• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.433-445
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• 2009

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 강재는 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한, 패널은 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로 적용된다. 이 연구에서는 프리캐스트 패널과 현장타설 바닥판의 합성효과를 위해 패널 상부에 도입되는 전단철근 필요성을 확인하였다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 본 연구에서는 전단철근과 루프이음을 갖는 합성바닥판의 정적실험을 수행하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 연속성을 확인하고, 패널과 현장타설 바닥판 사이의 합성효과를 확인하였다. 전단철근이 있는 합성바닥판은 합성효과의 증가로 인해 전단철근이 없는 바닥판에 비해 약 140~164%의 극한내력을 보인다. 따라서 접합면에 도입되는 전단철근은 파괴시까지 합성거동을 확보해주는 역할을 하는 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제24권5호
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• pp.29-33
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• 2011

교량 바닥판에서 고성능 재료의 적용은 고가임에도 불구하고 바닥판 중량 감소와 경제성 향상을 위한 대안으로 대표될 수 있다. 초고성능콘크리트 재료를 활용한 교량에서 기존의 헤드형 스터드가 바닥판과 강재 거더사이의 전단력을 충분히 전달할 수 있는지 그 적용성을 검증할 필요가 있다. 이 논문에서는 UHPC 교량 바닥판과 강재 거더의 합성거동을 분석하기 위해 2면 전단실험을 수행하였다. 정적 재하 실험 결과 헤드형 스터드의 실험체별 극한강도는 직경에 비례였으며, 일반 콘크리트, 교량 바닥판에 비해 전단강도가 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.70-70
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• 2016

하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 바닥전단응력은 매우 중요하다. 예를 들어, 호안 등 시설물의 허용 소류력을 계산하거나, 하천의 유사량을 예측하는 데 있어서 바닥전단응력이 기준으로 쓰인다. 정상 등류의 경우, 수로 내 수체에 작용하는 중력과 수로 바닥 및 측면에 작용하는 마찰력의 평형을 고려함으로써 바닥전단응력을 산정할 수 있다. 본 연구에서는 식생을 제외한 아크릴수로에서의 전단판의 움직임을 이용한 바닥전단응력 측정장치를 설계, 교정 및 검증을 실시하였다. 이 전단판은 수체와 바닥면에서 발생하는 마찰력에 의해 변위가 발생하고 이 변위를 바닥전단 응력으로 산정하였다. 직접 측정한 바닥전단응력은 기존에 연구된 두 가지 방법과 비교하여 검증하였다. 비교 검증을 위한 실험은 폭 0.3 m, 길이 10 m인 고속수로에서 Froude수 1이상, Reynolds수 20000이상의 사류이면서 난류인 상태로 실험을 진행하였으며 유속은 PIV을 이용하여 측정하였다. 비교 검증을 위한 첫 번째방법은 Reach-avrage공식을 기초로 manning의 평균 유속 공식을 이용한 바닥전단응력을 산정하는 방법으로 일반적으로 간단한 경험식을 이용하여 바닥 전단응력을 산정하는 방법이다, 두 번째는 Reynolds stress를 산정하는 방법으로 PIV를 통해 흐름방향의 연직프로파일의 유속을 측정 한 후 레이놀즈 분해법에 의해 산정된 난류 강도를 측정하여 Reynolds stress를 산정한 후 Shear stress를 산정하는 방법을 사용하였다. 마지막으로 본 연구에서 가로 0.14 m, 세로 0.14 m의 전단판으로 구성된 바닥전단응력 측정장치를 개발하여 실험을 진행하면서 앞에서 언급한 두가지 방법을 측정하는 동시에 장치를 이용하여 바닥전단응력을 직접측정하여 총 3가지 바닥전단응력을 비교하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.1-9
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• 2010

본 연구에서는 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 등방성, 대칭 적층 및 샌드위치판 모델을 제시하였다. 제시된 전단변형이론은 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해, 정해 및 기발표된 유한요소 결과치와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수(Karama et al. 2003; Aydogu 2009)가 적층 및 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.391-399
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• 2006

정 부모멘트 사이의 효과적인 휨강성분배를 통한 경제적인 단면을 설계하고 하부플랜지의 교축방향 곡선화를 통한 교량의 미를 도모하기 위해, 강플레이트거더 교각부에서 높이가 변하는 복부판을 설계에 종종 반영하고 있다. 이 같은 높이가 변하는 플레이트거더의 전단거동은 일반적인 플레이트거더에 비해 복잡하다. 그러나 관련연구의 부족으로 현행 하중-저항계 수설계규정은 명확한 전단설계기준을 제시하고 있지 못하다. 본 연구에서는 전단력을 받는 높이가 변하는 복부판의 탄성좌굴 및 극한전단거동을 조사하기 위해 다양한 매개변수가 고려된 3차원 유한요소해석이 수행되었으며, 해석결과로부터 높이가 변하는 복부판의 전단강도를 간단하며 합리적으로 산정할 수 있는 전단설계식을 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.423-433
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• 2012

본 논문은 전단머리를 갖는 CFT기둥-RC 무량판 접합부에 대한 실물대 실험연구를 요약한 것이다. CFT구조는 여러 가지 구조 및 시공 상의 장점으로 인하여 국내 건설현장에서 상대적으로 짧은 시간에 폭넓게 수용되고 있다. 한편 RC 무량판 구조는 층고절감 및 공기 단축 측면의 장점으로 국내의 지하주차장이나 주거용 건물에 필수적 구조시스템으로 널리 사용되고 있다. 이 두 구조시스템을 조합함으로써 공사기간의 획기적 단축 등 여러 시공 및 구조상의 이점을 극대화할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 CFT기둥-RC 무량판 접합부의 효율적인 디테일은 국내 외적으로 아직 충분히 연구된 바가 없어서 이 분야의 연구가 매우 필요한 실정이다. CFT기둥-RC 무량판 접합부의 구조성능에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 변수를 고려하여 접합상세를 제안하고 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과 본 연구에서 제시된 CFT기둥-RC 무량판 접합상세의 펀칭강도는 ACI에서 규정한 RC 무량판 펀칭강도와 동등하거나 상회하는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과를 토대로 CFT기둥-RC 무량판의 펀칭전단강도 예측식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3A호
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• pp.331-340
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• 2008

본 연구는 상부 플랜지가 없는 I형 강재 거더, 즉 역T형의 강재 거더의 일부를 콘크리트에 매립한 역T형강-콘크리트 합성바닥판의 구조거동을 실험적 연구를 통해 분석하여 이를 토대로 새로운 개념의 교량 바닥판 상세를 제안하고자 실시하였다. 이를 위해 기존의 철근콘크리트 바닥판과 강합성 바닥판 시험체를 제작하여 정적 휨파괴 시험을 실시하였다. 이로부터 극한 및 최대하중을 평가하였으며, 전단홀 관통 철근의 적용 유무에 따른 구조거동의 변화를 분석하였다. 실험 결과 전단홀 관통 철근을 적용할 경우에는 충분한 전단강도가 확보되어 전형적인 인장파괴 형태를 나타내고, 극한 및 최대하중 모두 철근콘크리트 바닥판보다 높아지는 것을 알 수 있었다. 또한 철근콘크리트 바닥판보다 강합성 바닥판의 처짐이 크게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.749-758
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• 1998

현장타설 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성 평가를 분석하고 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량의 전단연결부의 강성을 평가하기 위한 실험을 통해 전단강성을 구하였다. 전단연결부 채움재료의 강도특성에 대한 변수연구와 국부적인 응력분포를 파악하기 위하여 push-out 실험부재에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석을 통해 구한 하중-슬립관계를 실험에서 구한 것과 비교하여 타당성을 검증하고 프리캐스트 바닥판 교량 전단연결부의 초기 강성에 대한 평가식을 제안하였다. 선형해석을 수행하여 전단연결재 지름과 모르터의 강도에 따른 손상의 양상과 전단연결재와 무수축모르터에 각각 파괴기준을 적용하여 파괴하중을 예측하고 실험값과 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.173-176
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• 2008

본 연구는 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단거동 특성을 규명함에 그 목적이 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 실험변수로는 전단 스팬비(a/d), 보강재 종류, 보강 방향, 보강 방법 등을 고려하여 실험을 수행하였다. 보강방법은 전단성능이 취약한 철근콘크리트 보 측면에 홈을 형성하고 에폭시를 충전한 이후 다방향 채널형 FRP판을 삽입하여 부착시켰다. 실험결과 다방향 채널형 FRP판으로 보강된 철근콘크리트 보의 대부분은 보강되지 않은 보에 비해 최대 전단강도가 최대 42%까지 증진 되었다. 또한 다방향 채널형 FRP판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 휨파괴를 유도하는 연성구간의 증진 효과가 매우 좋은 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.760-763
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• 2011

본 논문의 목적은 효율적인 3절점 판 유한요소를 개발하는 것이다. Hellinger-Reissner 범함수에 근거한 혼합정식화(mixed formulation)를 사용한다. 잠김현상을 일으키는 전단변형률장을 독립적으로 분리한 후, MITC(Mixed Interpolation of Tensorial Components)방법을 이용하여 대체전단변형률장(assumed transverse shear strain field)을 구성한다. 추가적으로 회전된 반변기저벡터(contravariant base vector)로 정의된 근사전단변형률장(approximated transverse shear strain field)에 미지수(unknowns)를 도입하여 혼합정식화를 완성시키고 정적응축(static condensation)을 통해 최종 강성행렬을 구성한다. 거짓영에너지모드시험(spurious zero energy mode test), 조각시험(patch test), 등방성시험(isotropic test) 등을 실시하였으며, 4변 완전구속 정사각형 판 구조물과 60도 기울어진 단순지지 판 구조물 등 예제들을 해석하여 MITC3판 유한요소와 수렴성능을 비교하였다.