• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.569-576
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• 2019

PSC-Edge 거더 라멘교는 Edge 거더에 긴장력을 도입하고 정모멘트를 감소시켜 저형고와 장경간화가 가능한 교량이다. 본 교량은 가설벤트가 상부슬래브의 하부에 지지되고 Edge 거더부에 2차 강연선이 긴장된 후 거더 외측 면에 $45^{\circ}$방향의 사인장 균열이 발생하였다. 프리스트레스 정착부의 응력분포 및 파열균열의 양상에 관한 연구가 활발히 진행되었지만 기존 연구 결과는 본 구조물의 실제 형상과 경계조건이 상이하여 명백한 원인분석이 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 가설벤트의 경계조건을 추가로 고려된 3D Frame 해석을 수행하였으나 Edge 거더부에서 최대 압축응력이 발생하여 균열을 원인을 규명하기에는 한계가 있었다. 따라서 LUSAS 16.1을 사용한 3D Solid 해석을 수행하였으며 그 결과 Edge 거더의 하부와 상부슬래브의 경계부분에서 최대 주인장응력이 발생하였다. 최대 주인장응력과 방향여현을 사용하여 둔각부 Edge 거더 외측면의 소요 철근량을 분석한 결과 사용 철근량이 부족한 것으로 분석되었다. 따라서 추가 시공된 교량은 기존 교량보다 정착부의 철근량과 철근보강 범위를 확장시켰다. 그 결과 Edge 거더부의 균열은 더 이상 발생하지 않는 것으로 관찰되었다. 이와 유사한 PSC-Edge 거더 형식의 교량을 설계 및 시공할 때 본문에서 제안한 해석 및 보강방법을 적용하면 시공 중 발생하는 Edge 거더 외측면의 균열을 충분히 제어할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.21-32
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• 1999

지진가속도에 의한 부재의 지진거동 특성은 실험적인 방법 또는 등가의 정적실험으로부터 추정되어 온 것이 대부분이다 본 연구에서는 지진가속도에 의한 철근콘크리트 전단벽체의 지진응답 및 파괴거동 특성을 유한요소법을 사용한 해석적인 기법에 의해서 예측하였다 콘크리트 부재에서 균열은 필연적으로 발생하게 되며 이로 인한 부재의 강도 및 강성의 감소 철근의 항복 및 하중의 반복성으로 인한 균열의 개폐등이 수반된다 본 연구에서는 이와 같은 콘크리트와 철근의 비선형 특성을 고려한 이축응력상태에 대한 재료모델과 동적해석 알고리즘을 범용 수치해석기법인 유한요소법을 사용하여 해석프로그램으로 구현하였다 지진가속도를 받는 전단벽을 대상으로 지진응답 및 파괴거동등을 본 연구의 해석적인 방법으로 예측하였으며 그 결과를 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.753-760
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• 2010

초고성능 콘크리트(ultra high performance concrete, UHPC)는 종래의 보통 콘크리트와 다른 새로운 재료로써 높은 강도와 향상된 인성을 그 특징으로 한다. 이러한 새로운 재료의 활용을 위하여 이 연구에서 초고성능 콘크리트의 부착 성능을 평가하고자 하였다. 수정된 RILEM 방법을 사용하여 초고성능 콘크리트와 이형 철근의 인발실험(pull-out test)을 수행하였으며 보통 콘크리트와 비교하여 5~10배에 달하는 부착강도를 확인하여 기존의 설계 기준에 비하여 현저하게 감소한 정착길이와 피복 두께를 제안하였다. 700 MPa급 고장력 철근의 실험 결과의 비교로부터 초고성능 콘크리트에서 고강도 철근 활용의 유효성을 확인하였다. 강연선의 응력전달길이 측정실험을 통하여 현재 전달길이 기준이 UHPC의 경우 매우 보수적이라는 것을 확인하였다. 또한 유한요소해석을 통하여 실험 결과를 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.133-136
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• 2008

염해에 노출이 심한 구조물이나 교량의 상판의 보강철근 부식으로 인한 콘크리트 구조물의 구조성능 및 내구성능의 저하가 큰 문제로 대두되고 있다. 이에 최근 활발히 연구가 진행 중인 유리섬유 보강근(Glass Fiber Reinforced Polymer Bar, 이하 GFRP 보강근)은 높은 화학적 내구성, 고강도, 경량성 등에 의하여 철근을 대체할 콘크리트 보강재로 그 가치를 인정받아 미국, 유럽, 캐나다 등에서는 이미 GFRP 보강근의 설계지침서가 발표되었다. 하지만 아직 GFRP 보강근을 이형철근과 같이 높은 신뢰성을 가지는 보강재로 사용하기에는 파악해야할 구조적 문제가 많이 있는데 그 중 하나가 콘크리트와의 부착성능이다. GFRP 보강근의 부착성능은 콘크리트 압축강도에 크게 영향을 받는 이형철근과 달리 섬유종류, 외피 표면 상태 등 여러 가지 요소에 의한 복합적 영향을 받는 부착특성을 보인다. 이에 본 연구에서는 외피 표면 상태, 콘크리트 압축강도 등을 변수로 하는 GFRP 보강근으로 보강된 일 방향 인장-인발 시편의 부착실험을 통하여 GFRP 보강근의 부착특성을 관찰하였다. 또한 이를 통하여 단조하중을 받는 GFRP 보강근의 부착응력-미끄럼 관계를 제안하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1033-1042
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• 2005

최근에 이르기까지 철근콘크리트 휨부재에 있어 콘크리트의 인장응력은 극한강도에 현저한 영향을 미치지 못하기 때문에 그 역할이 고려되어지지 않았다. 그러나 하중-처짐 관계의 구명을 위해서는, 인장증강효과라고 불리는 콘크리트와 보강철근 사이의 인장응력에 의한 강정증가 효과가 반드시 고려되어져야 한다. 이러한 인장증강효과에 영향을 주는 주요 구조변수는 콘크리트의 강도 및 콘크리트와 철근의 부착 등으로 알려져 있다. 이 연구에서는 휨을 받는 보를 대상으론 각기 다른 콘크리트 강도, 피복두께 및 주근의 비부착 길이를 갖도록 모두 20개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 이를 통해 각 구조변수들이 시험체의 휨강성, 균열발생 및 진전 등에 미치는 영향 등을 주의 깊게 관찰하고 분석하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.133-144
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• 1997

2차원 응력상태의 철근콘크리트 부재해석을 위하여 소성이론과 파괴모델의 통합방법을 연구하였다. 콘크리트의 대별되는 두 가지 거동특성인 다차원 압축상태의 강도증가와 인장균열파괴를 동시에 나타내기 위하여, 압축파괴와 인장균열의 다중파괴기준을 사용하는 소성이론을 근간으로 여러 실험결과를 반영하는 파괴모델을 적용한다. 압축파괴기준으로서 Drucker-Prager모델과 von Mises 모델을 비교 사용하며 인장균열거동에 대하여 회전균열소성모델과 고정균열소성모델을 비교한다. 이러한 압축파괴기준과 이장균열파괴기준의 설정에는 다차원 압축상태의 강도증가, 균열로 인한 인장과 압축응력도의 저하, 보강철근의 영향등을 나타내는 실험식과 파괴에너지개념을 사용한다. 이 재료모델을 비선형유한요소해석에 사용하여 기존의 실험결과와 비교한다. 재료모델의 압축파괴와 인장균열거동을 검증하기 우하여 콘크리트의 압축파괴 또는 철근의 인장항복에 의하여 거동이 대별되는 실험들과 비교한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.5-8
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• 2008

경제 발전에 따라 천연골재의 부족과 수급의 불안정으로 인하여 순환잔골재의 사용은 증가되고 있으나 순환잔골재를 사용한 구조부재에 대한 기초자료와 설계방법에 관한 연구가 미비한 실정이다. 본 연구는 순환잔골재의 치환율에 따른 철근콘크리트 기둥의 압축 거동 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 이러한 목적에서 순환잔골재의 치환율을 변수(0%, 30%, 60%, 100%)로 하여 400mm${\times}$400mm 크기의 단면을 갖는 실물모형 기둥 실험체를 각각 제작하여 축하중하에서 실험을 진행하였다. 실험값과 현행규준(KCI2007)과의 비교 결과, 순환잔골재를 사용한 철근콘크리트 기둥의 압축 응력은 KCI2007에서 규정하고 있는 기준 압축 응력 값을 만족하는 것으로 나타나 KCI 규준식은 순환잔골재를 사용한 철근콘크리트 기둥 설계에서도 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.289-295
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• 2008

본 연구는 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 거동특성 및 파괴양상을 규명하고 또한 탄소섬유판 부착탈락 거동을 규명함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 탄소섬유판의 형상, 섬유판 부착길이, 부착면적 등의 다양한 변수를 포함하는 실험연구가 수행되었으며, 초기 부착균열이 발생되는 부착탈락 기구를 규명 하였다. 본 실험결과 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성은 보강되지 않은 보에 비해 현저하게 개선되며 최대 극한강도 증진율은 120% 이상인 것으로 나타났다. 또한 탄소섬유판 탈락 시 측정된 탄소섬유판의 인장변형율은 탄소섬유판의 극한 변형율의 36%에 해당되는 것으로 나타났으며, 탄소섬유판의 부착길이가 충분 할수록 보는 휨 균열로 야기되는 탄소섬유판의 계면 부착탈락으로 파괴됨을 알 수 있었다. 탄소섬유판의 계면부착탈락은 휨을 받는 구역에서 시작되어 보의 양 끝단으로 급격하게 전파되는 취성적인 파괴를 유도하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탄소섬유판의 유효응력에 근거하여 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 휨 강성을 계산하였으며, 이는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.457-465
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• 2001

고층건물 콘크리트 슬래브에 발생하는 건조수축변형은 기둥이나 벽체 등의 구조부재에 의해 변형발생이 제한되고 이로 인한 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하게 되면 균열이 발생한다. 이 논문에서는 건조수축과 크리프, 철근효과 등 콘크리트의 재료특성과 시공단계에 따른 건조수축을 고려하여 슬래브에 발생하는 응력을 산정하는 실용적인 해석방법을 제안하였다. 건조수축으로 인해 부재에 작용하는 인장응력은 건조수축변형을 등가온도하중으로 치환하여 계산할 수 있으며, 건조수축과는 달리 응력을 이완시켜 주는 크리프의 영향은 콘크리트의 탄성계수 Ec 대신에 크리프를 고려한 콘크리트의 유효탄성계수 E eff를 사용하고, 배근된 철근은 등가의 보요소로 모델링하여 해석에 반영할 수 있다. 또한 고층건물 슬래브에서 발생하는 건조수축응력은 그 층에서 발생한 건조수축량과 하부 층의 건조수축량의 차이인 유효건조수축에 의한 응력임을 고려하여 각 시공단계마다 발생하는 응력을 단계별 해석을 수행하여 구하고 이를 합산함으로서 슬래브에 최종적으로 발생하는 응력을 산정한다. 10층 규모에 예제건물을 대상으로 해석한 결과, 상부 층으로 갈수록 점차 건조수축응력이 줄어들며 전체 구조물에 발생한 응력은 저층부(1~2층)에서는 기준강도를 초과하나 3층 이상의 고층부에서는 기준강도의 27.9~92.8% 수준으로 나타났다.