• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.19-28
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• 2012

본 연구에서는 반횡류식 터널 덕트슬래브 하면 중앙부에 발생한 종방향 균열의 발생 원인을 분석하였다. 분석을 수행하기 위하여 균열이 발생 부위에 대한 상세한 외관조사, 비파괴조사 및 덕트슬래브의 처짐 측량을 실시하였고, 그 결과와 수치해석결과와의 상관관계 분석을 수행하여 균열 발생 원인에 대한 상세한 분석을 실시하였다. 균열 발생 원인의 주요 인자로 단부구속조건, 철근의 위치, 온도의 변화 및 건조수축 등으로 분류하였고, 콘크리트 라이닝을 우선적으로 타설하고 덕트슬래브를 철근 커플러로 강결하여 수개월 후에 별도 타설한 시공여건에 따라 발생할 가능성이 있는 요소들을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 특히, 건조수축에 대한 분석을 위하여 ACI209 및 콘크리트 구조설계기준의 예측식과 기존 연구의 실험결과를 비교하여 시공당시의 건조수축 발생량을 예측하였고 구조해석을 수행하여 건조수축이 균열발생의 주요한 원인 중에 하나라는 결과를 도출하였다. 이에 따라 기존에 수행한 도로터널의 안전진단 결과를 덕트슬래브의 시공 방법에 따라 분류하고 균열발생 패턴을 분석하여 덕트슬래브가 있는 터널의 시공방법의 개선에 대한 제언을 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.94-100
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• 2013

본 논문은 철근콘크리트 구조물이 화재를 입었을 경우의 최고 노출 온도 예측 및 화재손상 분석을 위하여 콘크리트 시험체에 대한 기기 분석적 고찰을 실시하였다. 시차열분석 결과, $200^{\circ}C$까지는 모세관수 및 겔수의 증발로 인한 강한 흡열피크가 일어났으며, $520^{\circ}C$정도에서 수산화칼슘 ($Ca(OH)_2$)의 분해로 인해 흡열피크가 생성되었고, 흡열 반응으로 인해 시료의 중량이 크게 감소되었다. $720^{\circ}C$정도에서 칼사이트 ($CaCO_3$)의 분해로 인해 또 한번의 강한 흡열반응이 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 X-선 회절분석 결과, $400^{\circ}C$까지는 $Ca(OH)_2$가 존재하지만 $600^{\circ}C$이상부터는 CH성분은 거의 소멸되고 CaO의 성분이 나타났으며, 온도가 높을수록 생성량이 증가하였다. 이것은 화재 시 콘크리트의 온도가 증가될수록 $Ca(OH)_2$과 $CaCO_3$가 분해되어 CaO로 변환되기 때문이며, $Ca(OH)_2$와 $CaCO_3$가 완전히 분해되어 피크가 없어지고 대신 CaO의 피크가 크게 형성되는 온도 범위를 약 $700{\sim}800^{\circ}C$로 추정할 수 있다. 주사형 전자현미경 분석 결과, 고열에 의해 콘크리트를 구성하고 있는 시멘트 반응생성물에서 결합수 및 겔수의 탈수로 인해 콘크리트의 수축이 발생함으로써 미세한 균열이 전반적으로 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 보통 콘크리트가 열을 받으면 $300^{\circ}C$부터 미세균열이 발생되어 $500^{\circ}C$에서는 상당히 심하게 균열이 발생되는 것을 알 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2009

해양환경 하에 건설되는 콘크리트구조물은 다양한 염해 환경에 노출되어 있으며, 이중 염소이온의 침투 및 확산으로 인한 콘크리트 중의 철근부식과 화학적 침식 등은 콘크리트구조물의 주요 성능저하 요인으로 지적되고 있다. 따라서 해수 중의 염소이온의 침투 및 확산 메커니즘을 효율적으로 평가하기 위하여 전기화학적 촉진시험으로부터 염소이온의 확산계수를 추정하였다. 또한 콘크리트의 압축강도, 투수공극량 및 염소이온의 침투깊이 등과 염소이온의 확산계수와의 상관관계를 분석하기 위하여 회귀분석을 실시하였다. 본 연구의 시험결과에 의하면, 물-시멘트비 40~60%의 범위에서 보통콘크리트의 염소이온 확산계수는 $2.5{\sim}6.6{\times}10^{-12}m^2/s$ 정도였으며, 염소이온의 확산계수와 콘크리트의 물성과의 상관관계는 선형의 상관관계가 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.73-81
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• 2022

최근 구조물의 사용연한이 증가함에 따라 다양한 요인에 의해 철근이 부식되어 구조물의 내하력이 감소하는 문제들이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 내식성, 경량성, 고인장강도를 갖는 FRP 보강근의 부착특성에 대한 연구가 활발히 진행중이나, 콘크리트에 매립된 격자형 CFRP 보강재의 부착특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 격자형 CFRP 보강재를 철근의 대체재로 사용하고 사용성 측면에서 부착특성을 평가하기 위해, 격자형 CFRP 보강재의 종방향 부착길이와 횡방향 격자길이를 변수로 하여 직접인발시험을 수행하였다. 이를 통해 격자형 CFRP 보강재의 부착하중-슬립 곡선을 도출하였으며, 부착거동을 분석하였다. 총 부착하중 식은 종방향 부착길이의 부착력과 횡방향 격자의 전단력의 합으로 제안하였으며, 부착하중-슬립곡선의 면적을 전체 일로 표현하여 슬립량에 대한 에너지 소산량의 변화를 분석하여 횡방향 격자가 부착력에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.81-90
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• 2013

이 연구에서는 합성보의 수평 접합면에 대한 수평전단력 저항성능을 평가하기 위하여 6개의 접합면 전단성능 실험체를 대상으로 접합면의 표면상태, 전단철근의 보강량과 상세 등의 구조변수에 대한 수평전단강도를 평가하였다. 휨압축파괴를 나타낸 SF-291B를 제외한 모든 실험체는 실험계획에서 의도한 대로 접합면의 수평전단력에 의한 전단파괴를 나타내었다. 설계기준식의 수평전단력 전달 또는 전단마찰 설계법으로 산정한 접합면 전단강도는 실험체의 수평전단 파괴를 초래한 접합면의 수평전단내력을 양호한 수준으로 평가하는 것으로 나타났으며, PCI 설계기준에서 제시한 전단철근의 배근상세와 정착길이는 접합면에서 요구되는 수평전단성능을 확보할 수 있다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.547-559
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• 2012

국내의 콘크리트 구조설계는 허용응력 설계법(ASD) 및 극한강도 설계법(USD)을 사용하고 있다. 허용응력설계 및 극한강도설계법은 경제적인 설계에 제한이 따르기 때문에 최근에 지하구조물의 설계에 극한한계상태 설계법의 채택을 다각적으로 검토하고 있는 상황이다. 이를 뒷받침하고자 본 연구에서는 일본 한계상태 설계법(LSD)에 의거한 국내 고강도 콘크리트 라이닝에 대한 발생 단면력을 산정하였으며, 이를 국내의 극한강도 설계법과 비교함으로서 경제적 설계결과 도출 가능성 및 국내 적용성을 분석하고자 하였다. 해석결과, 철근량 산정과 밀접한 관계가 있는 최대 모멘트 발생양상은 두 설계법 모두 유사하나, 발생 부재력은 일본 한계상태 설계법이 극한강도 설계법에 비하여 모멘트는 26.0%, 전단력은 26.7%감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 안정성이 확보된 조건에서 경제적인 세그먼트 설계가 가능함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.32-40
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• 2003

최근 철근의 부식과 관련된 철관콘크리트 바닥판의 내구성에 대한 문제점이 증가되면서 부식에 대한 저항성이 크며, 기존 구조용 재료에 비해 여러 가지 물리적, 역학적 장점을 가진 섬유보강플래스틱을 사용한 보강재의 사용성이 증가되고 있다. 본 연구는 GFRP Re-Bar 다발로 보강된 1방향 슬래브의 휨거동에 관한 실험적 연구로서, 국내에서 개발된 GFRP Re-bar의 인장시험을 수행하였으며, GFRP Re-Bar의 보강량을 증가시켜가며 단위 폭을 갖는 1방향 슬래브 실험체를 제작하고 3등분점 재하실험을 수행하였다. 각 실험체에 대한 이론적인 해석은 철근콘크리트 휨부재의 해석 및 설계방법을 수정, 보완하여 개발된 ACI Committee 440에 따라 수행하였으며, 실험결과와 이론적 해석결과를 비교, 분석하였다. 연구결과 ACI Committee 440에 의해 추정한 각 실험체의 하중­처짐 거동은 실험결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었으며, FRP Re-Bar로 보강된 콘크리트 바닥판의 설계규준을 확립하기 위해서는 강도에 대한 한계상태뿐만 아니라 처짐 등 사용성에 대한 한계상태가 결정되어야 할 것이라 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.144-152
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• 2011

기존의 지하구조물 비개착축조공법은 구조물의 강성을 확보하기 위하여 가설구조인 강관에 철근을 설치하는데 시공시 좁은 공간으로 작업이 불편하고 배근작업으로 인한 자재비용이 과다하는 등 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하는 차원에서 스틸 세그먼트를 이음부로서 연결하여 지하구조물 축조시 가설구조물을 형성하고 철근대신 강선이나 강봉을 설치하여 긴장력을 도입하는 새로운 공법인 P.S.T공법(Prestressed Segment Tunnel Method)이 모색되었다. 본 연구에서는 P.S.T공법 구조물의 휨성능을 평가하고자 그에 대한 실험적인 연구를 수행하였다. 세그먼트 형상비, 우각부 원형강관의 크기, 긴장량의 크기 및 이음부의 용접 유무를 실험변수로 설정하여 구조물의 휨거동 특성을 규명하고 부동한 변수에 따른 구조물의 처짐에 대한 효과를 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.781-790
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• 2011

이 연구는 다양한 보강상세를 갖는 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)로 표면매립 보강된 철근콘크리트보의 보강효과에 관한 실험연구이다. 다양한 보강상세를 갖는 표면매립공법의 보강효과를 분석하기 위해 실험변수로 CFRP 보강재의 단면형상, 보강량, 매립 개수 및 위치 등의 다양한 보강상세를 적용하여 총 14개의 실험체를 제작하였다. 실험 결과, 표면매립보강의 파괴모드는 보강재 단면형상에 상관없이 보강재와 충전재가 하나로 거동하는 부착파괴 및 보강재 파단을 보였고, 홈 간격에 따라 홈 주변 콘크리트의 파괴면이 중첩되어 조기 부착파괴가 발생하는 것으로 나타났다. 등가 단면을 고려하여 부착상세를 개선한 기계적 맞물림(MI) 실험체의 파괴모드는 기존 부착파괴에서 CFRP 보강재 파단으로 개선되었고, CFRP 효율은 83%에서 100%로 향상되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.151-160
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• 2022

최근 폭발사고의 빈도수가 증가함에 따라 주요 구조부재의 손상을 저감시킬 수 있는 방호 구조물 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 방호 구조물의 방호성능에 대한 국내 연구는 아직 미진한 실정이며, 아직 설계 가이드라인도 충분히 갖추어지지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 FRP 시트 보강유무를 변수로 하여 RC 방호벽에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석은 LS-DYNA 프로그램을 활용하여 수행되었으며, 해석을 통해 RC 방호벽과 FRP 시트로 보강된 RC 방호벽의 변위-시간이력곡선, 압력-충격량 도표, 취약도 곡선을 도출하였다. FRP 시트 보강방법은 RC 방호벽의 방호성능을 향상시키는데 매우 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 폭발하중의 크기가 클수록 RC 방호벽에 대한 FRP 시트의 보강효과는 높아지는 것으로 나타났다.