• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.131-141
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• 2010

이 연구에서는 GFRP 보강근의 정착길이 설계식을 제안하기 위하여 실험적 연구를 수행하고 실험결과의 통계적 분석을 실시하였다. 총 104개의 수정인발실험을 완료하였으며 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)이었다. 수정인발실험을 통해 얻은 실험 결과 평균부착강도를 결정하고, 평균부착강도에 대한 2변수 선형회귀분석을 실시하였다. 2변수 선형 회귀분석의 결과에 대하여 5% 분위수를 적용하여 보수적인 방법으로 정착 길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 제안식과 ACI 440.1R-06 식을 비교하였다. 순피복두께가 $1.0\;d_b$를 초과하는 경우 이 연구의 제안식이 더 경제적이고 순피복두께가 $1.0\;d_b$ 이하인 경우에는 이 연구의 식이 더 보수적으로서 이 연구의식을 사용하는 경우 보다 경제적이고 안전한 설계가 가능할 것으로 판단된다. 피복두께는 GFRP 보강근의 부착강도 발현에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.859-862
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• 2008

본 연구는 GFRP 보강근의 정착길이 산정식을 제안하는 것이다. 정착길이 산정식을 제안하기 위해 인발실험을 실시하였다. 실험변수는 묻힘길이, 피복두께, 보강근 직경, 보강근 종류이다. 묻힘길이는 15d$_b$, 30d$_b$, 45d$_b$로 하고, 순 피복두께는 0.5d$_b$, 1.0d$_b$, 1.5d$_b$, 및 2.0d$_b$로 계획하였다. 사용된 보강근은 모두 3종류(국내 2종, 국외 1종)이고 보강근 크기는 D10, D13, D16이다. 실험은 겹침이음된 GFRP 보강근 양 단부를 동시에 인발하여 최종파괴에 도달될 때까지 GFRP 보강근에 하중을 가력하였다. 인발실험을 통해 얻은 결과를 토대로 각 변수에 따른 GFRP 보강근의 부착특성 및 평균부착응력을 산정하였으며, 실험체중 쪼갬파괴된 실험체만을 선택하여 회귀분석을 통해 정착길이 산정식은 제안하였고 ACI 440.1R-06에 제안하고 있는 식과 비교하였다. 본 연구를 통해 제안된 회귀분석에 의한 제안식을 근거로 겹침이음된 GFRP 보강근을 이용한 휨 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.40-47
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• 2021

본 연구에서는 확대머리 정착이음을 갖는 연결부의 상세에 따른 구조거동을 유한요소해석을 통해 분석하였다. 복잡한 접촉조건과 비선형 거동을 나타내는 연결부의 유한요소해석을 위하여 외연적 동해석을 활용한 준정적 해석 기법을 적용하였다. 기존 실험결과와 해석결과를 비교하여 유한요소모델의 정확성을 검토하였으며, 준정적 해석 기법은 확대머리 연결부의 비선형성을 잘 반영하는 것을 확인하였다. 다양한 정착길이, 횡방향 철근지수를 갖는 21가지 유한요소모델을 활용하여 구조해석을 수행한 결과 정착길이와 횡방향 철근지수의 증가는 강도와 연성도를 증가 시키는 것을 확인하였으나, 충분한 구조성능을 확보하기 위해서는 두 가지 설계변수 모두 일정수준을 확보해야 함을 확인하였다. 최근 개정된 확대머리 정착이음 설계기준에서는 정착길이와 횡방향 철근지수를 모두 고려하는 설계식을 제시하고 있으며, 본 연구의 결과에서도 정착길이 뿐만 아니라 횡방향 보강철근이 매우 중요한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.148-156
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• 2020

본 논문은 강섬유 보강 콘크리트 부재에 수직으로 기계적 정착된 고강도 확대머리철근의 정착성능을 평가하기 위하여 실시한 기초 인발실험결과를 정리한 것이다. 주요 실험변수는 강섬유의 혼입률, 콘크리트 강도, 정착길이, 확대머리철근 항복강도, 전단보강유무 등이다. 실험체의 좌우 순피복두께는 확대머리철근 직경의 두 배로 계획하였다. 확대머리철근을 중심으로 1.5𝑙_dt, 0.7𝑙_dt가 되는 위치에 힌지 지점을 두고, 확대머리 철근을 직접 인발하였다. 인발실험결과, 실험변수에 따라 콘크리트 파괴 및 철근 인장파단이 나타났다. 강섬유를 보강한 실험체가 동일한 변수의 강섬유를 보강하지 않은 실험체에 비히여 콘크리트 압축강도는 2.7~5.4% 크게 나타난 반면 인발강도는 20.9~63.1% 크게 나타나 정착성능 향상에 큰 기여를 하는 것으로 평가되었다. 강섬유 보강 콘크리트에 대해 확대머리철근과 평행한 전단보강근의 배근은 1.7~7.7% 인발강도를 증가시켰으나, 콘크리트 강도 증가를 고려할 때 정착성능 향상에 미치는 영향이 크지 않았다. 본 실험체 상세와 같이 강섬유보강 콘크리트 부재에 수직정착된 SD600의 확대머리철근 정착설계는 KCI2017, KCI2012의 정착길이 설계식을 그대로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.247-255
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• 2022

본 논문에서는 겹침이음되는 고강도 확대머리철근의 유효춤이 동일한 경우와 상이한 경우의 겹침이음상세를 가지는 보에 대하여 휨실험을 실시하였다. 이를 통하여 고강도 확대머리철근의 겹침이음성능을 평가하였고, KDS-2021 설계식의 적용성을 평가하였다. 실험 변수는 철근의 설계기준항복강도, 겹침이음길이, 스터럽 간격, 서로 겹침되는 철근간의 중심간격 등이다. LS 계열 실험체에 대한 ACI 318-19식이 KDS-2021식과 비교하여 약 23.8~32.7% 더 큰 정착길이를 나타내었으며, VLS 계열 실험체에서는 약 13.7~35.5% 더 큰 정착길이로 평가하고 있다. 유효춤이 동일한 확대머리 철근의 겹침이음실험에서 KDS-2021식의 1.3배 이상, ACI318-19식의 1배 이상의 겹침이음길이를 가지는 실험체는 모두 연성적인 거동 후 휨파괴되어 충분한 겹침이음성능을 확보하였다. 유효춤이 상이한 철근간에 겹침이음되는 상세를 가지는 실험체는 KDS-2021식으로 겹침이음길이를 산정할 경우, 유효춤이 적은 측의 철근강도를 증가시킴으로써 유효춤이 큰 단면의 보유휨강도와 유사하도록 휨응력을 전달시킬 수 있다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.51-61
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• 2000

본 논문에서는 블록식 보강토 옹벽의 내진 설계/해석 개념을 고찰하고 현재 적용되고 있는 대표적인 설계기준이라고 할 수 있는 NCMA 및 FHWA 설계기준을 비교.분석하였다. 그 결과 NCMA와 FHWA 설계기준은 동일한 외적안정성 검토모형을 적용함에도 불구하고 지진계수 산정 기준의 차이로 인해 외적안정성 검토결과가 상이하게 나타나며, 전반적으로 FHWA 설계기준이 다소 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 한편, NCMA 설계기준에서 채택하고 있는 내적안정성 검토방법에 의하면 지진하중으로 인한 유발인장력의 증가 정도가 벽체 상단부로 갈수록 현저히 크게 나타나므로 상단부에서의 보강재 수를 증가시켜야할 뿐만 아니라 충분한 인발저항력 확보를 위해 정착길이를 증가시켜야 하나 FHWA 설계기준은 하단부 보강재에 동적하중을 재분배하는 모형을 채택하고 있으므로 NCMA 설계기준과는 상반된 결과를 도출하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 효율적인 설계기준의 개발을 위해 보다 종합적이고 체계적인 연구의 필요성을 제시하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.521-531
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• 2014

이 논문은 케이블 인발하중이 작용하는 현수교의 지중정착식 앵커리지 캐번 터널에 대한 거동과 관련된 연구이다. 수치해석 결과와 이중곡선 관계식에 의한 추정식에서 얻어진 극한인발저항력($P_u$) 결과와 비교를 통하여 앵커리지 거동, 앵커리지 설계 방법, 파괴면의 각도, ${\delta}$ 등을 분석하였다. 연구결과 $P/{\gamma}/H$와 변위와의 선형 상관관계, $P_u/{\gamma}/H$와 H/b와의 선형 상관관계를 활용하면 앵커리지 캐번 터널의 설치 심도를 쉽게 결정 할 수 있을 것으로 나타났다. 또한 수치해석에 의한 최대전단변형률 분포도와 소성영역 분포도를 분석한 결과 지반파괴 형태는 현재 사용되는 지반 콘 보델 보다는 원호모델에 더 가까운 것으로 나타났다. 이 연구에서는 계산이 간편하도록 원호모델을 단순화한 이중곡선 모델을 제안하였다. 수치해석 결과로부터 얻어진 평균 파괴각을 이중곡선 모델에 적용한 결과, 이중곡선 모델을 적용한 추정식에서 얻어진 극한인발저항력은 수치해석에서 얻어진 극한인발저항력 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.165-173
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• 2013

이 연구에서는 설계기준항복강도 500 MPa의 HD25 철근과 HD32 철근에 사용할 수 있는 스플라이스 슬리브에 대한 실험 및 해석 연구를 수행하였다. 비선형 유한요소해석을 실시하여 적정 형상을 선정하였으며, 총 18개의 실험체를 제작하여 구조 실험을 실시하였다. 실험체는 철근의 종류, 슬리브의 길이, 그라우트 강도, 철근의 정착길이 등을 변수로 하였다. 동일한 변수의 실험체를 3개씩 제작하여 실험에서 발생 할 수 있는 오차를 해소하고자 하였다. 그리고 비선형 유한요소해석을 실시하여 구조실험 결과와 비교하였다. 총 18개의 실험체에 대한 인장실험 결과 모든 실험체가 구조설계기준에서 요구하는 조건을 만족함을 보였다. 그라우트의 강도와 철근의 정착길이는 슬리브 실험체의 강성 및 강도에 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.156-156
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• 2011

중량물 혹은 철골구조물 등을 고정시키는데, 건축구조물의 철골기둥, 터빈 제네레이터 기기등을 콘크리트 구조물에 부착시키기 위해 널리 쓰인다. 1990년대 들어 국내 건물의 리모델링, 보수 및 유지관리의 증가에 따라 앵커의 사용량도 현저히 증가하고 있으나 대부분 고가의 외국산제품을 수입하고 있다. 현재 국내외에 주로 시행되는 앵커타입은 마찰형 앵커이나 마찰형 앵커와 달리 지압형 앵커의 경우, 외국에서는 이미 그 유효성에 대한 인식이 널리 퍼져있으며 각국의 지반조건에 적합한 설계법이 개발되었다. 그러나 국내의 경우 이러한 연구가 미진한 실정이며 이에 대한 연구가 절실한 상황이다. 본 연구에서는 중량물앵커(Heavy Duty Anchor)의 인장시험을 실시하여 내력을 규명하고 도출한 결과를 기존 시험연구 결과와 비교분석하여 기 제안된 이론식들과 사업경제성에대해 보다 깊이있고 정확한 적용성을 입증하는데 본 연구를 수행하였다. 시험을 통한 저강도 파괴시험의 결과 구조부재의 접합부에서 각 시험체마다 뽑힘파괴가 발생하였으며, 뽑힘파괴가 발생한 시험체는 앵커강재의 파괴력 또는 콘크리트의 콘파괴를 발생시키기에는 앵커슬리브의 확장력이 작게 작용되었다. 그 결과, 콘파괴 대신 구조부재의 접합부에서 뽑힘파괴가 발생되었으며 이를 통해 설계시, 앵커의 안정성을 증가시키기 위해 구조부재의 접합부를 연성적이며, 부가여력을 충분히 지니도록 설계하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 고강도 파괴시험의 결과 콘파괴가 발생되었음을 알 수 있는데, 본 시험에 사용된 앵커의 경우 정착위치가 구조물의 연단 모서리 거리와 너무 근접하여 앵커의 내력이 감소하게 되어 콘크리트의 콘강도가 발생되기 전에 먼저 파괴되었다. 따라서 설계시, 앵커의 파괴강도를 증가시키기 위해 앵커의 정착위치를 고려한 설치를 통해 앵커체결과정에서 적정 연단거리를 확보하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 앵커볼트 최소간격과 연단거리에 따른 파괴시험결과 앵커볼트의 간격이 허용범위 내에서 넓어질수록 불균등 부반력의 차는 감소하였으며, 최대 부반력도 감소하였다. 따라서 앵커의 파괴저항강도를 증가시키기 위해서는 허용범위 내에서 앵커볼트의 설치간격을 증가시키는 것이 효과적인 것으로 나타났다.