• 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.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권6호
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• pp.141-149
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• 2009

본 연구에서는 GFRP 하부근과 상부근의 정착길이 설계식을 제안하기 위하여 실험적 연구를 수행하고 실험결과의 통계적 분석을 실시하였다. 상부근과 하부근 각각 52개의 수정인발실험을 계획하였으며, 실험변수는 보강근의 묻힘길이(보강근 지름의 15, 30, 45배), 순피복두께(보강근 지름의 0.5-2.0배), 상부근 효과, 보강근 종류(국내산 2종, 국외산 1종 등 3종) 및 보강근지름(D10, D13, D16)이다. 하부근과 하부근 각각에 대하여 수정인발실험을 통하여 평균부착강도를 결정하고, 평균부착강도에 대한 2변수 선형회귀분석을 실시하였다. 2변수 선형 회귀분석의 결과에 대하여 5% 분위수를 적용하여 보수적인 방법으로 정착길이 설계식을 제안하였다. 2변수 선형 회귀분석에 의한 하부근과 하부근의 정착길이 설계식을 제안하고 상부근과 하부근의 정착식을 비교하고, ACI 440.1R-06 식과 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.97-108
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• 2010

발포우레탄 패커를 이용한 압력식 쏘일네일링 공법은 기존 쏘일네일링 공법의 단점을 보완하기 위하여 개발되었으며, 그라우팅 두부에 패커를 설치하여 네일 정착부를 완전히 밀폐하고 압력 그라우팅을 실시하여 정착부의 유효직경 및 인발저항력을 증가시켜 안전율을 향상시키는 공법이다. 압력식 쏘일네일링 공법에 대한 효용성을 검증하기 위하여 발포우레탄 패커 특성시험 및 현장조건을 묘사한 실내 그라우팅 주입실험, 현장시험 및 FEM해석을 수행하였다. 본 공법의 필수요소인 발포우레탄 패커의 정착력 확인을 위한 패커 특성시험 결과, 공내에 작용하는 압력에 대하여 패커가 충분히 저항함을 알 수 있었으며, 인발저항력 증가 원인 분석을 위한 실내 및 현장 시험결과, 압력 그라우트에 의하여 그라우트의 품질확보, 보강력증가 및 주변지반의 압밀효과를 확인 하였다. 끝으로 압력식 쏘일네일링 공법을 적용한 사면 및 흙막이 벽체 설계/시공 사례를 분석하여 현장 적용시 본 공법의 효용성 및 대처능력의 우수함을 입증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.485-493
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• 2010

국내에서 개발된 이형 GFRP 보강근은 표면에 구축된 이형의 전단강도가 콘크리트의 전단강도 보다 상대적으로 작아 이형철근과 달리 이형 자체가 전단파괴되는 파괴모드를 보이는 것으로 확인된바 있다. 본 논문에서는 이형을 갖는 GFRP 보강근의 기본정착길이를 인발실험과 설계모델식과 해석적 엄밀식을 통해 고찰하였다. 실험결과, 동일조건하에서 파괴모드가 변화되는 임계정착길이가 이형철근은 직경의 15배, 이형 GFRP 보강근은 20배인 것으로 나타났다. 또한 실험결과를 ACI440.1R-03 설계모델식에 적용하여 분석한 결과, 충분한 횡구속이 수반된 경우 직경 9 mm의 이형 GFRP 보강근의 기본정착길이는 직경의 21배인 것으로 나타났다. 반면, ACI440.1R-06에 제시된 기본정착길이 모델은 실험결과에 비하여 너무 과대한 기본정착길이를 요구하는 것으로 나타났다. Cosenza 등(2002)의 모델은 실험결과에 비하여 더 적은 기본 정착길이를 요구하므로, 설계목적의 사용은 제한적인 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.317-324
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• 2015

프리스트레스 콘크리트 정착부의 설계를 위해 AASHTO 및 PTI에서 관련 설계식을 제안하고 있다. 그러나 이러한 설계식은 구조물의 긴장력이 단순 지압판을 통해 구조 전반으로 전달된다는 가정으로 유도된 것으로 실제 구조물에 적용되는 상용 정착구의 형태와는 차이가 있다. 이 논문에서는 하중전달 시험에 의한 실험적 방법과 3차원 고체요소를 사용한 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용한 해석적 방법을 통해 정착구의 형상 변수에 따른 정착부의 거동특성 변화에 대한 연구를 수행하였다. 하중전달시험 결과에서 얻어진 하중변위 곡선 및 극한하중 값을 해석을 통해 얻은 결과와 비교하여 유한요소모델의 적합성을 확인하였다. 또한 정착구의 리브의 설치위치, 리브의 개수, 리브의 설치길이를 주요 변수로 설정하여 형상변수에 따른 매개변수 연구를 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.365-373
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• 2016

강섬유 보강 초고성능콘크리트(SUPER Concrete)는 일반 콘크리트에 비해 높은 압축강도와 인장강도를 지닌다. 이러한 특성으로 SUPER Concrete로 제작된 부재는 단면을 크게 줄일 수 있고, 확대머리철근의 정착강도가 향상될 것으로 기대된다. 이 연구에서는 120 MPa, 180 MPa SUPER Concrete로 제작된 외부 보-기둥 접합부에 $4d_b$, $6d_b$의 정착길이를 갖는 확대머리철근의 정착 성능을 평가하였다. 모든 실험체에서 600 MPa 이상의 실제 항복강도가 발현된 후 일부 실험체에서 측면파열파괴가 발생되었다. 확대머리철근의 정착강도가 매우 높아 철근이 파단되는 경우도 있었다. 설계기준강도 120 MPa 이상 SUPER Concrete에 정착된 확대머리철근은 $4d_b$의 짧은 정착길이로 콘크리트구조기준에서 허용하는 철근의 최대 설계기준강도 600 MPa를 발현할 수 있는 것으로 평가되었다. 기존에 개발된 일반 콘크리트에 정착된 확대머리철근의 측면파열파괴강도 평가식과 현행 콘크리트구조 기준의 확대머리철근 정착길이 설계식은 실험값을 과소평가하였다. 일반콘크리트에서 개발된 평가식은 SUPER Concrete의 높은 인장강도 특성을 반영하지 못하기 때문으로 분석된다. 확대머리철근 정착강도를 $(f_{ck})^{\alpha}$에 비례한다고 가정하고 실험결과를 회귀분석하여, SUPER Concrete 압축강도의 0.14승에 비례하는 정착강도 평가식이 개발되었다. 40개 실험 자료에 대한 [실험값]/[예측 값]의 평균은 1.01, 변동계수는 5%였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.73-83
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• 2016

포스트텐션 공법을 적용한 콘크리트 부재의 정착구역에서 정착판 근처의 지압응력은 일반적으로 높은 프리스트레스 하중에 의해 발생한다. 따라서 단면의 효율적인 활용과 콘크리트 부재의 파괴로 이어질 수 있는 균열제어를 위해 적절한 정착판의 크기가 제시되어야 한다. 본 연구에서는 도로교설계기준 및 PTI 등에 의해 사각형 정착판과 원형 정착판의 유효면적에 대한 관계식을 제안하였다. 또한 정착판의 형상에 따라 형상계수를 제안하였으며, 유한요소해석을 통해 적절성을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.593-601
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• 2001

철근콘크리트구조에서 철근의 인장력이 발휘되기 위해서는 적절한 정착길이 또는 갈고리가 필요하다. 그런데, 접합부와 같이 배근이 집중되는 곳이나 대구경 고강도철근이 필요한 경우 정착을 위한 정착길이나 갈고리의 제작 및 배근작업이 어려우며 콘크리트의 충진성도 저하될 수 있다. 또한 갈고리부분의 과도한 응력집중으로 국부적인 지압파괴나 slip이 발생될 우려도 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 정착판을 철근 단부에 부착한 기계적 정착공법이 제안되고 있다. 본 연구는 기계적 정착공법의 기초가 되는 정착장치의 요구성능과 정착설계법을 고찰하고 인발실험를 통해 정착장치의 앵커기능을 확인하고자 한다 인발실험 결과, 본 연구에서 설계된 정착장치는 앵커로써의 기능을 적절히 발휘하여 기존 CCD 이론식과 매우 근접한 내력을 발휘하였다 철근항복내력 이상의 정착내력을 지니는 경우, 항복하중까지 콘크리트에 아무런 손상이 발생되지 않았으며, 정착판 후미에서 콘크리트와의 상대변위는 0.2mm이하로 콘크리트에 손상을 유발시키지 않을 것으로 판단되었다. 따라서, 본 연구의 설계과정으로 제작된 기계적 정착장치를 통해 콘크리트에 유해한 손상 없이 필요한 정착내력을 확보할 수 있다. 그러나, 철근간 간격이 좁아 파괴면이 중첩되는 경우에는 정착내력이 크게 저하되어, 순수한 콘크리트 내력만으로 기계적 정착설계가 이루어지는 경우 상당한 매립깊이가 요구된다. 따라서, 실제 구조물의 정착설계를 위해서는 인접부재와의 골조거동(frame action)에 따른 구속효과와 전단보강근의 영향을 고려할 필요가 있다. 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.75-82
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• 2015

본 연구는 고강도 철근을 확대머리 이형철근으로 사용하는 경우 정착길이 효과에 관한 실험 연구이다. 현행 기준에서는 확대머리 이형철근의 정착길이를 산정하는 식에서 철근의 설계기준강도를 400 MPa로 한정하고 있다. 고강도 철근에 대한 연구결과가 충분하지 않기 때문에 이러한 규정이 명시된 것이다. 따라서 본 연구에서는 설계기준 항목강도 600 MPa의 철근으로 확대머리 이형철근을 제작하여, 변수별 실험연구를 수행하였다. 실험은 철근의 정착길이, 철근의 개수, 그리고 확대머리의 형상 등의 변수로 계획하였다. 실험체는 정착길이가 긴 L형과 정착길이가 짧은 S형으로 분류하고, 확대머리의 형상은 원판형(A형)과 원뿔형(B형)으로 구분하였다. L형 실험체는 원판형 확대머리를 대상으로 철근 개수가 1~3으로 변하는 3개의 실험체와 S형 실험체는 원판과 원뿔형 확대머리 형상에 대하여 정착길이를 L형의 50%, 45%, 40%, 35%로 변화한 실험체를 계획하였다. L형(LA형) 3개, SA형 4개, SB형 4개 등 총 11개의 실험체를 인발실험을 하였다. 실험결과는 콘크리트구조기준(부록 II)의 정착길이 산정 규정에 따라 평가하였으며, 그 결과 항복강도 600 MPa의 철근을 사용한 확대머리 이형철근은 현행기준의 설계식을 적용하여 설계할 수 있음을 보였다.

• 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.