• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.54-63
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• 2014

파형강판 구조물은 강판 세그먼트를 현장에서 볼트연결하고, 양질의 뒷채움 시공을 통해 시공성을 높일 수 있기 때문에 최근 생태통로, 소규모 교량 및 관로 등에 폭넓게 시공되고 있다. 본 연구는 휨하중을 받는 볼트연결된 파형강판 세스먼트의 정적 및 피로거동을 실험적으로 분석하였다. 피로거동을 분석하기 위하여 볼트 직경, 와셔와 같은 연결부 상세를 실험변수로 하였으며, 실험에 사용된 실험체의 파형의 제원은 $400{\times}150$ mm이다. 정적실험 결과 모든 실험체의 실험 극한강도가 이론강도보다 높게 나타났으며, 강판의 지압 및 상부강판 볼트구멍의 찢김에 의해 파괴되었다. 6mm와 7mm 강판에 대하여 하중범위 209kN에서 517kN사이로 피로실험을 수행하였으며, 실험결과 정적 파괴시의 강판지압과 찢김파괴에서 피로실험시에는 강판지압과 볼트 전단의 형태로 변화하였으며, 2백만회 피로한계는 대략 85MPa로 분석되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.21-30
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• 2011

콘크리트 포장의 다웰바는 교통하중을 줄눈 넘어 인접한 슬래브로 전달하는 하중전달장치이다. 현재 국내에서 사용되는 다웰바는 원형봉강으로 교통하중과 환경하중으로 인해 반복적으로 발생하는 전단응력과 휨응력에 대해 높은 내구성을 갖고 있다. 그러나, 강재 다웰바는 장기간 공용시 줄눈틈, 포장 하부 등으로 침투한 수분으로 인해 부식이 발생한다. 특히, 겨울철에 사용되는 제설용 염수와 접촉할 경우 부식은 급격히 진행된다. 다웰바에 부식이 발생하면 부피가 증가하여 줄눈의 거동을 방해하며 유효단면적의 감소로 하중전달효과가 떨어질 수 있다. 이와 함께 지속적인 원자재 가격의 상승으로 강재 다웰바의 가격 경쟁력이 크게 낮아지고 있다. 이러한 강재 다웰바의 문제점은 새로운 재료를 사용한 대체 다웰바의 개발로 이어지고 있다. 본 연구에서는 높은 인장강도, 높은 내부식성을 갖춘 FRP(fiber reinforced plastic)를 튜브 형태로 제작하고 그 속을 고강도 무수축 모르타르로 충진한 FRP 튜브 다웰바에 대한 역학적 두께 설계를 실시하였다. 역학적 두께 설계의 기준으로 다웰바와 콘크리트 면 사이에 발생하는 지압응력을 사용하였다. 지압응력의 산정을 위하여 다웰바에 전달되는 교통하중을 이론식과 유한요소해석을 통해 산출하고 실내시험을 통해 FRP 튜브 다웰바의 물성을 측정하였다. 그 결과, 직경 32mm, 40mm FRP 튜브 다웰바 모두 지압응력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브 하부에 강성이 큰 린 콘크리트층을 사용하기 때문에 다웰바에 전달되는 교통하중이 적고 이로 인해 지압응력도 낮아져 상대적으로 적은 직경의 FRP 튜브 다웰바의 사용이 가능한 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권1호통권129호
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• pp.7-16
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• 2005

본 연구에서는 국산 낙엽송 부재를 이용한 이중 볼트 전단 접합부의 성능을 평가하였다. 주부재로 두께 39 mm, 89 mm, 139 mm, 189 mm로 제재된 국산 낙엽송 제재목과 국산 낙엽송으로 제조된 두께 80 mm, 140 mm, 170 mm 집성재를 사용하였으며, 측면 부재로는 동일 두께의 제재목과 6 mm 철판을 사용하였으며, 접합 철물로는 M12, M16, M20 볼트를 사용하였다. 접합부에 대한 하중 방향은 주부재와 측면 부재의 목리 경사에 대해 수직, 수평한 경우에 대하여 실시하였다. 다우얼 지압 강도 실험을 통해 부재의 다우얼 지압 강도를 산출하고, 볼트 휨 실험을 통해 볼트의 휨 강도를 구한뒤, 최종 볼트 접합부 실험을 통해 접합부 성능을 평가하였으며, 최종 결과는 EYM (European Yield Model)을 사용한 계산값과 비교 평가하였다. 연구 결과 국산 낙엽송 부재의 이중 전단 볼트 접합부 성능은 EYM을 사용하여 얻어진 계산값과 비교하였을 때 그에 상응하거나 그 이상임을 알 수 있었으며, 특히 측면 부재가 제재목인 경우는 거의 일치함을 알 수 있었다. 파괴 모드는 옹이나 건조 결함 등의 영향을 많이 받으며 주부재의 두께가 작을 경우는 mode I, 주부재가 커짐에 따라 mode III으로 옮겨감을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권4호
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• pp.58-65
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• 2008

집성재의 구조부재로서의 이용에 있어서는 접합철물(connector)과 파스너(fastener)에 의한 접합이 대부분을 차지하고 있다. 이들 접합부의 역학적 거동은 파스너의 지압과 부재의 전단현상으로 설명할 수 있다. 집성재 내의 층재 구성상태에 따른 전단성능, 2면전단 핀접합부의 인발에 의한 전단성능, 실대 기둥-보 2면전단 핀접합부의 모멘트 저항성능을 검토하였다. 집성접착된 부위의 경우, 두 층재간의 보완작용에 의해 밀도 및 전단강도에 있어서도 적층효과를 발휘하였다. 소시험편의 전단강도를 이용한 핀접합부의 2면전단강도와 모멘트 저항성능을 예측할 경우 다소의 보정이 필요할 것으로 판단되었다. 기둥-보 접합부의 모멘트저항성능 예측은 소시험편 전단강도의 10%를 저감하여 이용하면 안전하게 예측가능한 것으로 판명되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.651-659
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• 2009

본 연구는 일체식 교대 교량의 파일-교대 연결부의 거동에 관한 것이다. 본 연구에서는 일체식 교대 교량 연결부의 강체거동을 위하여 교대에 매입된 파일(H형강)에 관통철근을 배치한 형태, 스터드 전단연결재를 설치한 형태의 두 가지의 파일-교대 연결부를 제안하였다. 제안된 파일-교대 연결부의 거동 평가를 위하여 제안된 연결부가 설치된 파일-교대 축소모형 시험체와 일체식 교량 설계지침에서 제시한 연결부가 설치된 파일-교대 축소모형 시험체를 제작하여 하중재하시험을 수행하였다. 하중재하시험 결과, 모든 시험체에서 탄성영역 내의 초기강성은 일반적인 일체식 교대 교량에 적용이 가능할 정도로 나타났다. 그러나 항복 이후 강성과 하중저항 성능, 균열진전양상, 회전 강성 및 지압강도 측면에서 비교한 결과, 본 연구에서 제안한 파일-교대 연결부 방식이 일체식 교대교량의 파일 연결부의 강체거동에 더욱 효과적인 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.259-276
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• 2006

큰 초기응력을 받는 암반에서의 파괴 과정은 굴착경계에 평행하게 발생하는 응력 유도 균열에 의해 지배된다. 특히 지압의 절대크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴 현상을 동반한다. Mohr-Coulomb과 같은 기존의 구성 모델은 일반적으로 마찰각과 점착력을 일정한 값으로 가정하므로, 점진적인 암반의 취성파괴 현상을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 일반적인 수치해석 코드에서 취성파괴를 잘 모의할 수 있는 것으로 알려진 CW-FS 모델을 사용하여 유류 저장공동 주변 암반에 대한 수치해석을 실시하고, 그 결과를 선형 Mohr-Coulomb 모델의 결과와 비교하였다. 또한 마찰각과 점착력 성분의 전단 소성변형률 한계를 변화시키면서 해석을 실시하여, 유류 저장공동에서 관찰된 취성파괴와 비슷한 양상을 보이는 해석 결과를 찾아보았다. 결과적으로 CW-FS 모델은 견고한 암반에서의 취성파괴를 모의하는데 있어 적절한 해석방법이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.185-188
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• 2005

Bond between reinforcing bar and surrounding concrete is supposed to transfer load safely in the process of design of reinforced concrete structures. Bond strength of ribbed reinforcing bars tends to split concrete cover, by wedging action, or shear the concrete in front of the ribs. In this study, using a reducing bearing angle theory, bond strengths of beam end specimen are predicted. Values of bond strength obtained using the analytical model are in good agreement with the bond test results. The analytical model provides insight into bond mechanism and the effects of bearing angle on the bond strength of deformed bars to concrete.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.9-17
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• 2012

본 연구는 소규모 지하통로, 저류시설 및 지중구조물에 많이 적용되고 있는 파형강판구조의 이음부강도를 실험적으로 평가하고자 하였다. 대골형파형강판을 사용하는 지중 강구조물은 압축력에 대하여 충분한 안정성을 확보하여야 한다. 그러나 현장에서 볼트 연결되는 이음부가 강판의 두께, 캐스킷, 와셔, 슬롯홀과 같은 연결상세에 따라 강도가 변화함에도 불구하고 이음부강도에 대한 실험적 이론적 결과가 설계에 반영할 수 있을만큼 충분히 축적되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 다양한 연결상세를 적용한 경우의 이음부 압축거동을 실험적으로 분석하였다. 연구결과 강판의 두께가 증가함에 따라 강판지압파괴에서 볼트전단의 형태로 파괴 형태가 변화하는 것으로 나타났으며, 6.omm 이상의 플레이트에서는 개스킷과 슬롯홀을 적용한 이음부가 와셔를 적용한 경우보다 효과적인 거동을 보이는 것으로 관찰되었다.

• 터널과지하공간
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• 제10권4호
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• pp.526-532
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• 2000

전단면터널 굴착장비에 의한 터널굴착을 설계할 때 일반적으로 적용되는 암반의 강도는 80-250 MPa로 알려져 있으나 설계단계에서 암반의 특성을 완전히 파악하지 못한 채 설계하고 수행하는 경우가 있다. 본 연구는 60% 이상 구간의 단축압축강도가 260 MPa이상이며, RMR값이 70이상의 암반에서 TBM으로 굴착된 약 5.3km 연장의 밀양댐계통 광역상수도 도수로터널 TBM 굴착구간의 암반특성을 규명하고 이로써 이론적 굴착속도를 분석하여, 실제의 순굴착속도와 비교분석한 것이다. 노르웨이 NTH에 의하여 제안된 이론적 굴착속도는 현장에서 수행된 순굴착속도의 평균값과 2∼20%의 오차를 갖는 것으로 평가되어, 극경암에서의 굴착속도 설계는 일본이나 미국에서 제안된 해석법에 비하여 NTH해석법이 가장 접근된 설계방법이라 할 수 있다. 현지암반을 펑가하여 순굴착속도와의 상관관계를 규명한 결과, 극경암에서의 순굴착속도는 슈미트 해머에 의한 반발경도와 RMR 값에 반비례하는 것으로 나타났는데, 이의 상관계수는 각각 0.705 및 0.777이었다. 이로써 반발경도와 RMR의 크기는 순굴착속도를 예측할 수 있는 요소가 될 수 있음을 알 수 있다. 또한 극경암에서의 순굴착속도는 현지암반의 지압의 크기에 크게 영향을 받고 있는 것으로 평가되어 TBM 굴착설계에서 지압상태는 중요한 설계요소의 하나로서 고려되어야 할 것이다.