• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.303-314
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• 2010

이 논문에서는 외부강선으로 긴장된 PSC 거더의 비선형 해석방법에 대한 연구를 수행하였다. 외부강선은 정착부와 편향부에서만 부재와 일체로 거동을 하고 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이에서 독립적인 거동을 보이는 특성으로 인해 구조물의 처짐이 증가할 경우 부재와 외부강선의 편심량이 감소하여 모멘트가 변화하는 2차 효과(secondary effect)가 발생한다. 또한 편향부에서 외부강선의 인장력 차이로 인해 슬립(slip)이 발생할 경우 외부강선의 인장력이 재분배되어 복잡한 비선형 거동을 보이게 된다. 이 논문에서는 정착부-편향부, 편향부-편향부 사이의 외부강선을 여러 개의 곡선요소로 모사하고, 편향부에서의 마찰력과 driving force(미끄러지는 힘)의 평형관계를 이용하여 외부강선의 인장력을 재분배함으로써 편향부에서의 슬립효과를 고려하였다. 이 논문에서 제시한 외부강선의 유한요소모델과 해석방법을 저자들이 개발한 시공단계를 고려한 PSC 뼈대의 비선형 해석 프로그램에 통합하고, 외부강선으로 긴장된 PSC 보의 해석에 적용하여 외부강선에 대한 유한요소모델 및 해석방법의 정당성과 적용성을 확인하였다. 또한 편향부의 수와 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동을 검토해본 결과, 편향부의 수가 증가할수록 PSC 보의 항복하중과 극한하중은 증가하였으며, 편향부에서의 마찰계수에 따른 극한거동은 외부강선과 편향부 사이의 마찰력으로 인해 부재에 전달되는 모멘트의 영향에 따라 마찰계수가 적정한 값일 경우에 극한내력이 최대치를 보이는 것을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.247-258
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• 2008

본 연구에서는 다단계 온도프리스트레싱이 도입된 강재보의 정적거동을 평가하기 위하여 H형강 시험체에 다단계 온도프리스트레싱을 도입한 후 정적 재하시험을 수행하였다. 도입한 온도 프리스트레싱력들의 차이 및 강재보와 커버플레이트 이음 형태에 따른 영향을 비교하기 위하여, 커버플레이트의 두께 및 커버플레이트와 강재보의 이음형식에 따라 높이 400mm, 길이 6,000mm의 시험체를 제작하였다. 정적재하 실험결과, 커버플레이트와 H형강을 볼트 이음하여 프리스트레싱한 시험체는 온도프리스트레싱이 도입되지 않은 시험체와 비교하여 항복하중은 13~18%, 강성은 27~34% 증가하였고, 볼트 및 용접 이음한 시험체는 항복하중이 18~29%, 강성이 43 ~51% 증가하는 것으로 나타났다. 또한 다단계 프리스트레싱의 도입으로 하중재하상태에서 시험체에 작용하는 응력상태가 다단계로 나타났다. 따라서 다단계 프리스트레싱의 도입은 강재보의 항복하중 및 강성을 증가시킬 수 있고, 단면 효율 및 프리스트레싱 효율의 증대가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.151-158
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• 2002

외부 후 긴장 공법은 설계에 수반되는 구조해석이 비교적 명확하여 강교량 구조물뿐만 아니라 건축 구조물 등 그 적용범위가 매우 넓다. 본 연구에서는 외부 비부착 강연선 및 강봉을 가진 Steel I-Beam의 휨거동과 보강효과를 연구하기 위하여 우선 합리적인 이론해를 제시하고, 긴장력 도입 후 정적 휨 재하 실험을 수행하여 긴장력 도입 정도에 따른 휨 보강정도를 분석하였다. 또한, 강봉을 사용한 경우와 강연선을 사용한 경우로 시험체를 분류하여, 긴장재 종류에 따른 휨거동 특성과 보강효과를 비교 분석하였다. 아울러 강봉의 개수와 편향부 유.무에 따른 Beam의 휨거동 특성과 부재의 처짐의 증가에 따른 Tendon 위치의 편심량 값이 변화하고, 그에 따른 프리스트레스트 I-Beam의 휨 거동에 미치는 영향을 규명하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.301-310
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• 2006

탄소섬유보강재(CFRP)는 부식에 대한 저항성과 작은 중량에도 불구하고 높은 강도와 강성을 가지고 있어 토목구조물의 보강에 적합하다. 콘크리트 구조물 보강분야에 CFRP의 적용은 보강이 필요한 구조물들이 점점 증가하면서 점차적으로 확대되고 있다. 그러나, CFRP판을 표면에 부착하는 표면부착 공법으로 보강된 RC 부재들은 설계 시 예상되는 파괴하중보다 작은 하중에서 조기파괴가 발생하게 되어 새로운 보강방법의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 표면부착공법의 문제점은 CFRP판을 부착하기 전 긴장력을 도입함으로써 해결될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 길이가 3.3 m인 21개의 실험체를 CFRP판 을 이용하여 보강한 후에 4점 휨실험을 실시하였다. CFRP판은 긴장하지 않거나 CFRP판의 변형률을 0.4-0.8%까지 긴장하여 부착하였다. 단부정착 장치를 설치한 모든 실험체는 프리스트레싱 수준과 관계없이 CFRP판의 파단으로 파괴되었으나, 단 부정착 장치가 없는 실험체는 조기 부착파괴로 인해 탄소판이 콘크리트로부터 탈락하면서 파괴되었다. 균열 발생 하중은 프리스트레싱 수준과 비례적인 관계에 있었으나, 프리스트레스를 가한 CFRP판으로 보강한 실험체의 최대하중은 프리스트레싱 수준의 영향을 크게 받지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.809-820
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• 2008

니브 플레이트 길이가 1,500 mm인 새로운 실물크기 개량 더블티 슬래브를 제안, 설계하고 종국 휨강도까지 실험에 의하여 평가하였다. 이 슬래브는 기존의 PCI 더블티와 같은 티 (tee)단면과 새로이 개조된 플레이트단면으로 구성되어있으며, 긴장력은 티 (tee)단면 하부에만 적용되었다. 이 실험체는 국내 프리캐스트 공장에서 제작한 실험체이다. 휨실험에 의하여 티 (tee)단면이 종국 휨강도를 발휘할 때까지 개조된 댑단부를 포함한 니브 플레이트 단면의 안전성과 사용성을 평가하려 하였다. 하중을 가력할수록 초기 휨 균열들이 더블티 하단에서 발생하였고, 그 후 휨전단과 사인장 균열들은 댑단부와 니브 부분으로 증가하여 발생하였다. 제안한 개량 더블티 슬래브는 설계하중 이상의 휨 내력으로 고르게 분포된 많은 휨균열과 함께 연성 파괴되었다. 두께 250 mm의 니브 플레이트부분은 사용하중 하에서 어떠한 균열도 발생하지 않았고, 티 (tee)부분의 극한하중 하에서도 미소한 휨균열만 보여주었다. 제안하는 실험체는 이 실험에서 설계기준 조건을 만족시키는 강도와 연성거동을 보여주었다. 보다 효율적인 활용을 위하여, 니브 플레이트 두께와 인장철근을 감소시킬 수 있는 추가 실험이 제안하는 개량 댑 더블티에 대하여 요구된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1010
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• 2016

최근 국내에서는 고강도 강연선이 실구조물에 적용되는 사례가 늘어나고 있다. 이 연구에서는 LNG 저장탱크에 통상적으로 적용되는 1,860 MPa급 강연선을 2,400 MPa급 고강도 강연선으로 대체할 때 쉬스 배치 간격 증가에 따른 구조적인 영향을 고찰해 보았다. 먼저, LNG 탱크의 원통형 벽체를 모사하는 유한요소모델에 원환텐던 및 수직텐던의 프리스트레싱 효과를 등가하중으로 가하되 프리스트레싱 효과의 총합은 일정한 상태에서 텐던의 간격 및 긴장력을 조절한 결과, 고강도 강연선을 적용해도 설계 시 요구되는 소정의 응력 분포를 구현할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, LNG 탱크 벽체 일부분을 모사하는 실대형 실험체를 제작하고 15.2 mm 직경 고강도 강연선이 31개 삽입된 쉬스를 2개 배치하여 매우 높은 수준의 프리스트레싱 힘이 콘크리트에 적절히 전달되는지 관찰하였다. 한편, 세계 최대 용량인 270,000 kl급 LNG 탱크의 유한요소모델을 구축하고 고강도 강연선을 적용했을 때의 프리스트레싱 효과를 일반 강연선의 경우와 비교하였으며, LNG 누출 사고 시에도 여유압축응력 및 여유압축구간과 같은 수밀성 규정을 만족함을 확인하였다. 이 연구결과는 2,400 MPa급 고강도 강연선이 실제 LNG 탱크에 적용될 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.347-358
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• 2009

최근에 들어서 국내에서도 무량판 구조 (flat plate slab)가 적용될 수 있는 여건이 마련되어가고 있다. 그러나 무량판 구조는 보가 없는 구조이기 때문에 일반적인 라멘구조형식에 비하여 처짐 제어가 어려우며, 포스트텐션 (post-tension) 공법은 이러한 문제점을 극복하기 위한 매우 효율적인 방법이다. 포스트텐션 구조를 적용하면 슬래브 두께의 증가 없이도 효율적으로 슬래브의 처짐을 제어 할 수 있다. 그러나, 이러한 장점에도 불구하고, 국내에서 포스트-텐션의 적용은 비용증가, 기술적인 문제, 경험부족 등으로 인하여 그 적용이 매우 제한적이다. 따라서 전구간 포스트텐션 (full-PT)에 대한 부담을 줄이고 나아가 기존 포스트텐션 구조형식의 시공성을 향상하기 위하여 본 연구에서는 슬래브 내부에서 긴장작업을 수행할 수 있는 상향긴장식 부분PT공법을 제안하였다. 이러한 상향긴장방식은 정착구를 필요에 따라 다양한 위치에 설치할 수 있기 때문에 처짐 효율에 대한 분석이 필요하며, 정착구 후면에서 인장응력을 야기시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 상향긴장식 부분PT공법 적용할 때 정착구 위치에 따른 처짐효율분석, 유한요소해석 및 스트럿-타이를 이용한 인장응력 또는 인장력 해석 등을 실시하였으며, 상향긴장식 부분PT공법을 실제로 현장에 적용하고, 계측결과를 해석결과와 비교 분석함으로써 현장적용성을 알아보았다. 상향긴장식 부분PT공법은 처짐 또는 인장응력이 크게 발생되는 부분 구간에만 선택적으로 적용하면 적은 비용증가로 큰 처짐효율을 얻어낼 수 있음을 확인하였다.