• 콘크리트학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.591-602
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• 2015

이 논문에서는 철골 연결보와 철근 콘크리트 전단벽체의 내진성능을 평가하고자 주기하중 실험을 수행하였다. 실험의 주요 변수는 벽체의 보강 상세이었다. 현행 설계 기준을 따라 설계된 병렬 전단벽체는 콘크리트의 지압강도로 인해 조기 파괴되었다. 한편, 매립길이 내에 추가적인 수직 및 수평 보강재로 보강된 벽체의 경우, 지압파괴가 방지되는 것으로 나타났다. 실험결과, 벽체의 수직철근은 수평철근보다 병렬 전단벽의 전단 강도에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 매립 철골 보 플랜지 상 하부에서 발생하는 콘크리트의 응력분포를 가정하여, PC 병렬 전단벽체 내의 소요 철근의 양이 결정되었으며, 이를 이용하여 예측 강도 식을 제안하였다. 예측된 강도식은 실험값과 비교적 잘 일치하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.601-612
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• 2013

거대한 벽체를 사용하는 원전구조물의 건설에서, 시공성과 경제성향상을 위해 벽체의 전단철근으로 사용되는 고강도 철근의 사용이 필요하다. 이 연구에서는, 550 MPa 급 철근을 사용한 낮은 벽체(형상비 1.0)의 전단내력과 변형능력을 검증하기 위해 벽체의 반복하중재하 실험이 수행되었다. 실험 변수는 수평철근의 항복강도(550 MPa 급, 420 MPa 급), 콘크리트 압축강도(46 MPa, 70 MPa), 수평/수직전단철근비, 횡구속후프의 여부, 벽체의 단면형상, 파괴모드(휨항복 전 또는 후 전단파괴)였다. 실험결과를 420 MPa 급 철근을 사용한 벽체, 그리고 현행설계기준에 의한 예측강도와 비교하였다. 실험 결과로부터 550 MPa 급 철근을 사용한 벽체의 전단강도가 420 MPa 급 철근을 사용한 벽체의 전단강도에 비해 안전여유가 조금 감소하였으나 비슷함을 보였다. ACI 349 전단강도식은 550 MPa 급 철근을 사용한 벽체를 과소평가하였으며, 휨 항복의 실험체의 경우 큰 변형능력을 보였다. 이 결과는 ACI 349 규정이 550 MPa 급 철근을 사용한 낮은 벽체(형상비 1.0)의 내진설계에 안전하게 적용될 수 있음을 가리킨다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.569-579
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• 2011

주기하중을 받는 철근콘크리트 벽체는 형상비, 배근상세, 재하 조건 등에 따라 복잡한 비탄성 거동을 보인다. 이 연구에서는 벽체의 휨-압축 거동과 전단거동을 간편하게 고려할 수 있는 거시 요소를 이용한 비선형 해석 방법을 개발하였다. 철근콘크리트 벽체의 휨-압축 거동 및 전단거동은 각각 길이 방향 및 대각 방향 1축 요소로 이상화된다. 1축 요소는 콘크리트와 철근으로 구성되고, 비선형 재료 모델로서 1축 상태에서 반복하중을 받는 콘크리트와 철근의 주기거동 모델을 사용한다. 검증을 위하여 제안된 방법을 사용하여 주기하중을 받는 철근콘크리트 단일벽 및 병렬벽의 비선형 해석을 수행하였다. 그 결과 제안된 방법은 휨-압축 거동이 지배적인 세장한 벽체와 전단거동이 지배적인 낮은 벽체의 주기거동을 정확하게 예측하였다. 제안된 거시 해석 모델은 모델링이 편리하고 수치해석의 안정성이 우수하므로, 전단벽 및 코어벽이 사용된 건물의 비선형 해석을 위한 범용 프로그램으로 개발이 용이할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2003

철근 콘크리트 구조 벽체는 횡력에 대해 효과적으로 저항하고 변위를 제어할 수 있어 널리 이용되지만 지진 발생시 구조벽체가 붕괴에 이르지 않는다 하더라도 어느 정도의 손상은 예상해야 한다. 본 연구에서는 심하게 손상된 유효전단스팬비가 다른 철근 콘크리트 구조벽체의 단순 보수를 통해서 그 구조적 성능이 원래의 실험체에 비해 어느 정도 회복되는가를 평가하였다. 본 연구를 위하여 3개의 실험체 (전단스팬비 1, 2, 3)를 만들어 실험하였다. 실험은 원실험체를 점증 반복가력 재하로 심하게 손상시킨 후 실험체를 보수한 후 다시 재하하였다. 보수는 0.2mm이상의 균열부분의 콘크리트는 새 콘크리트로 교체하였고, 0.2mm이하의 균열은 단지 에폭시로 보수하였다. 또한 심하게 손상된 벽체 단부 부분의 철근은 같은 종류의 새 철근으로 교체되었다. 본 실험 연구를 통하여 단순보수를 통하여 벽체 강도는 회복 가능하나 변형능력은 회복이 되지 않는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.473-480
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• 2016

본 연구에서는 550 MPa급 고강도 철근을 사용한 낮은 형상비를 갖는 철근콘크리트 전단벽체의 벽체-기초 접합부에서의 전단마찰 파괴거동을 평가하기 위한 해석적 방안을 마련하는 것을 목표로 한다. 형상비, 경계면에서의 마찰계수, 배근상세, 각 방향으로의 철근비, 재료물성 등의 다양한 변수를 갖는 총 16개의 실험체를 검증 대상으로 선정하여 저자 등에 의해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램(RCAHEST)에 콘크리트 구조설계기준(2012)과 CEB-FIP Model code 2010을 바탕으로 경계면에서 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용하여 해석을 수행하였다. 최대 하중에 대한 실험과 해석으로부터의 결과는 평균과 변동계수가 각각 1.04와 17% 정도로 예측하였고 일부 실험체를 제외하고 파괴모드와 파괴시까지의 전반적인 거동 특성을 적절히 평가하였다. 결과를 종합해 볼 때, 수정된 전단마찰 구성관계식을 적용한 해석프로그램은 해석 결과에 비교적 높은 신뢰도를 확보하고 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.111-119
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• 2005

철근콘크리트 전단벽 또는 플랜지 구조물의 해석시 비선형으로 인한 거동을 해석하여 파괴거동을 좀더 명확하고 신뢰성있게 예측하고자 하는데 본 연구의 목적이 있다. 콘크리트 응력-변형율 모델로는 Hognestad, Vallenas의 이론을 적용하고, 철근 응력-변형율 모델로는 Ramberg-Osgood 이론을 적용하였으며, 구속(confined) 및 비구속(unconfined)을 고려하여 비선형 해석을 수행하였다. 단면 해석 모델은 Mander가 제안한 층상화 단면해석을 적용하였고, 감마팩터를 고려한 새로운 변형율도를 이용하였다. 이러한 단면에 경계효과를 고려한 Boundary warping과 전단효과를 고려한 Shear warping 및 초기 균열을 고려한 경우(precracked)와 초기 균열이 발생하지 않은 경우(uncracked)로 구분하여 단면 해석을 시행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.161-168
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• 2010

실무 및 연구에 있어서 반복하중을 받는 콘크리트 벽체의 변형 및 저항능력 그리고 재료의 변형율 등을 정확하게 평가할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 비선형 트러스 부재를 이용하여 반복 횡하중을 받는 철근콘크리트 벽체 또는 철근콘크리트 면부재를 모델링 하였다. 콘크리트와 배근된 철근은 각각 수직, 수평 그리고 대각선 비선형 부재를 이용해 모델링 되었다. 본 논문에서는 높이/폭 비가 1.2인 벽체를 예제로 선택하여 실험의 결과와 비교하였다. 비교를 위하여 주대각선 부재의 경로에 따른 4가지의 형상과 대각선 부재들의 배열에 따른 3가지 형상이 채택되어 실험 결과와 가장 근사한 모델링의 선택을 위해 평가를 실시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.321-330
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• 2002

본 연구는 H-pile과 철근콘크리트 벽체를 전단연결재인 스터드 볼트를 사용하여 합성시킨 합성지하벽의 전단성능에 대한 실험연구 결과와 전단내력 산정시 적용시킬 수 있는 방안을 제시하고 있다. 합성지하벽의 전단성능에 영향을 미칠 합성율, 스터드볼트의 배치방법, 콘크리트벽체의 두께, 전단스팬비 및 전단보강근량을 주요변수로 선정하여 12개의 실험체를 제작하였다. 합성율을 제외한 주요 변수들은 합성지하벽의 전단내력에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 아울러 합성지하벽의 전단내력 산정시 V=(Vc＋Vre)＋Vs라는 전단내력식을 기본식으로 하여 기존의 철근 콘크리트 전단내력식으로 제안된 ACI 318-99와 Zsutty식, Bazant식 그리고 철골의 전단내력식으로 제안된 강구조 한계상태 설계법에서 제시하고 있는 식으로 계산한 결과가 실험결과와 유사하게 나타남을 볼 수 있었다. 또한 소정의 합성율이 확보될 경우, 철골부재와 콘크리트벽체가 최대내력시까지 일체로 거동하며, 이를 고려하여 전단내력 산정시 합성부재의 전체깊이를 적용한 경우, 기존의 내력식을 이용하여 합성지하벽의 전단내력 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.193-196
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• 2008

본 연구에서는 비보강 조적조 건물의 전단강도와 연성능력을 향상시킬 수 있는 철물을 사용하여 보강된 조적벽체의 성능향상 검증을 위한 실험의 기초자료를 제시 하고자 한다. 실험에 사용될 철물은 얇은 육각 기둥들이 패턴형태를 이룬 벌집 모양의 하니컴 스틸재로 세라켐(주)이 일반 구조용 압연강 재인 SS400으로 제작한 것으로서 선행 실험으로 부터 철근콘크리트 보의 전단 강도 및 강성 증가에 효과가 있음이 나타났다. 국내의 경우 비보강 조적조 건물에 대한 내진규정이 마련되어 있지 않기 때문에 미국 내진 보강 지침서인 FEMA 207 및 306 에서 제안하는 4가지 파괴모드(수평줄눈의 전단파괴, Rocking 파괴, 사인장 파괴, Toe 파괴)와 강도식을 사용하여 그 중 사인장 파괴를 제외한 3가지 파괴모드를 형상비를 변수로 유도하여 보강되지 않은 벽체와 1면 및 2면 보강된 벽체를 계획하였고 보강효과를 예측하였다. 강도식으로 부터 보강철물의 효과는 Rocking 및 Toe 파괴에서는 단부 구속력의 증가, 전단 파괴에서는 수평줄눈의 전단강도 증가가 예상되며 각각의 경우 연성증가도 예상된다