• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.159-168
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• 2009

본 연구에서는 기존의 연구방법을 개선한 프리스트레스가 도입된 아라미드 스트랩으로 횡 구속된 RC 원형기둥의 일축압축 거동에 대하여 강도와 변위에 의한 강성 및 구속효과에 대하여 연구하였으며, 그 프리스트레싱 보강방법 및 과정에 대하여 비교적 상세히 소개하였다. 이 방법으로 보강된 기둥의 파괴형태는 초기 능동 구속압의 작용으로 인하여 변위 증가율이 매우 낮으며 이후 최종 파괴시까지도 그 형상이 유지되는 매우 안정적인 파괴형태를 보이게 된다. 파괴하중 비교 결과 일반 RC 기둥과 비교하여 73% 이상 강도증진 효과를 나타내었다. 또한 변형 증가율이 매우 작으며 이로 인한 변위구속효과가 매우 우수함을 확인할 수 있었다. 기존의 보강방법 (CFS, GFS)과의 비교를 통하여, 상대적으로 작은 면적으로 우수한 강도증진을 보이며 강성증가로 인한 구속효과 역시 우수하며 체적 증가율도 팽창하지 않는 결과를 보였다. 특히, 콘크리트 팽창 이후부터 발휘되는 기존 방법의 구속효과와는 달리, 초기부터 도입되는 프리스트레스트 긴장력에 의한 초기변형 구속효과가 매우 탁월하며, 최종 파괴시까지 체적 변형률이 팽창하지 않는 안정적인 결과를 나타낸다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권1호
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• pp.89-100
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• 1994

프리스트레스 프리텐숀 보의 전달길이를 위하여 콘크리트의 변형율에 의하여 부착력을 계측하는 간접적인 방법을 일반적으로 사용하여 왔다. 이 트랜스퍼 실험은 실제 보에서 행하여지므로, 실제 상태의 정착부착력을 계측할 수 있다는 장점이 있으나, 최대 정착부착응력과 부착강비를 구하기 난해하며, 그 결과가 매우 분산되어 있으므로, 구조 설계자가 안전한 적정기준을 이해하고 선택하기 어렵다. 콘크리트의 변형을 측정하지 않아도 PS 강선의 정착부착 성능을 얻을 수 있는 대안을 소개하였다. 실제 보에서 PS강재의 긴장을 풀 때와 유사한 상황에서 정축부착 응력을 직접 구하였다. 하중재하부에서 풀려진 PS강선의 긴장력은 하중재하부쪽 강선의 단면증가를 가져오고, 콘크리트 블록에 정착부착력을 발생시키며, 다른 방향(고정부 쪽)으로 슬립을 유발시킨다. 두 개의 중공 로드셀로 양단하중을 최대 부착응력 또는 전면슬립이 일어날 때까지 계측하였다. 프리텐션 콘크리트보의 정착부착 길이를 구하기 위하여 이 방법을 기존의 트랜스퍼 실험방법과 병행하여 사용할 것을 제안한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.513-521
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• 2009

최근 들어 외부 강선을 이용한 프리스트레스트 콘크리트구조물의 건설이 증가하고 있다. 그러나 극한거동 해석시 단면 적합조건을 이용하는 내부 부착 강선과는 다르게 외적 비부착 강선은 부재의 전체거동에 의해서 응력 증 가량이 결정된다. 또한 편향부에서의 미끌림 효과와 강선의 편심 변화 효과 등이 발생하게 된다. 따라서 본 연구는 외 부 강선을 가지는 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 보의 거동 특성을 평가하기 위하여 강선량, 긴장력 등을 변수로 하여 정적 휨실험을 수행하여 외부 강선 부재의 휨거동 특성을 얻었다. 실험 결과에 의하면 균열발생 이전의 외부 강선 PSC 부재는 부착 강선 PSC부재와 거동 차이가 크지 않음을 알 수 있었다. 그러나 균열이 발생한 이후의 거동에서는 철근의 항복하중, 극한하중, 강선 응력 등이 외부 강선 부재에서의 값이 부착 강선 부재에 비해서 작게 나타나고 있다. 하중-강 선 변형률 관계에서 보면, 외부 강선 부재들의 경우, 하중 증가에 따른 외부 강선 변형률의 증가량은 초기 긴장력의 크 기 순서와 거의 반대의 순서로 외부 강선의 변형률이 증가한 것으로 나타났으나, 다만 초기 긴장력이 크다할지라도 강 선의 유효응력이 작은 경우의 강선 변형률은 강선의 유효응력이 큰 부재들보다는 다소 작게 증가하고 있는 것으로 나 타났다. 외부 강선 부재의 콘크리트에 발생된 압축 변형률의 크기는 외부 강선의 유효응력 크기 순서와 일치하는 것으 로 나타나, 콘크리트의 압축변형률은 외부 강선의 유효응력에 비례함을 알 수 있다. 실험 결과와 기존의 설계식과 비교 해본 결과, ACI-318에 의한 결과는 긴장력 혹은 유효응력이 차이를 전혀 반영하지 못하고 있고 특히, 그 결과가 실험 결과보다 상당히 작게 나타나, 지나치게 보수적인 것으로 판단된다. 한편 AASHTO 1994는 ACI-318과는 다르게 강선량, 초 기 힘 및 유효응력 등의 변화에 적절하게 영향을 받고 있는 것으로 나타났지만 내부 비부착 강선의 실험 결과를 이용 하여 작성된 이유로 외부 강선 실험 결과보다 지나치게 큰 결과를 유발하고 있는 것으로 평가된다. 이러한 이유로 외 부 강선의 극한응력을 정확하게 예측할 수 있는 새로운 규정이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.149-158
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• 2003

기존의 프리스트레스 콘크리트 거더의 설계개념은 초기에 긴장된 강선의 긴장력으로 초기상태에서의 응력과 사용상태에서의 응력이 허용한계내에 들도록 설계하여 왔다. 이러한 설계방법은 거더의 단면이 커지는 단점이 있다. 본 연구에서는 철도하중을 받는 교량에 대하여 강선의 긴장력을 단계적으로 증가시키는 프리스트레스 콘크리트 설계이론을 제안하여 거더의 단면을 감소시켜 설계의 간편성과 시공성 및 경제성을 확보하고자 하였다. 그리고 제안된 설계방법을 적용하여 기존의 철도교보다 거더의 단면을 감소시켜 장지간의 교량을 설계하였으며 긴장재를 연속적으로 배치하여 IPC교량의 연속화를 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.33-36
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• 2008

현재 우리나라에서 제작되고 있는 교량의 대부분은 RC 교각으로 이루어져 있다. 이러한 RC 교각은 현장 타설을 사용하고 있으며, 이에 따라서 작업환경과 계절에 따른 시공성의 결여와 품질의 저하, 길어진 공사기간에 따른 공사비에 대한 부담이 발생한다. 전체 교량에 대한 교각의 중요성을 인식하여 최근 들어 효율적이고 경제적인 건설방법을 개발하는 것에 맞춰지고 있다. 지난 몇 년간 우리나라를 비롯하여 몇몇 국가에서는 교량을 위해 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량의 요소와 시스템의 조사, 개발 그리고 응용에 대한 관심이 증가되었다. 종래의 현장 타설 콘크리트 교량은 오랜 기간의 교통 혼잡을 발생시켜, 대도시 지역의 교량 건설은 바쁜 도시민들의 분열을 초래할 수가 있는데, 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량은 그 문제에 대한 실용적인 해결방안이 될 수 있다. 우리나라의 경우 최근 들어 교각의 내진설계에 대한 내진상세 규정을 마련하기 위해서 노력해 왔다. 하지만 대부분의 내진설계와 관련된 내용은 RC 교각에 대한 내용이었으며, 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각에 대한 내진상세 및 설계 지침에 대한 내용은 전무후무한 실정이다. 본 연구에서는 RC교각 1기, 프리스트레스트 교각 1기, 전단연결재가 없는 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각 1기, 그리고 전단연결재가 있으며 PS강재의 긴장력의 변화를 둔 조립식 세그먼트 교각 3기에 대한 실험을 통해서 각각의 교각의 구조 특성을 파악하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.527-534
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• 2006

본 논문은 외부 비부착 고장력 인장봉을 사용한 새로운 방식의 RC보의 휨보강공법에 관한 논문이다. 제안된 공법의 장점은 기존의 보강방식과 비교하여 빠르고 간단하게 시공할 수 있다는 점이다. 제안된 공법은 기존의 외부 비부착 프리스트레스 텐던공법의 많은 장점을 보유함과 동시에 프리스트레싱 작업시간을 단축시킨 공법이다. 탄소섬유쉬트, 강판 및 고장력 인장봉과 같은 서로 다른 보강재를 사용하여 보강한 철근콘크리트보 실험체를 총 9개 제작하여 실험하였다. 실험 결과, 탄소섬유쉬트로 보강된 RC보는 쉬트의 박리로 인한 취성파괴모드를 나타내었다. 강판보강 시험체의 경우도 기존의 일반적인 앵커와 에폭시로 접합을 할 경우에 강판보강의 효과가 떨어지고 앵커설계를 특별히 하고 시공에 유의하여야 함을 보여주고 있다. 반면에 고장력 인장봉을 사용한 RC보의 경우에는 무보강 RC보와 비교하여 최대내력이 212% 증가하였고, 중앙부 처짐은 65% 감소되었다. 실험 결과는 고장력 인장봉으로 보강된 RC보는 특히 강도와 변형능력에서 기존의 보강방법을 사용한 실험체보다 우수성을 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.83-90
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• 2007

본 연구에서는 와이어로프 단위를 이용한 철근콘크리트 보의 비 부착형 보강 공법을 제시하였다. 전단에서 파괴된 15개의 보가 제시된 보강 공법에 의해 보수, 보강 된 후 재 실험되었다. 주요 변수는 전단경간비, 와이어로프 단위의 초기 프리스트레스력, 배근 방법 및 간격이다. 실험 결과 제시된 와이어로프로 보강된 보들의 전단강도와 파괴 후 연성 거동이 원래 보의 것들에 비해 매우 향상되었다. 또한 수직 와이어로프보다는 경사 와이어로프가 내력 향상에 유리하였으며 와이어로프에 작용된 초기 프리스트레스의 증가는 콘크리트 스트럿에서 주 인장응력의 크기를 감소시킴으로서 사인장 균열내력을 향상시켰다. 보강된 보의 전단내력과 ACI 318-05 및 EC 2 설계기준과의 비교로부터 전단경간비 2.5 이하의 보강된 보들의 전단내력은 ACI 318-05 기준에 의해 적절히 평가될 수 있었다. 한편 EC 2는 전단경간비 2.5 이상인 보강된 보들에서 와이어로프의 전단 전달 능력을 과대평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.85-98
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• 1993

본 논문에서는 재료의 시간의존적 특성에 의한 영향을 고려하며, 재료의 비선형성은 물론 기하학적 비선형성도 고려하여 평면PC사장교의 축방향력과 휨에 의한 극한거동을 해석할 수 있는 비선형 해석방법을 제시했다. 재료의 시간의존적 특성으로는 콘크리트의 크리프, 건조수축과 강도증가, PC 강재와 케이블의 이완을 고려했고 재료의 비선형성으로는 콘크리트의 인장균열과 콘크리트, 철근, PC 강재와 케이블의 비선형 응력-변형도 관계를 고려하고 하중반전에 의한 영향도 고려했다. 기하학적 비선형성으로는 케이블의 색, 구조물의 대변위에 의한 비선형 변위-변형도 관계 및 변형에 따른 구조물의 형상변화를 고려했다. 일반적 형태의 PC 사장교의 해석에 적용하여 PC 사장교의 극한거동 및 재료의 시간의존적 특성이 극한거동에 끼치는 영향을 검토했다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.717-726
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• 2006

교량의 보강공법으로 주로 사용되는 외부강봉을 이용한 후인장공법은 적용범위가 넓고 교량의 극한 및 항복에 대한 강성을 증가시켜 휨 보강 효과가 뛰어나지만, 모재접합부의 응력집중, 비효율적인 하중분배, 고정앵커부설치, 유지관리의 어려움 등의 단점이 있다. 본 연구는 기존의 외부강봉을 이용한 후인장공법이 가지는 단점을 보완하고 강판접합공법의 장점을 접목한 새로운 개념의 보강공법으로 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법을 제안하고자 한다. 커버플레이트의 열변형 특성을 이용한 다단계 프리스트레싱 보강공법은 커버플레이트를 다단계로 가열하여 가열단계별로 거더의 하부플랜지에 고장력볼트로 접합한 뒤, 열원을 제거하여 발생하는 다단계 수축력을 보강에 필요한 프리스트레싱력으로 이용하는 보강공법이다. 커버플레이트의 다단계 프리스트레싱에 의한 보강효과는 커버플레이트의 온도분포와 가열구간에 따라 결정되므로 본 연구에서는 커버플레이트의 열전달 모형실험 및 강거더 모형 실험을 통하여 커버플레이트의 열전달해석과 프리스트레스 도입효과를 분석하였으며, 단경간 강거더 교량을 대상으로 제안된 보강공법의 효율성 및 적용성을 검토하였다.