• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.881-887
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• 2012

섬유강화 복합재료는 금속 재료보다 비강성 및 비강도가 높아 경량화가 요구되는 산업에서 수요가 증가하고 있다. 이러한 섬유강화 복합재료는 방향성을 가진 섬유 원사를 일정한 규칙으로 배열하고 에폭시 수지와 같은 레진을 이용하여 경화한 후 사용하게 된다. 섬유강화 복합재료는 구조적인 특성상 섬유배열각도에 따라 서로 다른 재료물성을 나타내기 때문에 섬유강화 복합재료의 강도를 정확히 평가하는 것은 이들을 구성요소로 하는 복합재료 구조물의 설계 또는 파괴에 대응한 설계에서 매우 중요하다. 이에 본 논문에서는 평직 탄소섬유강화 복합재료 적층판을 대상으로 섬유배열각도($0^{\circ}/90^{\circ}$, $30^{\circ}/-60^{\circ}$, $+45^{\circ}/-45^{\circ}$)에 따른 인장시험을 통하여 정적 파괴강도를 평가하였으며, 복합재료를 구성하고 있는 섬유의 구조적인 주기성을 포함하는 Tan과 Cheng의 강도함수와 조화함수를 이용하여 섬유배열각도에 따른 평직 탄소섬유강화 복합재료의 정적 파괴강도를 예측하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.796-805
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• 2020

연구목적: I형 강거더의 압축플랜지에 80MPa급의 고강도 콘크리트가 합성된 거더의 극한휨강도 평가를 위하여 정적재하시험을 수행하였다. 연구방법: 본 실험은 전단연결 상세가 다른 2종류의 실험체를 설계 및 제작하여 극한한계상태 도달까지 극한휨거동을 평가하였다. 또 실험 결과와 변형률적합법 결과 비교를 통해 극한강도를 평가하였다. 연구결과: 상대슬립 측정 결과 0.02mm 이내 변위를 확인함으로서 두 실험체가 완전결합을 담보한다는 것을 검증하였다. 따라서 전단상세의 차이는 강성에 큰 영향을 미치지 않으며 완전합성 된다면 극한한계상태까지의 거동에도 차이가 없다. 결론:실험 대상이 되는 거더는 사용하중이 탄성범위 내 있고, 허용처짐에 대한 사용성 요구조건을 충족시킨다. 따라서 케이싱 일부가 균열이 발생하는 수준의 인장력을 받더라도 철근의 역할로 인해 바닥판이 압축 파괴에 먼저 도달한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.173-181
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• 2017

장애물제거기는 선로 내 장애물에 의한 충돌사고 발생 시 장애물을 선로 밖으로 밀어내거나 에너지흡수부재를 통해 충돌에너지를 흡수하여 열차 탈선을 방지하고 충돌사고에 의한 피해를 최소화하기 위한 장치이다. 본 연구에서는 인장형 에너지흡수부재와 4절 링크를 이용하여 장애물제거기의 작동 메커니즘을 구성하여 장애물제거기를 설계하였다. 또한 EN 15227에서 요구하는 정적강도 및 에너지흡수조건을 확인하기 위한 성능검증시험 방법을 고안한 뒤 유한요소해석 및 UTM (Universal Test Machine)을 이용한 성능검증시험을 수행하였다. 본 연구를 통해 EN 15227의 요구조건을 만족하는 장애물제거기를 개발하였으며, 제안된 장애물제거기의 설계 및 검증 절차에 따라 붕괴하중의 조절이 가능하며 이를 실험을 통해 검증할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.21-31
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• 2018

이 논문은 철도교 교량 바닥판의 영구거푸집 목적으로 개발된 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널과 그 패널을 적용한 교량바닥판의 구조 성능 검증을 위한 정적하중재하실험을 수행결과를 정리하였다. 영구거푸집 용도의 리브가 부착된 프리캐스트 패널을 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하였고 후타설 콘크리트와 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널이 합성된 교량 바닥판 부재를 대상으로 폭 400mm 보부재와 폭 1200mm 판부재를 각각 3개씩 제작하여 총 12개의 실험체에 대하여 정적하중재하 실험을 수행하였다. 모든 실험체의 단면은 바닥판 설계지간 1.6m를 갖는 두께 240mm의 철도교 바닥판을 가정하여 결정하였고, 시공하중이 작용하는 프리캐스트 패널에 대하여 콘크리트 표준시방서에 따른 거푸집 설계하중을 재하하였을 때 리브가 부착된 프리캐스트 콘크리트 패널 하면의 인장응력이 콘크리트 인장강도를 초과하지 않도록 단면을 설계하였다. 각 실험체에 대하여 하중에 따른 철근변형률, 콘크리트 변형률, 균열폭, 처짐, 합성부재의 시공이음면의 슬립량을 계측하여 그 결과로부터 구조물의 안전성과 사용성 평가를 수행하였다. 모든 실험체는 현행 설계기준에서 요구되는 안전성 및 사용성 기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.993-999
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• 2008

인구밀집지역인 도심부나 주거지역 인근에서 이루어지는 철도교량 신축에 있어서 급속시공은 매우 의미가 있다. 이러한 신속한 시공과 더불어 교량 거더의 형고의 유동적 조절도 중요하다. 기존 I형 거더는 단면에서 수직방향으로 중립축으로부터 떨어진 모멘트 팔 길이와 긴장력을 이용한 평형을 근간으로 하는 까닭에 형고 조절에 있어 다소 어려움이 있었다. 이에 기존 단일 박스거더의 축소형인 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 보는 긴장력 조절과 콘크리트 압축강도에 따라 경간길이 및 형고 변화가 상대적으로 I형보에 비해 용이하다. 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 거더의 철도교 적용성을 확인하기 위해 지간 30m, 형고 1.7m, 폭 3.63m의 실물크기 거더를 제작하였고 하중재하/변위재하를 이용하여 총 6,200kN의 하중을 유사정적으로 가력하였다. 실험은 4점재하시험으로 하중-변위곡선, 하중-변형율을 이용하여 휨성능을 기본적으로 확인하였고 1차 하중제거와 재재하를 통해 긴장재의 역할을 확인 하였다. 유사정적거동을 본질적으로 확인하기 위해 쉘요소를 이용한 3차원 재료비선형해석을 통하여 실험결과와 평행하게 비교하였다. 콘크리트의 비선형성은 손상-소성모델(Lee & Fenves,1998)을 이용하여 콘크리트 인장/압축 소성연화거동, 인장강화거동을 묘사하였다. 실제 균열패턴과 해석 손상패턴을 비교검토 하였고 하중-변위, 단면에 따른 하중-변형율 관계를 실제 실험결과와 비교검토 하였다. 비선형 해석에 사용된 재료물성치와 해석모델의 보유 탄성에너지 조율은 실제 거더에 가진실험을 통해 획득한 고유주파수를 통하여 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.83-92
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• 1987

피로하중(疲勞荷重)을 받는 RC 구조물은 정하중(靜荷重)을 받는 경우에 비(比)하여 큰 변형율(變形率)과 미세균열(微細龜裂)을 수반하게 된다. 계속되는 반복하중(反復荷重)으로 인하여 균열(龜裂)은 진전(進展)하게 되고 이러한 균열부(龜裂部)의 응력집중(應力集中)은 스터럽과 인장철근(引張鐵筋)의 변형율(變形率)을 계속 증가(增加)시키게 되어 결과적(結果的)으로 RC 구조물은 파괴(破壞)단계에 이르게 된다. 스터럽의 변형율(變形率)은 사인장균열(斜引張龜裂)이 발생(發生)하면서 급격한 증가(增加)를 보이게 되며 이와 같은 스터럽의 평균변형율(平均變形率)은 반복회수(反復回數)(N)의 증가(增加)에 따라 logN에 비례함을 알 수 있었다. 이와 같이 RC 구조물의 파괴(破壞)는 콘크리트의 균열성장(龜裂成長)과 밀접한 관계가 있다. 또한, RC 구조물의 피로수명(疲勞壽命)을 100만(萬) cycle로서 볼 때 이에 대한 피로강도(疲勞强度)는 정적극한강도(靜的極限强度)의 약 60~70% 정도로 알려져 있다. 본(本) 실험(實驗)에서 사용(使用)된 RC 구조물의 피로강도(疲勞强度)는 약 70%로서 기존의 연구결과(硏究結果)와 잘 부합됨을 확인 할 수 있었다. 따라서 RC 구조물이 이보다 높은 피로하중(疲勞荷重)을 받게되면 피로수명(疲勞壽命)은 훨씬 짧아지게 되며, 이와 같이 피로하중(疲勞荷重)과 피로수명(疲勞壽命)과의 관계는 서로 반비례(反比例)함을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.1-6
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• 2006

PSF/AS4 복합재 적층구조의 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 변분이론을 이용한 에너지 발산율(energy release rate) 분석을 이용하여 연구하였다. 변분이론 분석은 수지미소균열에 대한 파괴역학을 해석하는데 사용되어 왔으며 이 논문에서는 피로하중 하에서 가속노화 시간에 따르는 파괴인성이 어떻게 변하는가를 설명하였다. 수정된 Paris 법칙에 의한 선도는 각 재료마다. 미소균열이 형성되는 특성을 나타낸다. PSF/AS4 $[0/902]_s$ 적층구조가 60일 동안 유리천이온도에 근거를 두고 세분한 4개의 각기 다른 온도로 가속노화를 하였다. 모든 온도에서 파괴인성은 가속노화 시간에 따라 감소하였다. 높은 온도에서의 파괴인성의 감소는 낮은 온도에서의 감소보다 빠르게 진전되었다. 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 파악하기 위해 유리 천이온도인 섭씨 180도에 가까운 170도에서 60일 동안 노화한 것과 노화하지 않은 것을 비교하였다. 노화된 시편에 대하여 파괴인성의 변화(${\Delta}G_m$)가 낮은 값에서 미소균열이 형성되는 것을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.95-104
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• 2002

이 논문은 콘크리트 콘 파괴에 의해 지배될 때의 인장력의 예측과 Headed bar의 인발 파괴 양상을 보여준다. 1개의 다른 플레이트 형상과 세가지의 서로 다른 용접 방법에 따라 시험이 이루어졌다. 시험의 변수는 Headed plate에 연결된 철근의 직경(16mm, 19mm, 22mm), 형상(원형, 직사각형, 정사각형)과 head plate의 차원(면적, 두께), 철근과 head plate와의 연결을 위한 용접 방법(일반용접, 마찰용접)이다. Headed bar는 ASTM 970-98에 기초한 모양과 두께를 가진 다른 단면적으로 제조되었으며 콘크리트의 부착 길이는 CSA 23.3-94에 의거하여 산정되었다. 정적 인장하중이 적용되었으며 시험 인발 성능은 ACI-349와 CCD 방법과 같은 현재의 설계방법에 의해 산출된 값과 비교하였다. 실험결과와 기존식을 비교하면 Headed bar가 앵커와 달리 넓은 플레이트 면적과 이형철근으로 인해 기준식에 비해 높은 강도와 큰 파괴 반경을 나타내었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.49-52
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• 2008

유리섬유를 사용한 섬유강화복합체(Glass Fiber Reinforced Polymer, GFRP) 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것으로 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판을 제작하여 GFRP 보강근의 보강비에 따른 거동을 관찰하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능 및 처짐 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.