• 콘크리트학회지
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• 제3권4호
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• pp.133-142
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• 1991

원형(prototype) 철근콘크리트 구조물의 거동을 축소모형실험을 이용하여 연구하기 위해서는 모든 구성재료의 물리적 성질들이 특정상사(similitude)관계 또는 1:1로 복제된 모형재료를 사용하여야 한다. 원형과 모형의 물리적 특성에 관한 상사성에 대해 사전 연구가 되어져야만 축소모형실험결과 해석에 적용할 수 있다. 본 연구는 철근콘크리트 구조물을 축소모형화하는데 따른 구성재료의 물리적 성질과 기본 거동에 관한 문제점들을 파악하고, 개선된 방법을 찾기 위한 것이다. 모형콘크리트에서 발견되는 큰 인장강도를 최소화하기 위해 배합비를 변화시켜서 원형콘크리트에 가장 가까운 모형콘크리트의 제작기법과 모형철근의 표면형태에 따른 거동의 차이를 단순보를 이용하여 연구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권7호
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• pp.599-604
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• 2016

음극방식은 19세기 초에 해수 및 지중 금속의 부식을 억제시키기 위한 기술로 처음 소개되었으며, 1970년대에 철근콘크리트 분야에 음극방식 기술이 적용되기 시작하였다. 1990년대에는 국제적으로 많은 연구 및 기술개발로 인하여 철근 부식방지의 효용성이 널리 증명되었다. 국내에도 최근 철근콘크리트 분야에 음극방식이 소개되어 일부 구조물에 적용되기 시작하고 있으며 점차 그 범위가 확대되고 있다. 음극방식의 특징은 일반 콘크리트구조물의 물리적인 보수 유지와는 달리 전기화학적 원리를 응용한 방식기술이기 때문에 다소의 전문적인 지식이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 철근콘크리트의 방식기술, 음극방식의 원리, 설계, 적용 등의 기본적인 이론과 철근콘크리트의 음극방식 기준 및 음극방식을 철근콘크리트구조물에 적용할 때의 기술적인 내용 및 적용사례를 소개한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.393-396
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• 2008

콘크리트 중의 철근은 시간경과에 따라 콘크리트의 중성화 및 염해 등에 의해 부식이 진전된다. 이러한 철근부식은 콘크리트의 품질편차, 균열발생 등의 영향으로 동일한 부재에서도 부위에 따라 그 정도에 차이가 발생하며, 균일하게 부식이 진전되지 않는다. 따라서, 콘크리트중의 철근이 부식된 부재에 대하여 역학적 특성을 평가함에 있어서 공식이나 국부부식 등을 고려하지 않고 평균부식률에 의해 평가를 하는 것은 철근이 부식된 실제 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 평가하는 데에 있어서 한계가 있을 수밖에 없다.한편, 철근이 부식된 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 유한요소법 등에 의해 해석적으로 평가하기 위해서는 부식철근의 역학적 성능에 대한 모델화가 필수적이며, 이를 위해서는 콘크리트중에서의 철근의 부식을 상정한 부식패턴에 대해 정량화하고 이를 역학적 성능과의 관계로서 수식화하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 콘크리트내부의 철근부식에 따른 부식형태의 정량화 및 부식철근의 역학적 성능평가를 목적으로 하며, 이를 위해 다양한 패턴의 부식형상을 상정한 철근부식실험을 수행하고 표면형상분석장치에 의해 부식형태를 정량화하였으며, 역학적특성에 대한 평가를 통해 부식정도와 역학적 성능의 관계를 정식화하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.253-261
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• 2015

콘크리트에 발생하는 균열은 구조물의 진행성 파괴로 연결되어 구조물의 안전성에 직결되는 문제이며, 철근콘크리트 구조물에 발생한 균열은 사용성 뿐만 아니라 유해물질의 침입에 따른 열화를 촉진하여 내구성 문제와 직결된다. 특히 외부 염화물 이온의 침입에 따라 철근에 발생하는 부식은 철근콘크리트 구조물의 안전성에도 큰 영향을 미친다. 따라서, 콘크리트의 균열을 제어하기 위해 초기재령 콘크리트에서의 수화, 수분이동을 규명하여 안전성 및 내구성을 확보하기 위해 허용 균열폭을 합리적으로 산정하는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 철근부식에 영향을 미치는 영향인자를 분석하고 부식영향인자의 변화에따른 부식의 정도를 파악할 수 있는 철근콘크리트 보를 제작하여 실험을 실시한다. 이러한 실험의 결과를 이용하여 부식영향인자를 고려한 허용 균열폭에 대한 식을 제안한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.78-83
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• 2010

철근부식에 의해 발생된 녹은 철근 주위의 콘크리트에 팽창압력을 발생시켜 콘크리트의 균열유발, 피복콘크리트의 박리나 탈락, 철근의 단면적 감소들을 야기 시킨다. 또한 철근콘크리트 구조물 내에 매입된 철근의 부식은 철근과 콘크리트의 일체 거동을 저하시킴으로써 구조물이 외력에 견딜 수 있는 구조성능의 감소를 초래한다. 본 논문에서는 3차원 스캐너를 이용하여 철근이 부식됨에 따른 철근의 표면적을 측정하여 부식률과 표면 거칠기와의 관계를 파악하였다. 철근부식률 1~2%의 경우에서는 철근 표면적이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 동일 범위내에서 철근의 부착강도가 증가한 기존의 실험결과와 매우 유사한 결과를 나타낸다. 철근부식률 2% 이상에서는 오히려 표면적이 감소하였으며, 이는 단면적 손실로 인한 기존 부착강도 실험과 부합되는 결과를 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.283-292
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• 2007

본 연구는 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 열적 특성 및 구조 거동을 예측할 수 있는 비정상 온도 분포 해석 및 비선형 유한요소해석 기법 개발에 관한 것으로써, 범용 유한요소해석 프로그램인 DIANA를 이용하여 화재에 의한 고온을 받는 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석을 수행하고 그 결과를 비교분석하였다. 고온을 받는 철근콘크리트 골조에 대한 수치해석은 시간의존 비정상 온도 분포 해석과 비선형 유한요소해석의 2단계로 진행된다. 비정상 온도 분포 해석에서는 열전도율, 열용량, 열팽창계수에 대한 시간의존 변수를 온도 함수로 표현하여 이를 고려하였으며, 비선형 유한요소해석에 있어서는 콘크리트의 비선형성과 균열을 고려하기 위하여 파괴 역학적 관점을 도입하였다. 또한 철근콘크리트 단순보에 대한 내화 실험을 실시하여, 재료의 열적 특성 및 해석 기법에 대한 검증을 실시하였다. 이러한 해석 기법을 철근콘크리트 골조로 확장하여 열에 의한 콘크리트 및 철근의 역학적 물성 변화 요인을 고려한 해석을 통하여 각각의 변수에 대한 비교 분석을 수행하였다. 본 연구에서의 고온 환경하의 철근콘크리트 구조물에 대한 비선형 유한요소해석기법은 온도에 따른 재료의 열적 특성 및 역학적 성능 및 화재-온도 곡선을 자유롭게 입력하여 고려할 수 있으며, 추후 관련 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.429-436
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• 2016

연구에서는 철근콘크리트 건물에 대한 유전자 알고리즘 기반의 최적구조설계기법을 제시하고자 한다. 목적함수는 구조물의 비용과 이산화탄소 배출량을 동시에 각각 최소화하는 것이다. 비용 및 인산화탄소 배출량은 구조설계안에서 얻을 수 있는 단면치수, 부재길이, 재료강도, 철근량 등과 같은 설계정보를 통해 계산한다. 즉, 구조물의 물량을 기초로 하여 비용과 이산화탄소 배출량을 평가한다. 재료의 운반, 시공 및 건물 운영 단계에서 발생하는 비용 및 이산화탄소 배출량은 본 연구에서 제외한다. 제약조건은 철근콘크리트 건물을 구성하는 기둥과 보 부재의 강도조건과 층간변위조건이 고려된다. 제약조건을 평가하기 위해 OpenSees를 활용한 선형정적해석이 수행된다. 제약조건을 만족시키면서 목적함수에 대해 최소의 값을 제시하는 설계안을 찾기 위해 유전자 알고리즘이 사용된다. 제시한 알고리즘의 적용성을 검증하기 위해 4층 철근콘크리트 모멘트 골조 예제에 제시하는 기법을 적용하여 검증한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.90-96
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• 1992

경계면 요소를 이용하여 철근콘크리트 구조물의 접촉면 문제를 유한 요소법으로 해석하는 기법에 대하여 연구한다. 본 연구에서는 경계면 요소의 수치해석의 이론과정을 전개하고, 실험 관찰된 부착 시험체에 적용하여 이형철근과 콘크리트 부착기구의 접촉면을 해석한다. 경계면은 특별한 연결요소를 이용하여 재현하며 Mohr-Coulomb의 마찰 이론을 응응한다. 해석의 주요점으로 하중상태에 따라 변화되는 경계면의 접촉상태, 즉 고정(stick), 미끄러짐(slide), 분리(separation)를 묘사하여 경계면 재료의 비선형 거동을 관찰한다. 부착모델의 해석결과는 실험실의 결과와 대체로 일치되며 따라서 철근콘크리트 접촉면의 응력해석을 위해 경계면 요소가 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-88
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• 2023

본 연구에서는 철근 부식에 의한 콘크리트 단면의 구조적 거동을 정량화하기 위해 철근 표면에 형성되는 녹을 모델링했으며, 변수로는 철근과 콘크리트 사이의 계면 공극, 피복두께, 철근 직경을 취했다. 철근 부식시 구조적 한계에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 계면의 공극크기였으며, 철근 직경, 피복두께 순으로 나타났다. 피복두께 75 mm, 철근직경 20 mm의 콘크리트 단면에서 계면의 공극이 1 ㎛에서 10 ㎛로 증가되면, 균열을 유발시키는 철근 부식량은 16.95 ㎛에서 27.69 ㎛로 크게 증가 되었다. 또한 철근 표면에 형성된 녹이 계면의 공극을 다 채우기 전까지 콘크리트 단면에는 손상이 발생되지 않았으며, 계면공극 범위를 넘어서는 양의 녹이 철근 표면에 형성된 후 콘크리트 단면은 항복, 균열 및 파단 상태에 이르렀다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.665-673
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• 2008

최근 장대 건설 구조물에 사용이 증가되고 있는 합성형 구조물에서 나타나고 있는 예기치 못한 일부 균열 현상의 구조적 원인을 분석하기 위하여, 강재복부의 수직보강재, stud 및 dowel bar의 유무, 전단철근의 간격과 콘크리트 강도 등을 실험변수로 하여 4점 재하 휨시험을 통해 강재와 철근콘크리트간의 구조적 합성거동 효과를 분석 하였다. 실험결과, 수직보강재는 강재의 국부좌굴 방지와 파괴시 강재와 콘크리트의 부착파괴를 방지하여 구조적 합성거동에 따른 단면내력(파괴하중)의 증진에 효과적인 것으로 나타났으나, 추가적으로 설치한 stud 및 dowel bar, 콘크리트의 강도와 전단철근량 등은 합성보의 휨거동에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.