• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.353-367
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• 2003

이 논문에서는 단조증가하중 하에서 철근콘크리트 전단벽의 수치해석을 위해 개발된 재료모델을 반복하중을 포함한 일반적인 하중 하에서의 구조 거동을 효과적으로 모사하기 위한 해석모델로 확장하여 제안하고 있다. 먼저 재료모델을 구성함에 있어 하중이력에 따라 인장과 압축이 교대로 작용하는 콘크리트는 기본적으로 회전균열모델을 따르는 직교이방성 재료로써 가정하였고, 직교하는 축에 대해 인장과 압축을 오가는 이력곡선을 중심으로 등가의 일축응력-변형률 관계를 정의하였다. 나아가 철근은 평균응력-변형률 개념을 통해 단조증가 상태의 응력-변형률 관계를 구성하였고, 역전된 반복하중으로 인해 발생하는 Bausc-hinger 효과를 고려하여 이력곡선을 정의하였으며, 전단 효과를 고려하기 위해 전단지간 비에 따라 기존에 제안된 이력곡선을 수정하였다. 특히 해석과정의 효율성을 도모하고 변형연화 거동특성 등 일반적인 하중-변위 평형경로를 갖는 철근콘크리트 구조물의 비선형 해석을 위해 arc-length 기법을 도입하였다. 또한 제안된 수치해석모델에 대한 효율성을 검증하기 위해 요소단위의 철근콘크리트 판넬 시험체와 대표적인 전단벽 시험체의 반복하중 이력에 따른 하중-변위 관계 등 전단에 의해 지배를 받는 구조체에 대한 해석 결과와의 비교가 이루어졌다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.197-200
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• 2008

철근콘크리트 코벨은 전단지간대 유효깊이의 비가 1보다 작은 부재로서, 주로 보의 하중을 기둥으로 전달하기 위해 사용된다. 이러한 철근콘크리트 코벨의 극한강도 및 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 콘크리트의 압축강도, 철근의 배근형태와 배근량, 그리고 부재의 형상 등 다양한 변수들의 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 철근콘크리트 코벨의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델방법을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 코벨의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수평 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 제안한 하중분배율을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계규정에 적용하여 파괴실험이 수행된 30개 철근콘크리트 코벨에 대한 극한강도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 실험결과 및 ACI 318-05 설계기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.673-682
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• 1997

이 논문에서는 회전관성과 전단변형이 변화곡률 아치의 고유진동수에 미치는 영향을 분석하였다. 임의의 변화곡률을 갖는 등단면 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하였으며, 유도된 미분방정식에 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 포물선, 원호 및 타원 아치를 적용하여 수치해석하였다. 해석결과로서 무차원 변수인 아치높이 지간길이비 및 세장비 변화에 따론 최저차 4개의 무차원 고유진동수를 산출하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.774-781
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• 2002

본 연구에서는 국내에서 활용하고있는 지간거리 l0m인 실물크기 4개의 싱글티 슬래브의 댑 단부에 대하여 8번의 전단실험을 실행하였다. 시험체는 국내 규준의 주차장을 위한 활하중 500kgf/$m^2$와 매장용도를 위한 활하중 1,200 kgf/$m^2$을 적용하여 설계하였다. 강도설계규준을 모두 만족시키면서 시험체에 적용시킨 변수는 걸이철근의 배근방법을 다르게하여 적용시켰다. 현재 국내에서 활용하는 PCI 배근방법에의한 단면과, 90$^{\circ}$절곡배근, 60$^{\circ}$절곡배근에 대한 각 실험결과를 비교 분석하였다. 1) 5mm깊이 빗질로 거칠게 마감한 플랜지 상부의 모든 시험체는 종국파괴까지 토핑콘크리트와 일체 거동하였다. 강선의 정착구 파괴로 인한 조기 파괴된 하나의 시험체를 제외하고서 주어진 강도규준 설계를 대체로 만족시켰다. 2) 걸이철근의 여러 가지 형태를 변수로 두어 실험한 결과 복부 전단균열과 수직으로 배치된 60$^{\circ}$절곡 배근형태의 시험체가 사용하중과 종국하중에서 가장 우수한 결과를 나타냈으며, PCI 형태의 일반배근, 90$^{\circ}$절곡배근의 순으로 전단성능이 좋게 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.505-517
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• 2004

상자형보와 윈형기둥으로 구성된 강재교각 정합부의 응력평가식 제안에 대한 연구이다. 원형기둥을 각형으로 치환하여 사용하고 있는 기존의 응력평가식은 정합각도가 감소함에 따라 전단지언능력은 과소평가되고, 전단응력은 접협각도가 증가함에 따라 과대하게 평가되는 문제점이 있다. 따라서 이라한 문제점 을 보완하기 위해 다양한 매개변수, 즉 접합각도 (${\alpha}$), 전단지간/보의 폭비 (L/B) 기둥의 휨강성/보의 휨강성비 (k) 를 사용하여 유한요소해석을 수행하고 해석결과를 이용하여 기존 응력평가식의 문제점을 보완할 수 있는 응력평가식을 제안하였다. 한편, 허용응력 대비 극한내하력의 안전율을 검토하기 위해 재료 및 기하 비선형해석을 수행하여 제안식의 타당성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.365-373
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• 2008

섬유복합재료(Fiber Reinforced Polymer, FRP)는 경량성, 높은 설계기준강도, 비전기 비자성 및 내부식성의 특징 등으로 인하여 최근 건설분야에서 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)는 가격 경쟁성에서 우수하여 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나 GFRP는 상대적으로 낮은 탄성계수를 가지고 있어 처짐이 과대하게 발생함으로 구조부재 단면으로서 활용되기 위해서는 단면이 커야하며, 설계시 사용하중에 의한 처짐 제한에 대한 검토를 실시해야 한다. 이에 본 연구에서는 언급된 기술적인 문제점을 해결하기 위하여 대형 단면의 적용이 가능하도록 모듈형식의 단면을 제안하였다. 그리고 FRP의 낮은 강성을 확보하군 위하여 콘크리트를 충진하는 새로운 FRP+콘크리트 합성 거더 형상을 개발하였다. 개발된 FRP)콘크리트 합성 거더의 전단지간비와 콘크리트 충진 여부에 따른 전단강도 및 처짐, 중립축 변화를 확인하고자 전단실험을 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.67-73
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• 2017

최근 초고층 빌딩과 같은 대형 구조물의 증가로 인하여 기초의 허용 지지력 확보를 위한 대구경 말뚝의 수요가 급속히 증가하고 있다. 이 연구에서는 기성 대구경 PHC말뚝의 전단성능을 향상시키기 위하여 속채움 콘크리트와 전단철근을 사용하여 대구경 합성 PHC말뚝을 제작하였다. 제작된 시험체는 KS규격의 전단강도 시험방법에 따라 수행하였고 변위제어 방법으로 진행하였다. 전단시험을 통하여 F 시험체는 휨균열과 경사균열이 발생한 이후 급작스런 수평균열이 발생하였으나, FT 시험체는 수평균열의 발생 없이 말뚝의 전 지간에 걸쳐 휨균열과 전단 경사균열이 일정 패턴으로 발생하였다. 또한, 대구경 합성 PHC말뚝의 최대하중은 PHC말뚝과 비교할 경우, F 시험체의 경우 2.9배, FT 시험체의 경우 3.3배 이상으로 크게 향상된 것을 확인하였다. FT 시험체의 높은 전단 저항 능력은 전단철근의 배근으로 인하여 대구경 합성 PHC 말뚝이 우수한 합성거동을 하였고, 발생한 전단균열의 성장을 효과적으로 제어하였기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.67-78
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• 2004

주변의 뒷채움 흙과 파형강판 벽체의 상호작용을 통해 외력을 지지하는 지중강판구조물에서는 상부의 차량하중에 의해서 토피 지반에서 전단파괴, 또는 인장파괴가 발생하여 구조물의 파손이나 붕괴를 유발할 수 있다. 현재 적용 중인 설계기준들에서는 이를 방지하기 위하여 상부아치 위로 확보해야 하는 최소한의 토피 두께(토피고)를 규정하고 있으나, 이들은 표준형 파형강판으로 제작한 지간 7.7m 이하의 구조물에 대한 수치해석에 바탕을 두고 있으므로, 지간이 그 이상인 장지간 구조물에는 적용기가 어렵다. 이 연구에서는 원형 및 낮은 아치형 단면의 지중강판구조물에 대하여 강판 부재와 뒷채움 지반을 함께 모사한 수치해석을 실시하여 장지간 구조물에 대한 최소토피고의 크기를 분석하였다. 해석 결과, 현재의 시방기준은 장지간 구조물의 최소토피고를 과다산정하는 경향을 보였으며, 지간이 10m 이상일 경우의 최소토피고는 지간의 크기 및 단면형상에 관계없이 1.5m 정도로 나타났다. 최소토피고를 만족하지 못하는 경우에는 토피 지반에 활하중 분산효과가 뛰어난 콘크리트 보강 슬래브를 적용할 수 있는데, 원형 단면의 장지간 구조물에 대한 수치해석을 통해서 보강 슬래브가 토피 지반 위에 재하되는 활하중에 의한 강판 부재의 축력과 휨모멘트를 크게 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 토피 두께가 기준에 미달하더라도 적절한 규격의 보강 슬래브를 설치하는 지중강판구조물은 기존의 절차에 따라 축력지배구조로서 설계 및 해석이 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.545-553
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• 2016

이 논문에는 교량바닥판의 지간장이 짧은 단지간용 프리캐스트 콘크리트패널에 대해 수행한 정적하중 재하실험 결과들을 나타내었다. 단지간용 콘크리트패널은 콘크리트패널 하면에 콘크리트리브가 부착되어 있으며, 기존 LB-DECK과 달리 콘크리트패널 상면에 Top bar가 없는 단면이다. 콘크리트패널에 부착되는 콘크리트리브의 개수와 단면 상세는 교량바닥판의 지간장과 철근콘크리트바닥판 두께 변화에 따른 설계하중에 대해 변수해석 결과를 토대로 결정하였다. 콘크리트패널 상면에는 현장타설되는 콘크리트와 합성거동을 위해 전단철근을 배치하였다. 변수해석을 통해 산정된 콘크리트패널이 설계하중에 대해 사용성과 안전성을 만족하는 가를 확인하기 위해 정적하중 재하실험을 수행하였다. 지간장 1.6 m인 단지간 콘크리트패널 실험체 3개 제작한 후 정적하중 재하하면서 각 실험체의 처짐, 균열, 그리고 최종 파괴양상을 살펴보았다. 설계하중이 작용할 때 각 실험체의 처짐, 균열하중, 그리고 균열폭을 토대로 사용성을 평가하였다. 또한 각 실험체의 최종 파괴양상과 극한강도를 토대로 계수설계하중에 대한 안전성을 평가하였다. 실험 결과 단지간용 콘크리트패널이 사용성과 안전성을 만족하는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 단지간용 콘크리트패널을 적용할 수 있는 교량바닥판의 지간장 범위를 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권4호통권33호
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• pp.543-555
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• 1997

일반적으로 합성형 교량에 있어서 강판형과 콘크리트 슬래브 사이의 일체성은 강재와 콘크리트라는 이질재료의 접합부 사이에 위치한 전단연결재의 강성과 배치간격에 의해 영향을 받게 된다. 따라서 전단연결재는 두 재료가 일체로 거동할 수 있도록 충분한 강성을 가져야만 하며, 강성이 부족하게 되면 접촉면에서 미끄러짐이 발생한다. 이때, 미끄러짐의 발생을 고려한 것을 불완전합성형이라 한다. 본 논문에서는 불완전합성형의 해석에서 복잡한 계산과정을 거치지 않고 불완전율에 따라서 전단연결재의 강성과 간격을 산정하는 간이추정법에 대하여 연구하였으며, 단면과 지간에 따른 형특성, 불완전율, 하중작용점에 따라서 전단연결재에 작용하는 수평전단력, 축력 등의 변화양상을 간단한 영향선으로 나타내었다. 또한, 해석 예로서 Newmark의 partial interaction theory이론을 기초로 한 블완전합성형의 기초미분방정식을 적용하여 불완전율에 따라서 1) 스프링상수와의 관계 2) 축력 및 수평전단력과의 관계 3) 응력 및 중립축과의 관계를 고찰하였다.