• 한국지구과학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-11
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• 2011

콘크리트 구조물의 안전진단을 위해 충격반향기법(Impact Echo method, IE)과 충격응답기법(Impulse Response method, IR)을 이용하여, 콘크리트 모형 하부의 공동 유무에 따른 탐사 결과를 분석하였다. 콘크리트 모형은 순수 콘크리트 부분과 철근+콘크리트 부분으로 나누고, 공동의 유무에 따라 각 기법의 적용에 의한 반응 변화를 관찰하였다. 이 연구에 앞서 수행한 GPR과 IE 및 IR 기법의 복합 적용 결과, IE 및 IR 기법이 철근의 영향을 크게 받지 않고 공동존재 여부에 따른 반응이 비교적 잘 나타나는 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 선행 연구 결과를 토대로 IE와 IR 기법의 활용도를 높여서 보다 정확한 콘크리트 구조물의 안전진단 기법을 개발하고자 하였다. GPR과 같은 비파괴 조사 기법과 달리, IE 및 IR 기법은 측정이 이루어지는 위치를 정확히 알 수 있어 각 측점의 콘크리트 두께와 하부 공동의 반응을 보다 정확히 파악할 수 있는 장점이 있다. 연구 결과, IE 기법에서는 공진주파수보다 낮은 저주파수에서 나타나는 작은 피크 구간이 공동에 의한 반응으로 보이며, IR 기법에서는 주파수에 따른 운동성(mobility)과 동적 강성도(dynamic stiffness)의 변화를 통해 공동의 유무를 확인할 수 있었다. 이 연구에서 제안한 방법은 콘크리트 구조물의 보수 보강에 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.143-153
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• 2015

본 연구에서는 매립형 합성보와 슬림플로어보의 내화성능평가를 위한 재하가열실험 및 수치해석연구를 수행하였다. 이를 통해 화재 시 합성보의 온도 및 처짐 변화를 분석하고 하중비, 철근, 화재노출면 등의 합성보 설계변수들이 내화성능에 미치는 영향을 비교하였다. 화재실험결과 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 강재의 온도상승이 일반형 합성보에 비해 상당히 지연됨을 확인하였다. 그리고 매립콘크리트 내에 보강된 철근은 최소 90분까지는 상온강도를 발휘할 수 있는 온도이하를 유지하였다. 무보강 매립형 합성보, 철근을 보강한 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 처짐량 제한 기준만으로도 2시간 이상의 내화성능을 달성하였다. 이는 무피복 매립형 합성보와 슬림플로어보가 강재보의 내화성능을 증진하는 합리적인 대안이 될 수 있음을 시사한다. 합성보 재하가열실험에 대하여 ABAQUS를 활용한 유한요소해석을 수행한 결과 전체적인 처짐 양상 및 내화시간의 예측에 있어서 해석결과가 실제 실험결과를 신뢰성 있게 구현하고 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.193-202
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• 2018

이 연구는 철근콘크리트 부재에서 사용한계상태 검증 및 내구성능 평가의 요소인 균열폭을 계산하는데 중요한 변수가 되는 균열간격 계산식을 제안한 것이다. 철근콘크리트 부재의 균열거동 해석을 위한 지배방정식이 되는 부착특성을 반영하여 평균균열간격 기본식을 유도하고, 피복두께와 콘크리트 강도의 영향을 고려할 수 있도록 여러 연구자들이 수행한 124개의 직접인장실험에서 측정된 균열간격을 분석하여 각각의 계수를 제안하였다. 그리고, 최대 및 평균 균열간격이 동시에 측정된 80개의 실험체 자료로부터 상관관계 분석을 실시하여 평균균열간격으로부터 최대 균열간격을 간편하게 예측할 수 있는 상관계수를 제안하였다. 제안된 평균균열간격 계산식 및 최대균열간격 상관식에 대해서 현행 설계기준의 규정과 비교를 실시하였다. 비교 결과, 평균균열간격 및 최대균열간격에 대한 제안식은 콘크리트구조기준 및 도로교설계기준(한계상태설계법)의 해당 규정과 비교하여 예측의 정확성 및 신뢰도가 개선됨을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.675-684
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• 2010

철근콘크리트 부재는 연성파괴를 유도하기 위해서 휨인장 파괴가 선행 하도록 구조설계한다. 또한 보에서 파괴가 진행하도록 하여 기둥에는 피해가 적게 발생하도록 한다. 하지만 소성붕괴메카니즘에 의하여 소성힌지는 보의 양단부에 발생한 이후 최종적으로 최하층 기둥의 하부에도 발생한다. 철근콘크리트 구조물의 최하층 기둥은 축력이 크게 작용하고 전단경간이 비교적 작기 때문에 휨항복을 했다고 하더라도 최종적으로는 전단파괴하거나 부차파괴하여 설계보다 취성적으로 파괴 할 가능성이 있다. 이 논문에서는 휨항복 후 전단파괴하는 10개의 실험체를 통해 소성힌지 영역의 변형율과 길이 확장에 주는 요소에 대해 파악하였다. 실험결과 세 변수 중에서 축력이 가장 크게 영향을 미쳤는데 축력이 클수록 축방향 변형률과 연성비가 뚜렷하게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었으며 소성힌지 길이는 약간 늘어났다. 실험을 통해서 산출한 소성힌지 길이는 약 0.7~1.4d였으며 이는 기존 연구자들이 제안했던 평가식과 차이를 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.659-666
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• 2010

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 없는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 압축이음강도는 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 지압에 의해 발현되는 이음강도는 이음길이와 무관하며 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 58개 실험체의 평균은 $16.5\;\sqrt{f_{ck}}$이다. 부착에 의해 발현되는 강도를 ACI 408식으로 평가한 결과 [실험값]/[이론값]의 비는 평균 0.94로, 인장이음의 부착강도와 거의 유사하였다. 따라서 인장이음강도에 대비한 압축이음강도의 향상은 단부 지압효과로 설명될 수 있다. 실험결과에서 분석된 이음길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하여 압축이음강도 평가식과 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어, 이음부가 철근 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.178-189
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• 2011

본 연구에서는 CFRP 표면부착 공법의 대안으로 최근에 관심을 끌고 있는 NSM(Near Surface Mounted)기법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도를 평가하기 위한 실험과 해석을 수행하였다. 전단철근이 없는 7개의 실험체에 대해 4점 휨실험을 실시하였다. 실험변수로는 CFRP 스트립의 경사($45^{\circ}$, $90^{\circ}$)와 스트립의 간격(250mm, 200mm, 150mm, 100mm)이 고려되었다. 실험적 연구를 통해 NSM공법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도와 파괴모드에 대한 각 실험변수의 영향을 평가하였다. 실험결과는 $45^{\circ}$ 경사로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 파단으로 파괴된 반면, 수직으로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 슬립으로 파괴됨을 보였다. 또한, $45^{\circ}$ 경사 스트립이 수직 스트립보다 전단저항력 증가시킬뿐만 아니라 파괴시의 처짐을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가적으로 RBSN 해석은 NSM기법으로 전단 보강된 RC 부재의 균열형상 및 하중-처짐관계를 적절하게 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.931-938
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• 2005

RC 구조물이 해양 환경에 장기간 노출된 콘크리트 안의 철근은 해수에 포함된 염화물 이온의 침투에 의해 부식하게 된다. 염화물 이온에 의한 철근의 부식 피해는 매우 다양하기 때문에, 많은 연구들이 수행되어 왔다. 염화물 이온의 침투깊이를 쉽게 측정할 수 있는 질산은 변색법이 최근 많이 사용되고 있다. 그러나, 질산은 변색법의 특성이 완전히 파악되지 않은 채 사용되고 있는 실정이다. 그러므로 본 연구의 목적은 변색법의 적용성을 조사하는데 있다. 이러한 목적을 가지고 변색법의 메커니즘과 영향인자에 대하여 파악하고자 하였다. 변색법 실험 결과에 따르면, 콘크리트 할렬면에 질산은이 분무될 때, AgCl의 흰색반응과 AgOH의 갈색 반응, 두 반응이 발생한다. 또한, 반응 속도 상수비는 흰색 반응, 즉 AgCl이 3240배 빠르게 반응하는 것으로 나타났다. 변색 법을 콘크리트에 적용할 경우, 0.05N 이상의 질산은 용액을 분무하는 것이 바람직하다. 현장 콘크리트 구조물에 있어 변색법은 염화물을 평가하는데 유용한 방법이다. 변색 구간에서의 평균 염화물량 값은 콘크리트 단위중량 당 $0.9kg/m^3$으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.511-521
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• 2015

건물외피 발생하는 열교현상은 건물의 단열성능 및 외피의 내구성에 영향을 미치며, 국내의 일반적인 주거형식인 공동주택의 발코니에 있어서 이러한 열교현상은 중요하게 고려되고 있다. 이와 같이 내 외부 발코니 슬래브 사이에서 발생하는 열교현상을 최소화하기 위한 목적으로 열교차단장치가 개발되었으며 다수의 건설현장에서 적용되고 있다. 철근콘크리트 슬래브 벽-슬래브 접합부에 열교차단장치를 적용함으로써 건물의 단열성능을 향상될 수 있으나 풍하중과 같은 양방향의 하중에 의해 열교차단장치 삽입부위가 적합한 구조성능을 확보하고 있는지에 대한 검증이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트 슬래브에 적용된 열교차단장치의 구조성능을 확인하기 위해 변위제어 방식으로 30 싸이클의 반복하중을 가력하였다. 열교차단장치가 삽입된 접합부는 요구되는 구조성능을 확보하며, 최대 모멘트강도, 에너지소산능력, 연성비가 기존의 철근콘크리트 슬래브와 비교하여 향상되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.621-628
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• 2005

최근 고성능 콘크리트의 경우 자기수축으로 인해 발생되는 초기균열에 대한 관심이 커지고 있다. 본 논문의 목적은 고성능 콘크리트의 자기수축 예측모델의 제안 및 이를 통한 철근콘크리트 부재의 휨 거동 영향 분석에 있다. 이를 위해 물-결합재비가 $30\%$이고 광물질 혼화재의 종류 및 치환율을 변수로 한 자기수축 실험을 수행하였다. 실험 결과 플라이애쉬를 혼입한 고성능 콘크리트의 자기수축은 OPC 콘크리트의 경우에 비해 감소하였으며, 고로슬래그미분말 및 실리카퓸을 치환한 경우에는 증가하였다. 실험 결과에 대한 회귀분석을 통해 광물질 혼화재를 혼입한 고성능 콘크리트의 자기수축 예측식을 수정 제안하였으며, 제안된 자기수축 예측식은 실험 결과와 비교적 일치하였다. 본 연구에서 제안된 유한요소해석 프로그램은 자기수축을 고려한 휨 해석을 가능하도록 하였으며, 이를 이용한 구조해석 결과 철근콘크리트 구조물의 자기수축을 고려한 휨 응력은 자기수축을 고려하지 않은 경우와 비교하여 $20\~27\%$ 정도 크게 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-9
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• 2008

건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다.