• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.635-643
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• 2004

본 연구에서는 그라우트 충전식 철근이음의 보다 합리적인 설계를 위한 자료를 제공하기 위하여 그동안 개발되어 사용되고 있는 각종 그라우트 충전식 철근이음의 구조성능을 비교 분석하고자 국내뿐만 아니라 외국에서 실시했던 각종 그라우트 충전식철근이음의 320여개 실험결과를 수집한 후에 철근이음의 내력을 중심으로 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 그라우트 충전식 철근이음의 내력은 철근의 정착길이와 충전 그라우트 압축강도가 증가함에 따라서 커지는 경향을 보여주었다. 특히 이러한 경향은 상대적으로 철근의 정착길이가 짧거나 충전 그라우트 압축강도가 낮아서 부착파괴가 발생한 실험체에서 뚜렷하게 나타났다. 둘째, 슬리브의 형상이 그라우트 충전식 철근이음의 부착강도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 부착파괴된 철근이음 실험체에서 철근의 직경에 따른 철근이음 내력의 차이가 특별하게 나타나지 않았다. 넷째, 충전 그라우트 충전식 철근이음에서 철근 항복강도의 $125\%$ 이상의 인장력을 전달하여 ACI 및 국내 규준을 만족하기 위해서는 그라우트 압축강도가 70MPa이면 철근의 정착길이를 4.5d 이상, 그라우트 압축강도가 80MPa이면 철근의 정착길이를 3.9d 이상 확보해야 한다. 또한, 철근 인장강도 이상의 인장력을 전달하여 AIJ 규준을 만족하기 위해서는 충전 그라우트 압축강도가 70MPa이면 철근의 정착길이를 5.34 이상, 그라우트 압축강도가 80MPa이면 철근의 정착길이를 4.7d 이상 확보해야 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.611-620
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• 2016

철근항복강도가 420 MPa만 사용되는 원자력발전소는 대구경 철근이 과밀 배근되어 정밀시공이 어렵고 콘크리트구조물의 품질저하가 우려된다. 과밀배근 해소를 위해 항복강도 550 MPa 철근의 사용이 필요하다. 이 연구에서는 550 MPa 고강도철근의 실용화를 위해 요구되는 여러 검토 항목 중, 철근과 콘크리트 일체 거동을 위해 필요한 43 mm 갈고리철근의 정착거동을 실험적으로 평가하였다. 실험체 모두 목표했던 측면파열파괴가 발생하여, 최대하중에서 측면 피복두께가 급격히 탈락하였다. 가력 초기에는 대부분의 하중을 직선구간의 부착에 의해 지지하였으나, 최대 하중의 1/3 지점부터 부착에 의한 기여도가 저감되기 시작하여 최대 하중에서는 대부분 갈고리 지압에 의해 하중을 지지하였다. 횡보강철근이 있는 실험체에서 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값] 비율의 평균이 1.45였다. 35 mm 초과 철근에 적용이 금지된 횡보강철근에 대한 보정계수 0.8을 적용하여도 안전한 갈고리 정착이 가능하다. 고강도콘크리트를 사용한 경우에는 [실험값]/[콘크리트구조기준 예측값]의 비율이 1.0로 다른 경우에 비해 안전율이 부족하였다. 콘크리트강도의 제곱근에 비례하는 콘크리트구조기준은 고강도 콘크리트에서 안전측이 아니므로 콘크리트 압축강도에 대한 영향을 저감시킬 필요가 있다. 실험결과를 회귀분석하여, 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근의 영향을 고려한 갈고리철근 정착강도 평가식을 개발하였다. 13개 실험데이터와 비교한 결과, [실험값]/[예측값] 비 평균이 1.0, 변동계수가 10%로 매우 정확히 강도를 예측하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.119-126
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• 2006

본 논문에서는 철근콘크리트 보에 탄소섬유시트를 부착했을 때와 부착 후 전단철근에 정착했을 때 발생하는 휨 보강 효과에 대한 연구결과를 제시한다. 이를 위해 총 6 개의 $150mm{\times}250mm{\times}2000mm$ 크기의 철근콘크리트 보 실험체를 제작하였다. 탄소섬유시트의 부착과 정착 위치에 따라 보의 휨강도 보강효과를 연구하였고 이로부터 전단철근에 탄소섬유시트를 정착했을 때 보의 휨강도가 현저하게 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 여러 가지 정착위치 중에서 다정착 시트가 가장 효과적인 보강효과를 나타내었고 무보강 보 실험체에 비해 53%의 휨강도 증진효과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.59-67
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• 2014

현행 콘크리트구조기준 (KCI2012) 및 ACI318-11에서 B급이음된 일자형 이형철근에 대하여 인장력에 대한 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정하고 있다. 동일 기준에서 확대머리 이형철근의 정착길이를 제시하고 있지만 겹침이음상세에 대한 규정은 없다. 이에 본 연구에서는 400MPa과 500MPa 설계기준항복강도를 가지는 확대머리 이형철근의 겹침이음실험을 실시함으로써, 기준의 정착길이식을 겹침이음설계에 적용가능한 지를 평가하고자 하였다. 실험결과, SD400과 SD500의 설계기준항복강도를 적용한 확대머리 이형철근에 대하여 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정할 경우, 실험 최대휨강도가 공칭휨강도에 비하여 16~31% 크게 평가되었고 연성적인 휨파괴 거동을 나타내었다. 따라서, 이들 철근에 대해 정착길이 1.3배의 겹침이음길이로 설계함으로써 강도 및 변형성능 측면에서 겹침이음 성능을 확보할 수 있는 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.753-761
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• 2009

이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 인장겹침이음 영역에서의 정착저항능력에 대한 콘크리트 강도와 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 총 24개의 beam-end 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 콘크리트 강도가 증가할수록 부착응력이 커지고 전달길이가 줄어든다는 부착특성과 얇은 피복에서 쉽게 발생하는 쪼갬균열 및 취성적인 균열 진전과 같은 균열거동을 근거로 하여 현행 설계기준의 등분포부착응력 가정에 의한 정착길이 규정을 고강도 콘크리트에도 그대로 적용할 수 있는지 조사하였다. 그 결과 콘크리트 강도에 따른 정착저항능력은 피복두께의 영향을 크게 받고 있으며, 고강도 콘크리트에서는 현행 설계기준 규정보다 짧은 겹침이음길이를 갖더라도 충분한 안전율을 확보하는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 고강도 콘크리트의 정착길이는 제곱근 압축강도의 반비례가 아닌 압축강도에 직접적으로 반비례함을 확인하였으며, 현 설계기준에서 보통강도 콘크리트에 적용하는 동일 매입길이에 대한 등 분포부착응력 가정이 아닌 새로운 정착길이 계산식을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.94-101
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트(RC) 및 강섬유보강콘크리트(SFRC) 외부 보-기둥 접합부에서 SD700인 확대머리철근의 정착성능을 실험적으로 평가하였다. 실험체는 총 10개로 제작되었으며 강섬유 보강 유무, 정착길이, 보의 유효춤, 스터럽 배근상세 등을 변수로 계획하였다. 실험결과, 실험체는 실험변수에 따라 측면파열파괴, 콘크리트 브레이크아웃파괴, 전단파괴 등이 나타났다. 정착길이를 변수로 한 RC 계열실험체에서 정착길이가 25~80% 증가함에 따라 정착강도는 26.5~42.2% 증가하여 정착길이에 비례하지 않음을 확인하였다. 보의 유효춤이 2배인 JD 계열 실험체는 콘크리트 브레이크아웃파괴가 나타나 기준 실험체에 비하여 31.5~62% 최대내력이 감소하였다. 확대머리철근 주위의 전단보강근 간격이 기준실험체에 비하여 1/2배인 S 계열 실험체는 8.4~ 9.7% 최대내력이 증가하였다. SFRC 실험체 콘크리트 압축강도가 RC 실험체 콘크리트 압축강도에 비하여 29.3% 작게 평가되었지만, 정착강도는 7.3~12.2% 더 크게 증가하였다. 이에 강섬유 보강에 따른 확대머리 철근의 정착성능이 크게 향상됨을 확인하였다. KDS 기준의 정착길이 92%, 110%로 배근된 실험체의 실험 최대내력이 이론내력에 비하여 92%, 99%인 결과를 고려하면 안전율을 더욱 크게 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 정착길이 대비 보의 유효춤을 고려한 설계식 제시가 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.430-439
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• 2002

콘크리트 내 이형철근 정착의 중요성은 철근콘크리트 구조에서 필수적인 요소이다. 표준갈고리는 인장정착을 위하여 광범위하게 사용되어 왔으나 콘크리트의 고강도화에 따라 부재 단면이 작아지는 추세 등으로 인하여 보-기둥 접합부에서는 좁은 공간에 철근이 과밀하게 배근됨으로써 시공 상의 어려움이 제기되고 있다. 단부 기계적 정착장치를 갖는 철근(단부보강철근)을 사용하는 경우 정착길이를 감소시키고, 정착부 상세를 단순화하며, 반복하중에 대한 저항능력을 증가시키는 등의 이점으로 인하여 공사비와 공사시간을 단축시킬 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 단부보강철근의 뽐힘강도 및 거동에 대한 실험적 연구이다. D25 이형철근을 사용하여 수행된 총 33회의 뽑힘강도시험에서 실험변수는 철근 묻힘깊이, 철근중심과 콘크리트 가장자리간 거리, 단부보강 철물의 크기, 그리고 횡보강근(전단철근)의 간격이었다. 실험적으로 결정된 뽐힘강도는 CCD 방법에 의해 계산된 예측값에 관전하는 결과를 얻을 수 있었다. 철근 묻힘깊이가 증가하거나 철근과 콘크리트 가장자리간 거리가 증가할수록 뽑힘강도도 증가하였고 단부보강 철물의 크기가 증가함에 따라 뽑힘강도도 대체로 증가하는 경향을 보였다. 전단철근의 영향에 대한 연구로부터 뽑힘강도에 대한 파괴변에 걸친 전단철근의 영향을 나타내기 위하여 CCD 방법을 이용한 뽑힘강도 예측시 보정계수의 사용이 제안되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.519-525
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• 2010

FRP 보강근의 정착과 이음에 대한 국내외 실험을 수집하고, 정착과 이음실험을 분리한 회귀분석을 통해 쪼갬파괴에 의한 정착길이 설계식과 이음길이 설계식을 제안하였다. 이음실험에 의한 평균 부착강도는 정착실험에 의한 평균 부착강도에 비해 낮으며, C/$d_b$에 크게 영향을 받는 것으로 평가되었다. 따라서 합리적인 이음길이 설계를 위해 이음실험만으로 구성된 데이터에 근거한 이음길이 설계식을 개발할 필요가 있다. 또한 부착강도의 분산(分散)이 FRP 보강근의 인장강도 분산에 비해 크므로, 정착길이와 이음길이 설계식에 이를 반영한 안전율이 요구된다. 이 연구에서는 FRP 보강 콘크리트 구조물의 하중계수와 강도감소계수가 철근콘크리트구조와 동일하다는 조건에서, 철근 품질관리에 적용되는 5% 분위수를 이용하여 경제적이면서 신뢰성 높은 정착길이와 이음길이 설계식을 개발하였다. 제안된 이음길이 설계식은 정착실험을 중심으로 개발된 ACI 440 설계식보다 C/$d_b$의 영향을 정확하게 반영하여, C/$d_b$가 3.0 이상인 경우 ACI 440보다 짧은 이음길이가 산정된다. FRP 보강근이 주로 활용될 것으로 기대되는 외기에 노출된 슬래브와 벽체의 배근 특성을 고려하면 이 연구에서 제안된 설계식은 매우 경제적인 이음길이 설계를 가능하게 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.323-331
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• 2007

본 연구에서 수행된 GFRP 보강근의 인발실험 결과로부터 보강근의 정착길이에 관한 설계식을 제안하였다. 총 48개의 인발실험 및 수정 인발실험을 완료하였다. 실험 변수는 묻힘길이 (L=10, 15, 20, $30d_b$), 수직 배근 및 수평 배근, 보강근의 높이 (H=100, 300mm) 및 피복두께 $(C=2{\sim}5d_b)$이었다. 실험에는 우리나라에서 개발된 D13 GFRP 보강근을 사용하였다. 수직배근된 모든 보강근 인발실험의 결과 평균부착강도는 6.39 MPa, 5% 분위수는 4.63 MPa이었다. 이 결과로부터 도출된 기본 정착길이에 관한 식은 2003년도 ACI 440 위원회에서 제시한 식과 일치하였다. 그러나 본 연구의 수정 인발실험의 결과는 이 식이 비보수적일 수 있다는 결론을 제시하였으므로, 보수적으로 기본 정착길이를 약11% 상향 조정하였다. 또한, 상부근 효과 및 피복두께의 정착길이에 관한 영향을 실험 결과로부터 결정하였고, 정착길이 식 제안에 포함시켰다. 본 연구에서 제안한 식은 압축강도 $20{\sim}24MPa$의 저강도 내지 보통강도 콘크리트 만을 대상으로 한 제약점이 있으나 콘크리트 강도가 증가함에 따라서 정착길이는 감소하므로, 이 식을 보다 높은 강도 콘크리트에 적용하는 경우 안전한 결과를 갖는 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.421-422
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• 2009

본 연구는 국산 CFRP 긴장재 및 정착구의 피로거동을 파악하기 위해 반복하중을 재하하여 피로시험을 수행하였다. 압착형 및 부착형 정착구는 피로성능을 만족하였고, 부착형 정착구를 사용하여 CFRP 긴장재의 피로거동을 수행한 결과, 100만, 200만 피로강도는 각각 992, 871MPa로 나타났다.