• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.67-80
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• 2009

내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이다. 기둥의 경우 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 이를 실현할 수 있다. 가장 경제적인 설계를 위해서는 횡구속 콘크리트의 응력-변형률 특성에 기초하여 횡철근량을 산정하는 것이다. 우리나라(도로교 설계기준)에서는 목표연성도를 단일화하여 동일한 횡철근을 제공하고 있으나 일본에서는 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 곡선식을 제공함으로써 경제적으로 소요 횡철근량을 산정하고 있다. 이러한 재료레벨(응력-변형도)의 특성을 사용하면 설계는 어려워지지만 보다 경제적인 설계가 가능하며 이는 성능에 기반한 내진설계의 경향과도 부합된다. 이 연구에서는 현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행하였다. 응력-변형률 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 인자를 도입하여 실험결과와 기존의 콘크리트 모델식을 비교 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.69-77
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• 2003

콘크리트의 응력-변형률 관계 곡선을 도출하기 위하여 총 13개의 철근콘크리트 패널실험체를 이용하여 1축 및 2축 인장실험을 수행하였다. 실험결과를 이용하여 콘크리트의 인장 응력-변형률 관계곡선의 모델을 수식으로 제안하였다. 주요 실험변수로는 철근비와 도입된 2축 하중비가 고려되었다. 또한 초기균열하중을 이용하여 인장-인장 영역에서의 파괴포락선을 제시하였다. 실험결과 콘크리트는 균열 이후에도 인장에 어느 정도 견디는 것으로 나타났다. 그러나 본 연구에서 제안한 콘크리트의 응력-변형률 관계 곡선은 철근의 방향과 하중의 방향 혹은 주응력의 방향이 일치하는 경우에 가장 적합할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-100
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• 2006

이 논문은 철근콘크리트 구조 부재의 균열폭을 산정하는 해석적 모델을 제안한 것이다. 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-미끌림 특성을 수치적으로 전개하기 위하여 균열안정화단계에서의 철근 경계면에서의 미끌림이 선형으로 분포한다고 가정하고, CEB-FIP Model Code 1990에서 제시하고 있는 부착응력-미끌림 관계에 적용하였다. 이와 같은 방법을 통하여 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 유도하고, 이로부터 두 재료의 축방향 변형량의 차이로부터 균열폭을 계산할 수 있는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 균열폭 규정으로 계산한 결과에 비하여 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.585-593
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• 2003

본 연구는 외부 프리스트레싱으로 보강된 철근콘크리트 보에 관한 문헌연구와 프리스트레싱 강재의 극한응력 예측식의 개발, 극한응력에 영향을 미치는 변수들에 대한 실험 등이다. 새로운 통합 예측식 개발을 위하여 비부착 프리스트레싱 강재의 극한응력에 대한 ACI 시방식을 확장하고 분석하였다. 본 논문에서는 외부 프리스트레싱 강재의 극한응력에 대한 새로운 합리적 예측식을 제안하고 있는데, 프리스트레싱 강재와 중립축의 깊이 비의 함수로서 표현하여 내부 철근의 영향을 고려하고 있다. 실험연구에서는 프리스트레싱 강재의 극한응력에 가장 큰 영향을 미치는 실험변수를 가지고 외부 프리스트레싱으로 보강된 철근콘크리트 보를 제작하여 실험하였다. 실험연구에서 채택한 영향인자들은 배부철근비, 외부 프리스트레싱 강재비, 지간과 PS강재높이 비 등이다. 실험결과는 분석되어 외부 프리스트레싱 강재의 극한응력에 대한 제안된 예측식의 합리성과 적용성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.102-109
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• 2003

모르타르 충전식 철근이음은 철근위치의 오차를 쉽게 흡수하여 시공이 용이하고 또한 콘크리트 타설을 최소화할 수 있는 프리캐스트 공법의 철근이음 방법중 하나로서 적용하는 경우가 증가하는 추세이다. 그러나 아직도 이에 대한 연구는 불충분한 실정으로 그라우트 충전식 철근이음 시스템의 보다 적극적인 활용을 위해서는 그 동안 연구의 미비한 부분을 보완하고 개선하여 그라우트 충전식 철근이음의 보다 합리적인 설계방법을 제시하여 실용화시킬 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 모르타르 충전식 철근이음에서의 구속효과를 파악하기 위하여 슬리브 표면에 변형률 게이지를 부착한 실물크기의 D25, D19 철근용 스플라이스 슬리브 이음 실험체를 제작한 후에 가력실험을 실시하였다. 이 실험결과로부터 슬리브의 구속효과가 모르타르 충전식 철근이음의 부착성능에 미치는 영향을 고찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 본 실험에서 측정한 슬리브 표면의 변형률 분포로부터 철근이음에 작용하는 구속력을 산정한 결과, 철근이음 실험체에 최고 $200{\sim}300kgf/{cm}^2$ 이상의 원주방향 구속응력이 작용하였고 이런 구속응력은 철근 정착길이가 감소할수록 커지는 경향이 있었다. 또한 횡방향 구속효과를 고려한 Untrauer와 Merry의 부착강도식에 측정한 슬리브 표면의 변형률로부터 구한 구속응력을 적용하면 본 연구의 실험값을 5% 이내의 편차범위에서 예측할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.520-526
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• 2015

철근 콘크리트 구조에서 철근의 이음은 불가피하게 사용된다. 최근 들어 철근 콘크리트 구조물에 가장 많이 사용되고 있는 철근 이음에는 겹침 이음, 기계 이음, 그리고 용접 접합 등이 있다. 이중에서 저비용, 건설 현장에서의 실용성, 공사 기간 단축 및 고성능 등의 장점으로 인하여 가스 압접 이음의 효용성이 대두되고 있다. 그러나 가스 압접 이음 과정동안 철근이 열을 받게 되고 이는 접합부 주위에 잔류 응력으로 남아 철근의 피로수명에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 가스 압접 접합부의 명확한 잔류 응력 분석과 가스 압접 후 철근의 하중지지 능력을 확인하기 위한 인장 시험이 수행되어야 한다. 이 연구에서는 공용중인 철근(KS D3504 SD400)에 대하여 3차원 해석을 수행하여 연구 결과 잔류 응력은 상대적으로 작기 때문에 철근의 피로 수명에 영향을 미치지 않으며 인장 실험 결과에서도 가스 압접된 철근의 항복강도가 기준항복강도보다 높게 측정되어 하중 저항 능력도 가스 압접 이음부가 연속된 철근으로서의 거동에 충분히 그 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.425-429
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• 2006

한국도로공사가 운영하고 있는 시험도로의 연속철근콘크리트 포장(CRCP) 구간에서 콘크리트 슬래브의 중간 깊이에서 수평방향으로 균열이 발생한 것을 발견하였다. 이러한 수평균열이 콘크리트 슬래브 내부에 어느 정도 존재하며 얼마나 진전되어 있는지를 조사하기 위하여 필요한 위치에서 코어를 채취하여 분석하였다. 또한 수평균열의 원인을 파악하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 설계, 재료, 환경과 관련된 여러 가지 변수에 대하여 연구하여 수평균열을 야기할 수 있는 가능한 원인을 분석하였다. 수치해석모형은 유한요소법을 이용하여 개발하였으며 연속철근콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브의 전단 및 수직 응력의 분포를 분석하였다. 수치해석 결과 최대 전단 및 수직인장 응력은 횡방향 균열의 위치에서 철근이 배근되어 있는 깊이에서 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이러한 최대 응력이 콘크리트의 강도에 다다르면 이러한 위치에서 수평균열이 발생하게 된다. 수평균열을 발생시키는 콘크리트의 최대응력은 환경하중, 콘크리트 열팽창계수, 콘크리트 탄성계수 등이 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권1호
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• pp.79-90
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• 1990

철근 콘크리트 보의 인장철근이 합리적인 위치에서 체단(Cutoff)되지 않으며, 응력집중 및 부재의 극한강도가 저하되는 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 상황에 부합되는 실제건물을 대상으로 실물크기(Full Scale) 및 모형 실험을 함으로써 체단점에서 발생되는 파괴양상과 휨 강도, 실물, 시험체와 모형 시험체의 파괴 진전 상황등을 비교\ulcorner분석하고, 동시에 유한요소법에 의한 해석을 통하여 인장응력 분포 상태등을 검토함으로써 보 설계시 인장철근의 체단등에 관한 기토자료를 제공하고자 하였다. 실험 및 해석의 결과로부터, 체단부가 지점쪽으로 멀리 있을수록 최대내력의 감소는 물론 인장응력의 집중현상등이 나타나고 있는 바, 보부재의 설계시 인장철의 체단보에 대해서는 세심한 주의가 필여하리라 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.141-149
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• 1996

동일한 인장철근배근상태($\rho$/$\rho_b$=constant)에서 휨을 받는 고강도 철근 콘크리트 보는 보통강도의 철근 콘크리트보에 비해 더욱 취성적인 거동을 하게 된다. 본 실험결과 연성적인 파괴를 유도하기 위하여 콘크리트의 강도가 830kg/$cm^2$이상일 경우 철근비를 $0.6\rho_b$이하로 배근하여야 할 것으로 나타났다. 또한 콘크리트 강도가 830kg/$cm^2$ 이상일 경우 사각형응력 블록을 사용한 ACI 휨강도식의 안전율이 감소하였으며, 삼각형에 가까운 압축응력 분포를 나타내었다. 이는 콘크리트 강도가 증가할수록 응력-변형률 곡선이 거의 선형적으로 증가하는 재료적 성질에 기인하는 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권3호
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• pp.113-121
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• 1992

본 논문에서는 철근콘크리트 부재의 뽐힘부착거동을 규명하기 위하여 일련의 포괄적인 실험 및 이론 연구를 수행하였다. 실험의 주요변수는 콘크리트의 압축강도, 철근간격 및 덮개, 그리고 철근의 부착길이 등을 선정하였다. 본 연구결과 철근 콘크리트의 부착강도는 뿐만아니라 부착길이, 철근의 덮개 등에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 이들의 영향을 정량적으로 도출하였다. 또한, 본 연구에서는 철근콘크리트의 부착강도식을 새롭게 제안하였으며, 부착응력-슬립관계식도 유도하여 제시하였다.