 전단강성을 평가하여 정적 실험결과와 비교하였다. 피로 하중을 받는 대직경 스터드의 피로거동을 잔류 슬립과 하중-슬립 곡선으로 설명하였다. 용접부 피로균열의 발생시점을 변위진폭으로부터 유추하는 것이 타당한 것으로 밝혀졌다. 기존 시방규정의 S-N 곡선과의 비교를 통해서 대직경 스터드 전단연결재의 피로 수명은 현재의 설계 규정을 준용해도 무방한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.8-16
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• 2023

이 연구에서는 흙막이용 CIP(cast in placed pile)를 영구적인 지하외벽으로 활용하기 위해 제시한 CSB(confined socket bolt) 전단연결재의 전단 성능을 평가하였다. CSB 전단 성능 평가를 위한 푸쉬아웃(push-out) 실험의 주요 변수는 CIP의 종류, CSB 전단연결재 종류, L/d, 무근 콘크리트, 방수재 및 철근콘크리트 말뚝의 압축강도로 설정하였다. 실험결과, H-형강 말뚝 실험체들의 파괴모드는 모두 CSB 전단연결재 파단에 의해 지배되었다. 철근콘크리트 말뚝 실험체들의 파괴모드는 철근콘크리트 말뚝의 압축강도가 증가할수록 콘크리트의 파괴보다 CSB 전단연결재의 파단에 의해 지배되었다. 고강도 볼트 및 이형철근의 CSB 전단연결재 실험체의 최대 내력은 일반강도 볼트의 CSB 전단연결재 실험체에 비해 H-형강 말뚝의 경우 약 1.22배 및 1.20배 높았으며, 철근콘크리트 말뚝의 경우 약 1.10배 및 1.16배 높았다. 그리고 푸쉬아웃 실험에서 최대 내력은 CSB 전단연결재의 길이 및 철근 중첩에 대한 영향이 미미하였다. KDS 기준에 의해 산정된 전단내력은 실험결과를 안전측으로 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.175-182
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• 2006

강 콘크리트 합성구조에서 강재와 콘크리트 사이의 경계면에 효과적인 응력전달과 합성거동을 유도하기 위하여 스터드, 채널, 유공강판 등이 사용된다. 가장 광범위하게 사용하는 전단연결재는 스터드 형식이고, 최근에 들어서는 강판에 구멍을 뚫은 유공강판전단연결재인 Perfobond가 주목을 받고 있다. 본 연구는 강 콘크리트 합성교량에 적용하기 위한 Perfobond형 전단연결재의 연성능력과 전단성능을 향상시킬 목적으로 횡방향 전단구속철근을 배치하고, Push-out 실험을 수행하여 전단내력을 비교하였다. 실험결과, 유공강판 전단연결재에 전단구속철근, 횡방향 관통철근, 단부 지압판 등을 설치함에 따른 수평 저항성능이나 다웰효과 등에 의해 전단내력이 상승하였으며, 또한 최대내력 이후 변형능력이 유지되면서 연성거동 특성을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.751-762
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• 2022

강합성 교량에서 강 거더와 콘크리트 바닥판의 합성을 위한 전단연결재로는 용접접합 머리붙이 스터드가 주로 사용된다. 용접접합 전단연결재의 경우, 손상 또는 노후화된 바닥판 철거 시에 파쇄에 따른 소음, 비산먼지 등이 발생하여 환경적 문제가 지적되고 있다. 따라서 환경적 문제 및 생애주기비용 관점의 효율적인 유지관리를 위해서는 노후화된 콘크리트 바닥판의 교체가 용이한 분리식 전단연결재 개발이 필요하다. 기존의 볼트접합 전단연결재로는 매립너트 방식이 주로 연구되었으나 낮은 강성과 전단저항강도, 초기슬립 증가 등으로 교량과 같은 토목구조물에는 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해 매립너트 부분이 스터드 기둥에 일체화되고 확대 기둥 하단에 테이퍼진 형상을 갖는 분리식 볼트접합 전단연결재를 제안하였다. 제안된 분리식 스터드볼트의 정적 전단강도와 슬립 변위에 대한 성능 검증을 위해 수평전단실험을 수행하였고, 기존 용접접합 스터드와 성능을 비교하였다. 제안된 분리식 볼트접합 전단연결재가 전단성능이 매우 우수하고, 슬립변위 또한 연성설계기준을 만족함으로써 기존 용접 스터드를 충분히 대체하여 적용 가능함을 확인하였다.