• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.3-11
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• 2008

현재 국내에서 건설되고 있는 대부분의 아파트는 철근콘크리트 전단벽과 바닥슬래브만으로 구성된 순수벽식구조 형태를 이용하고 있다. 이러한 벽식 구조 아파트에 대한 리모델링시 개구부 설치는 필연적이며 개구부 설치치 벽체의 거동은 매우 복잡하며, 연결부재인 보와 슬래브 같은 부재에 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 개구부가 있는 전단벽에 대해 횡하중 실험을 실시하였다. 실험체는 1980년대에 지어진 벽식 구조아파트를 대상으로 1/2축소 실험체를 제작하였다. 개구부의 면적 및 연결 슬래브의 위험단면은 기존 연구를 참고하여 결정하였다. 실험 결과 개구부 설치에 따른 내력 감소가 나타났으며, 연결 슬래브의 응력은 전단면에 대하여 균일하게 작용하지 않았다. 전단벽체와 커플링 작용을 하는 슬래브의 유효폭 및 위험단면은 기존 연구와 비교하여 큰 차이점을 나타냈으며, 국내의 아파트에 적용하기에는 다소 과소평가되고 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.118-126
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• 2011

본 연구의 목적은 전단경간비에 따른 합성지하벽의 거동을 실험적으로 연구하고 유한요소해석 프로그램인 ADINA를 활용하여 합성지하벽 (Composite Basement Wall, CBW)의 비선형 거동의 예측이다. 특히 각 층 바닥 부근과 같이 콘크리트가 압축응력상태일 때의 합성벽의 거동을 연구하였다. 특히 강재와 콘크리트가 접촉되는 부분의 모델링 방법에 따른 해석방법의 적합성을 검토하고자 하였다. 콘크리트 벽체부분이 압축응력상태에 있는 합성지하벽의 거동을 이해하기 위하여 합성지하벽에 대한 실험을 실시하고 ADINA 프로그램을 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석의 편의를 위하여, 철근은 별도의 독립 요소로 모델링하지 않고, 콘크리트에 등분포되어 콘크리트와 함께 거동하는 것으로 하고 모든 요소는 소성거동을 표현하기 위하여 이선형 모델로 하였다. 강재와 콘크리트의 접촉면과 관련해서는 접촉면의 연결조건에 따라, AGO, SEGO-T 그리고 SEGO-NT로 모델링하여 해석을 실시한 뒤 각 조건에 따른 응력흐름과 집중정도를 관찰하고 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 연구결과, 합성지하벽은 전단경간비가 비록 1에 가깝더라도, 강재의 소성변형에 의해 충분히 연성적인 거동을 보이는 것으로 나타났으며, 이와 같은 거동을 묘사하기 위하여 ADINA 프로그램을 이용하여 콘크리트와 강재 및 스터드볼트의 비선형특성을 고려하고 접촉면 요소로서 강재와 콘크리트의 접합면을 모델링하여 해석한 결과 접촉면연결과 모든 절점공유 옵션을 사용한 모델을 적용할 경우, 실험결과와 근사한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.64-72
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• 2022

본 연구에서는 WFD(Wall Friction Damper)를 보강한 철근콘크리트 골조의 내진성능을 확인하기 위해 2층 철근콘크리트 골조 의 보강방법(무보강, 내부 H- 형철골과 WFD보강)을 주요 변수로 하였다. WFD 내진 보강 공법은 강도 향상과 에너지 소산 공법을 혼합한 것이다. WFD의 충분한 에너지 소산 이전에 보강재와 기존 구조물의 접합부에서 사전 파괴를 방지하기 위해 내부 H형 철골과 보 측면을 관통하는 케미컬 앵커를 사용하여 WFD를 설치하였다. 시험결과 OMF-N 시험체는 최대강도 발현 후 R/C 기둥의 전단력에 의한 취성파괴 양상을 보였다. OMF-ALL(H) 실험체는 핀칭 효과의 감소와 RC 기둥의 파손이 발생함을 보였다. 또한 OMF-ALL(H)의 최대 강도, 누적 에너지 소산 및 연성은 OMF-N의 경우 3.01배, 7.2배 및 1.72배 증가하였다. 그 결과 철근콘크리트 구조물에 시공한 WFD 내진 보강공법이 내진성능을 향상시키고 보강효과가 유효한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.83-91
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• 2002

현재 국내에서 건설되고 있는 대부분의 아파트는 철근콘크리트 전단벽과 연결부재만으로 구성된 순수벽식 구조형식을 취하고 있다. 그러나 이러한 벽식구조의 거동은 매우 복잡하며 연결부재의 영향을 크게 받는다. 따라서 본 연구에서는 부분구조체 실험을 통하여 국내 벽식구조의 연결부재, 즉 슬래브 및 연결보의 거동을 조사하고, 보강에 따른 효과를 검토하고자 하였다. 실험결과 1) 연결슬래브의 응력은 전폭에 걸쳐서 균일하지 않았고, 2) 벽체와 커플링 작용을 하는 연결슬래브의 유효 폭은 기존의 연구에서 제안한 값과 비교하여 큰 차이가 있는 것으로 나타났으며, 국내의 아파트구조에 적용하기에는 과대평가하는 경향이 있었다. 3) 또한 연결 보에서의 X자형 보강은 에너지소산 및 연성비 증가효과가 있는 것으로 나타났으며, 펀칭현상을 개선하여 안정된 이력거동을 확보하는데 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.19-29
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• 2023

실리카 흄과 같은 고가의 혼화재 투입 없이 원심성형 공정 활용으로 콘크리트의 수밀성 증대 통한 콘크리트 압축강도 100 MPa급 초고강도 프리스트레스 각형보를 개발하였다. 벽체에 가설된 초고강도 원심성형 각형보는 상부슬래브 콘크리트와 합성된 후에 공용하중을 받게 되는데, 원심성형 보와 바닥판 사이에는 휨에 의해 수평전단응력이 발생되고 이는 스터드나 철근 등의 전단연결재를 통해서 보와 바닥판이 합성거동을 하게 된다. 본 연구에서는 공장에서 생산된 100 MPa급 원심성형 각형보 상부에 RC슬래브를 제작하여 합성시킨 실물모형 시험체에 대한 휨재하시험을 수행하였으며, 합성단면은 설계 공칭휨강도를 넘어 안정적인 합성거동을 하면서 파괴되어 구조적인 신뢰성을 입증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.275-283
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• 2012

초고층 건축물의 선행 코어 후행 슬래브 접합부, 지하 연속벽과 바닥구조의 접합부, 임시 개구부 등 신구 콘크리트 접합부의 철근 이음을 위하여, 다수의 커플러를 전단키가 있는 얇은 강판에 설치한 철근 이음용 매립 강판이 최근 개발되었다. 이 공법을 사용한 접합부의 구조 성능을 검증하기 위하여, 벽체-슬래브 접합부에 대한 반복하중 실험을 실시하였다. 비교를 위해 기존에 사용되는 굽힌 철근 박스를 이용한 접합부와 이음이 없는 접합부도 함께 실험하였다. 실험 결과 철근 이음용 매립 강판을 사용한 접합부는 이음이 없는 접합부와 동일하게 [인장철근 항복]-[충분한 휨변형]-[압축 콘크리트 압괴] 후 압축 철근의 좌굴로 파괴되었다. 따라서 설계에서 가정한 충분한 연성 거동을 확인할 수 있었다. 반면, 굽힌 철근 박스를 사용한 접합부의 경우, 탄성구간에서는 철근 이음용 매립 강판과 유사하게 거동하였으나, 측면 피복 콘크리트가 빨리 탈락되었으며, 슬래브 상하부면의 겹침이음 구간에 부착 균열이 다수 발생하였다. 최종적으로 이음 없는 실험체 및 철근 이음용 매립 강판을 사용한 실험체에 비해 강도와 변형능력이 저하되었다. 또한 굽힌 후편 철근을 겹침이음한 실험체가 철근 이음용 매립 강판을 적용한 경우에 비해 강성 저하가 빠르게 진행되었다. 굽힌 후편 철근의 탄성계수는 직선 철근에 비해 낮고, 완전한 직선으로 펼 수 없기 때문에 인장력을 받으면서 일부 구간이 펴지므로 접합부의 강성을 저하시킨 것으로 판단된다. 2종류의 철근 지름(D13, D16)과 강종(SD300, SD400)에 대해, 철근이음용 매립 강판을 적용한 접합부는 공칭 강도를 충분히 상회하였다. 그러나 굽힌 후 편 철근을 사용하면 강종이 높을수록 그리고 지름이 굵을수록 휨강도가 저하되었다. 따라서 굽힌 후 편 철근의 사용에 주의가 필요하다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.19-33
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• 2008

구조물에 고유한 진동수,모드형태 및 감쇠비 등과 같은 동적성능치를 추출하기 위하여 25층 및 42층 건물에 대하여 자연진동에 의한 동적계측실험을 수행하였다. 고려된 건물은 주요 횡하중 지지기구로서 코아벽체 혹은 전단벽체가 추가된 철근콘크리트건물이며, 입면 혹은 평면상으로 골조가 혼합된 구조형식을 나타낸다. 특히, 25층 건물은 측면에 위치한 코아벽체 이외에 상부로부터 내려오는 전단벽 구조가 4층 바닥이하에서 골조형식으로 전환되는 복잡한 구조이다. 이와 같은 이유 및 건물 주방향의 유사한 강성배치로 매우 근접하고 혼합된 모드형태가 예상되어 시스템판별 시 어려움이 예상된다. 현재까지 개발된 다양한 시스템판별법을 대상건물의 자연진동 실측기록에 적용하여 모달계수를 유도하였으며, 그 결과를 비교 분석하였다. 3개의 주파수영역 및 4개의 시간영역에 근거한 응답의존 시스템판별법이 고려되었다. 서로 다른 시스템판별법에 의하여 추출된 고유진동수 및 감쇠비는 대체로 상당한 일치를 보였으나, 모드형태는 사용된 방법에 따라 정도가 다르게 불일치를 나타냈다. 실험으로부터 추출한 성능치와 초기 유한요소해석 값을 비교해 본 결과 대상건물 모두 적어도 저차 3개의 고유진동수에서 2배 정도의 차이를 나타냈다. 실험과 해석결과의 일치를 위하여 몇몇 수동모델향상이 시도되었으며, 허용할 만한 결과를 획득하였다. 사용된 시스템판별법에 대하여 각자의 장, 단점에 대하여 기술하였으며, 본 연구와 같은 실제 대형구조물에 대하여 자동모델향상기법을 적용할 시 예상되는 문제점에 대하여 토의하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.339-349
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• 2020

외피 구조로서의 강박스와 내부의 철근콘크리트 슬래브로 구성되는 양개형 방폭문은 방호 및 대피 구조물의 출입구에 설치되는 구조체이다. 방폭문과 그 후면의 벽체 사이에는 일정의 설치 간격이 존재하게 되는데, 이로 인한 지지조건 및 구조거동의 변화는 방폭 해석 및 설계에 적절히 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는 설치 간격에 의한 지지조건 및 폭압의 변화에 따른 방폭문의 구조응답 및 파괴거동을 유한요소 해석방법으로 비교·분석하였다. 해석 결과에 따르면, 설치 간격 및 폭압의 변화는 방폭문의 최대 처짐 및 영구 처짐과 같은 처짐 거동에 영향을 미치며, 설치 간격이 크고 작음에 따라 방폭문과 벽체의 충돌 접촉 정도 및 이에 의한 충격력이 크게 변화하는 것으로 나타났다. 또한, 방폭문에 작용하는 이와 같은 충격력의 변화는 슬래브의 전단파괴와 같은 파괴거동에 영향을 미치는 주요 요인으로 분석되었다. 설치간격 10mm 미만의 방폭문은 전단파괴에 취약해지고, 15mm 내외 수준인 경우가 휨성능 발현에 비교적 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 설치 간격 및 폭압과 같이 기본적인 조건의 변화에 한해서 비교 해석을 하였다. 향후, 부재 재원 및 강도변화, 전단설계 여부 등 다양한 변수에 따른 구조거동 변화에 대해 실험적 및 해석적 연구가 필요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.617-627
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• 2011

본 논문은 기 수행된 1:5축소 10층 RC 공동주택의 지진모의 실험결과에 비추어 근래 개발된 PERFORM-3D를 이용하여 해석적 모사를 시도하였다. 해석과 실험의 상관관계 분석에 의해 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 재현주기 50년 지진에 대해 실험과 해석이 매우 유사한 탄성거동을 보였다. 반면 우리나라의 설계지진과 최대지진에 대해서는 비선형 거동을 보이긴 하지만 실험의 최대응답과 강성 및 강도 저하를 제대로 모사하지 못하였다. 이의 주된 이유는 슬라브 거동을 탄성으로 가정하였기 때문이라고 판단된다. (2) 탄성영역 거동에 대해 해석모델이 전체 거동을 비교적 잘 모사하는 반면, 벽체 상호간에 걸친 힘의 분포에 있어서 실험과 상당한 차이를 보여주었다. (3) 최대지진에서 벽체의 전단변형은 비교적 잘 모사한 반면 휨변형의 경우 10배정도 과장되었다. 이는 일부 해석모델에서 인방보를 무시한 결과로 추정된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4216-4222
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• 2011

본 연구는 조적 끼움벽을 고려하지 않은 기존 학교건물의 비탄성 거동과 조적 끼움벽을 고려한 기존 학교 건물의 거동특성을 비교 검토하였다. 해석 결과와 실험 결과를 비교했을 때 하중-변위 곡선과 소성힌지 분포상태에서 유사함을 확인할 수 있었다. 따라서 조적 끼움벽을 고려한 비선형 정적해석의 유효성을 검증하였다. 골조내부가 전부 조적벽으로 채워진 경우 조적벽체의 영향에 의하여 초기 강성과 강도가 증가하고 항복 전까지는 근사한 거동을 보여주며 항복이후에는 변형이 커질수록 오차가 증가하며, 골조높이의 2/3 높이가 조적벽으로 채워진 경우 초기 강성과 항복강도가 단순골조에 비하여 약간 크게 나타나고 있으며, 조적벽체의 균열이 발생한 이후에는 급격히 강도가 저하되고 있다. 골조높이의 1/3 높이가 조적벽으로 채워진 경우 초기 강성과 항복강도가 단순골조와 비슷하며 항복점은 오히려 단순 골조의 항복점보다 저하되나, 최대강도는 단순 골조와 유사하다. Pushover 해석에 의한 하중-변위 관계곡선과 실제 실험에 의한 하중-변위 관계곡선을 비교해 보면 항복 전까지는 근사한 거동을 보여주며 항복이후에는 변형이 커질수록 오차가 증가하나 실제 구조물에서는 변형의 한계가 존재하므로 해석모델로서 유용하게 사용할 수 있다.