• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.37-37
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• 2011

최근 세계적인 지진의 발생과 함께 구조물의 내진성능 평가 및 증진 방법에 대하여 많은 연구가 진행 되고 있다. 특히 교량 구조물의 교각의 경우에는 상부구조의 고정하중 및 활하중을 지반에 전달하여 주는 역할을 하기 때문에, 역으로 지진이 발생하였을 경우 교각의 내진성능에 따라서 교량의 안전도에 많은 영향을 미칠 수 있다. 또한 산악지역이 국토의 70%이상을 차지하는 우리나라의 지형적인 특성상 고교각을 이용한 장대교량의 건설이 필요하며 도시지역의 교통량 증가로 인한 도시고속도로의 건설 등 고가교의 필요성이 점차 증가하고 있다. 그러나 CFT(Concrete Filled Tube)부재의 경우에는 콘크리트가 3축 구속 상태로 존재하지만 자중이 크며 내진 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 CFT부재의 단면을 중공으로 만듦으로써 부재를 경량화하고 내부 튜브를 삽입하여 내부를 구속 시킨 내부 구속 중공 CFT 부재(Internally Confined Hollow CFT Member, ICH CFT)가 개발되었다. 이는 콘크리트가 내 외부 튜브에 의하여 구속되어 3축 구속 상태로 존재함으로써 콘크리트 중공부로의 취성파괴를 방지하여 연성도 및 강도를 향상시켜주며, 단면의 감소로 인해 재료비를 절감 할 뿐 아니라 자중 감소로 인해 내진 설계에도 유리하다. 현재 내부 구속 중공 CFT 부재에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 튜브를 삽입함으로써 부재의 중공부로 발생하는 구속력의 특성을 해석적으로 정립한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 압축을 받는 중공 CFT 부재에 내부 튜브를 삽입함으로써 발생하는 콘크리트의 구속력을 해석적 연구를 통하여 수행하였으며, 구속력을 파악하기 위한 평가 방법으로는 구속 콘크리트의 중공비와 직경, 외부튜브의 두께, 내부튜브의 두께 등으로 평가하였다. 해석적 연구 결과, 내부 튜브를 삽입함으로써 발생되는 외부 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값과 비슷한 값을 가지지만 내부로 발생하는 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.43-52
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• 2007

CFT(Concrete Filled Steel Tube, 콘크리트 충전 강관) 부재는 뛰어난 구조거동으로 인하여 그 사용 영역이 점차 확대되고 있는 추세이나, 대단면의 부재로 사용될 경우에는 자중과 경제성에서 불리할 수 있다. 본 연구에서는 CFT 부재의 단면을 중공으로 만듦으로써, 콘크리트 사용량을 절감하여 부재의 자중을 감소시키고, 중공면에 강관 또는 FRP 튜브를 삽입하여 성능을 향상시킨 내부 구속 중공 CFT 부재의 합리적인 해석을 위하여 비선형 콘크리트 모델을 개발하였다. 개발된 비선형 콘크리트 모델은 구속효과를 고려한 Mander의 일축 압축 콘크리트 모델을 기본으로 하였으며, 내부 구속 중공 CFT 부재 내 콘크리트의 응력-변형율 선도를 결정하기 위해서, 내부 구속 중공 CFT 부재의 발생 가능한 파괴 형상을 제시하고, 각각의 파괴 형상이 발생할 때의 구속응력을 평형방정식을 통하여 유도하였다. 유도된 식을 통하여, 컴퓨터를 이용한 해석 프로그램이 작성되었으며, 매개변수 연구가 수행되었다. 해석결과, 내부 구속된 콘크리트는 비구속 상태 또는 이축 구속 상태의 콘크리트에 비하여, 향상된 강도와 연성을 갖는다는 것을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.113-116
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• 2008

중공단면 교각은 중실단면에 비하여 부재의 중량이 작고 단면 2차모멘트가 크기 때문에 부재를 효율적으로 사용할 수 있어 최근 건설이 증가하고 있는 추세이다. 지진시 중공사면에 대한 내진설계시 단면특성에 의한 거동특성을 파악하는 것이 중요하다. 그러나 대부분의 연구는 중실단면을 중심으로 수행되었고 중공단면에 대한 연구는 미미한 상태이다. 특히 전단거동에 대한 연구는 전무한 상태이다. 본 연구에서는 RC교각부재의 전단에 의한 거동 특성을 분석하고 중공비, 형상비, 하중재하패턴을 변수로 하여 7기의 축소모델에 대한 실험을 수행하였다. 이를 바탕으로 전단거동에 미치는 영향과 단면의 유효면적에 대한 적절성을 살펴보고 기존의 연구에서 제시된 평가식과 비교하여 중공단면에도 적용이 타당한지 검토하였다. 실험결과 유효면적은 전단면의 80%를 사용하여 평가하는 것이 적절하며 기존의 평가식중 UCB의 평가식이 가장 근접한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.106-110
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• 2006

중공 R.C 기둥은 중실 R.C 기둥에 비해 자중의 감소나 재료의 절감의 장점을 가지고 있다. 하지만 중공 R.C 기둥은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 강관으로 보강된 중공 R.C 기둥이 강영종, 한택희 (2005) 등에 의해 개발되었다. 본 연구는 강관으로 보강된 중공 R.C 기둥에 대하여 중공비를 0.5~0.85까지 변화 시켜 중공비에 따른 작용하중에 대한 안전율, 연성도, 재료비에 대한 거동 특성을 파악하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.78-85
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• 2019

본 연구는 전단력과 휨을 받는 춤이 작은 중공 SFRC 부재를 대상으로 중공에 따른 웨브폭이 부재의 전단강도에 미치는 영향을 평가하고자 실험 및 해석을 실시하고 기존식과 비교 분석하였다. 전체폭에 비하여 웨브폭은 1/2배, 2/3배로 선정하였으며, 전단경간비는 1.5로 계획하였다. 전단실험 결과, 웨브폭이 33% 증가함에 따라 최대전단강도는 10.3~28.0% 증가하였다. 실험체의 전체춤이 1.5배 증가함에 웨브폭이 100mm인 실험체는 전단강도가 29.2% 증가한 반면, 150mm인 실험체는 11.3% 증가에 그쳐, 웨브폭이 적을수록 춤의 증가에 따른 전단강도 증가율이 큰 것으로 나타났다. 이를 볼 때, 웨브폭이 적을수록 강섬유의 기여도가 큰 것으로 사료된다. KCI 기준식이 중공 슬래브의 전단강도를 매우 안전측으로 평가하고 있으며, Shin et al.의 제안식이 실험강도를 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다. 비선형 유한요소 해석으로부터 웨브폭이 2, 3, 6배 증가함에 따라 해석부재의 평균 전단강도는 각각 1.18배, 1.80배, 2.19배로 나타나, 웨브폭의 증가에 비례하여 전단강도가 증가하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권6호
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• pp.571-581
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• 2014

본 연구에서는 중공 PC 벽체 (PC Double Wall)를 적용한 계단실 공법을 개발하였다. 중공 PC 벽체는 내부 중공으로 인하여 양중 무게를 줄이고 외부 벽체가 거푸집 역할을 하며, 벽체 내부 중공에 현장 콘크리트를 타설하여 기존 PC 벽체와 비교하여 부재간의 일체성 확보가 우수하다. PC Double Wall 제작 및 현장 콘크리트 타설, 구조적 안전성을 고려하여 PC 벽체 단면과 철근 배근 상세를 제안하였다. 제안 상세를 바탕으로 얇은 PC벽체와 중공부를 효과적으로 형성하기 위한 세움 타설 방식의 거푸집 시스템을 개발하였다. PC Double Wall을 이용하여 계단실 Mock-up test를 통하여 부재 간 일체성과 시공성을 검증하였으며, 부재 간 접합부의 변형 및 균열이 발생하지 않고 시공성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-7
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• 2007

중공 RC 기둥은 중실 RC 기둥에 비해 자중의 감소 및 재료 절감에 대한 장점을 가진다. 그러나 중공 RC 기둥은 안쪽면의 취성파괴로 인하여 낮은 연성 거동을 할 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 중공 부재 내의 콘크리트 3축 구속 상태로 존재하게 하는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥이 개발되었으며, 본 연구에서는 강관으로 보강된 중공 RC 기둥의 중공비를 $0.50{\sim}0.85$까지 변화 시켜 중공비에 따른 작용하중에 대한 안전율, 연성도, 재료비, 교각 총 중량에 대한 거동 특성을 파악하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.123-131
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• 2003

파형강관을 삽입하여 보강된 중공원형단면의 역학적 거동을 연구하기 위하여 직경 50cm, 길이 340cm의 시험체를 제작하였고, 3점 휨시험을 수행하였다. 하중재하는 파괴 또는 최대한변형이 발생할 때까지 느리게 증가시켰다. 시험하는 동안에 시험체 중앙의 휨방향 변위와 인장측과 압축측의 종방향 변위를 측정하였다. 측정데이타를 분석한 결과를 파형강관이 삽입되지 않은 등가단면에 대한 해석결과와 비교하였다. 비교결과, 중공 철근콘크리트 부재의 휨강성과 연성이 파형강관을 내부에 삽입함으로써 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.561-565
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• 2011

최근 수송기계 등의 구조물에 사용되는 구조부재는 대부분이 일정 형상을 지닌 형강 혹은 중공부재를 사용한다. 특히 자동차에 사용되는 구조부재는 여러 가지 부품을 지지하고, 충돌 시 충격 에너지를 흡수하여 승객을 보호하는 역할을 한다. 최근 구조부재는 이러한 특징들로 인해 경량화와 안정성을 고려하여 개발되고 있다. 본 논문에서는 CFRP 부재의 파괴 형상과 에너지 흡수특성을 예측하기 위해 CFRP 의 사각부재 형상을 만들어 충격 실험을 하고 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA 를 이용하여 CFRP 사각부재의 충격 시뮬레이션을 행하였다. 실험 후, FEA 프로그램의 결과와 실제 실험의 결과를 비교하여 CFRP 부재의 복잡한 파괴 거동과 에너지 흡수 특성을 고찰하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.75-76
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• 1996

다공성 고분자 분리막을 제조하는 방법으로 기존의 용매교환법을 대신하여 내용매성, 내약품성 및 내열성이 매우 뛰어난 고분자를 소재로하여 다공성 고분자막을 만드는 열유도 상분리법(Thermally Induced Phase Separation, TIPS)이 개발되었다. TIPS공정에서는 주로 고분자/희석제 system의 열역학적인 불안정성에 의하여 polymer-rich phase와 polymer-lean phase로 상이 분리되는 liquid-liquid phase separation과 결정성 고분자의 결정화에 의한 solid-liquid phase separation을 주로 상분리 mechanism으로 사용하고 있다. 따라서 위에 언급된 TIPS 이론에 근거한 melt spinning 공정에 의하여 PP 중공사막을 제조하였는데 wet spinning 공정에 의한 용매 교환법에 비해 비교적 공정이 단순하고 다공도를 조건하기가 용이하며 구조 및 성능면에서도 높은 재현성을 가지고 있다. 또한 우수한 소재임에도 불구하고 절절한 용매의 부재로 용매교환법에서 사용할 수 없었던 폴리올레핀계, 나일론계, 방향족출합계 고분자를 사용할 수 있게 되어 소재의 폭이 넓어졌다는데에 가장 큰 장점이 있다. 본 연구에서는 PP중공사막을 제조하기 위하여 먼저 용융 방사장치를 제작하였고 melt spinning 공정에 의해 막을 제조하는데 적합한 방사조건들을 확립한 후 결정된 방사조건에 의해 얻어진 PP 중공사막의 구조 및 성능에 영향을 미치는 인자들에 관하여 조사하였다.