• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.177-185
• /
• 2016

이 논문에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)의 부재의 휨거동을 특성을 파악하고자 하였다. 하이브리드 강섬유보강 초고성능 콘크리트의 압축강도는 150 MPa이다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 휨거동 특성 실험을 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 압축 및 인장거동 재료 특성은 구조거동 예측을 위해 매우 중요하다. 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 하중-균열개구변위 측정결과를 이용하여 인장거동 특성을 파악하였다. 실험결과는 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 유리한 것을 나타낸다. 또한, 강섬유 보강 UHPC 보의 연성지수는 1.6~3.0을 나타내어 연성거동에 효과적임을 나타낸다. 모멘트-곡률 관계 측정결과와 해석결과를 비교하였다. 휨철근을 배근하지 않은 UHPC 보에 대한 휨강도 예측결과는 측정 휨강도를 다소 과다평가하고 있다. 전반적으로 본 연구에서 제시한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 재료 및 휨 거동 모델링 제안기법에 의해 압축강도 150 MPa 급의 강섬유 보강 콘크리트 보의 합리적인 휨성능 예측이 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.213-221
• /
• 2016

이 연구에서는 강섬유 혼입률에 따른 초고성능 강섬유 보강 콘크리트(UHPC)의 압축거동에 관한 연구를 수행하였으며, 실험결과를 바탕으로 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수를 제안하였다. 지름 100 mm, 높이 200 mm의 원주형 공시체에는 0, 0.5, 1.0, 1.5, 그리고 2%의 강섬유가 혼입되었다. 실험에 사용된 UHPC는 굵은골재를 사용하지 않았으며, 16 mm와 19 mm의 강섬유가 일정비율로 혼입된 하이브리드 강섬유가 사용되었다. 실험결과, UHPC의 압축강도와 탄성계수는 강섬유 혼입률에 따라 증가하는 경향을 보였다. 실험결과를 바탕으로 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도와 탄성계수가 제안되었다. 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도는 무보강 콘크리트의 압축강도의 함수로 제안되었으며, 탄성계수는 강섬유 보강 콘크리트의 압축강도의 함수로 제안하였다. 기존 실험값과 비교한 결과 제안된 압축강도와 탄성계수는 실험값을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 압축강도가 35~235 MPa인 강섬유 보강 콘크리트에 적용가능 할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.237-248
• /
• 2011

강섬유 보강 콘크리트의 인장연화특성은 구조적 거동에 매우 중요한 역할을 하며, 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 우수한 구조성능을 파악하기 위해서는 인장연화거동의 정밀모델링 및 이를 반영한 수치해석 기법이 필요하다. 따라서, 이 논문에서는 강섬유로 보강된 콘크리트의 부재의 인장연화거동 특성을 고려한 휨 거동을 예측하기 위한 수치해석 기법을 제시하였다. 강섬유 보강 콘크리트의 하중-균열개구변위 실험결과를 반영하여 가상균열모델에 근거한 균열방정식과 역해석 기법에 의해 인장연화모델링을 수행하였다. 또한, 인장연화거동을 반영한 재료모델링을 수행하였다. 제시기법에 의한 초고성능 콘크리트 보의 모멘트-곡률 수치해석 결과를 실험결과와 비교 분석하였으며, 수치해석 결과와 실험결과는 비교적 잘 일치하고 있다. 제안기법에 의해 강섬유 보강 초고강도 콘크리트 보의 휨강도를 정확하게 예측할 수 있다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.31-38
• /
• 2011

이 연구에서는 FRP와 강섬유로 보강한 콘크리트 시편의 충격하중과 정적하중에서의 거동을 보기 위해 휨 실험과 펀칭 실험을 수행하였다. 1방향 휨 실험과 2방향 펀칭 실험에서 콘크리트 시편은 각각 $50{\times}100{\times}350$ mm와 $50{\times}350{\times}350$ mm의 크기로 제작하였다. 0.75% 혼입률의 강섬유 보강 콘크리트는 2방향 충격하중 및 정적하중에서 높은 저항 성능을 보였다. 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트에서 FRP 보강은 높은 성능 증가를 보였다. 초고성능 콘크리트는 콘크리트 자체가 가지고 있는 높은 인장강도와 인성으로 인해, CFRP로 보강한 경우 강도와 에너지 소산 능력이 크게 증가하지 않았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.37-45
• /
• 2013

본 연구에서는 다양한 RC 슬래브의 접촉 발파 실험을 수행하여 내폭 성능을 평가하였다. RC 슬래브의 내폭 성능 향상을 위해 섬유 보강과 외부 CFRP 시트 보강을 도입하였다. 폭발하중 실험은 $2,000{\times}1,000{\times}100mm$ RC 슬래브를 제작하였고, 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트, 하이브리드 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체, 초고성능 콘크리트를 적용하였다. 접촉 발파로 생긴 RC 슬래브의 손상 정도를 크레틀, 스폴과 브리치의 직경과 깊이로 평가하였다. 실험 결과를 LS-DYNA 유한요소해석 프로그램과 Morishita 등의 예측식으로 검증하고 비교분석하였다. 분석 결과, LS-DYNA 프로그램을 이용하여 크레틀, 스폴, 브리치의 직경 및 깊이에 대한 개략적인 예측이 가능하며, 폭발하중 하에서 손상부의 거시적 거동을 모사함으로써 부재의 파괴 이력을 나타낼 수 있었다. 국부 손상에 대한 세가지 예측식이 소개되어 있으나 경험식으로써의 한계가 존재하며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.110-118
• /
• 2010

본 연구에서는 초고성능 시멘트 복합체(Ultra High Performance Cementitious Composites, UHPCC)의 압축강도에 미치는 강섬유 보강효과에 관한 연구를 수행하였으며, 일반 강섬유보강 콘크리트에서의 경향과 비교 검토를 실시하였다. 다양한 크기의 압축강도에 대해 UHPCC에서의 섬유보강효과에 관한 실험을 수행한 결과, 일반 섬유보강 콘크리트에서처럼 섬유보강에 따른 압축강도의 향상을 확인할 수 있었다. 실험결과는 압축강도 100MPa 이하를 대상으로 하는 일반 강섬유보강 콘크리트에 관한 기존 연구결과들과 비교분석을 실시하였다. 그 결과 모든 범위의 압축강도에 대해 압축강도에 관계없이 $f'_{cf}-f'_c$와 RI 이 일정한 선형관계를 가지는 것을 규명하였으며, UHPCC를 포함하는 광범위한 압축강도의 강섬유보강 콘크리트에 대해 적용이 가능한 포괄적 섬유보강효과의 관계식을 도출하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.421-424
• /
• 2008

초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 역학특성은 높은 인장강도와 균열 이후의 높은 연성발현을 들 수있다. 본 연구에서는 섬유혼입률의 변화에 따른 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화 특성을 시험적으로 규명하고, 시험결과를 토대로 FEM 해석을 통해 변형성능을 정확하게 추정할 수 있는 인장 연화모델을 구축하고자 하였다. 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장거동은 강섬유의 혼입률에 관계없이 일정한 값의 초기강성을 나타내었으며, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하고 연화거동은 취성적인 것으로 나타났다. 노치낸 보에 대한 3점 휨실험 결과를 토대로 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화곡선을 얻기 위해 Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하였으며, 섬유혼입률과 임계균열폭의 함수로서 인장연화모델을 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
• /
• pp.547-548
• /
• 2009

분산제 코팅 및 단일형상을 가진 폴리아미드 섬유보강 콘크리트 기술을 적용하여 160MPa 초고강도 콘크리트의 내화성능을 평가한 결과, 콘크리트의 압송성능을 개선했을 뿐만 아니라 콘크리트의 내화성능 관리기준을 만족하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권6호
• /
• pp.771-778
• /
• 2014

본 연구에서는 하이브리드 강섬유로 보강된 초고성능 콘크리트(UHPC)의 휨거동 특성을 파악하고자 하였다. 부피비 1.5%의 하이브리드 강섬유를 혼입하여 철근비가 0.02 이하인 부재의 실험을 통해 주요 휨거동 특성을 파악하였다. 본 연구결과는 추후 UHPC의 휨강도 산정 모델링에 실제적인 기초실험자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 하이브리드 강섬유 보강 UHPC는 균열제어에 효과적이며, 연성지수는 9.2~15.2 범위에 분포하고 있어 우수한 연성거동 특성을 나타낸다. 또한, 순수 휨 구간 내에 스터럽을 배근한 부재의 휨강도는 스터럽을 배근하지 않은 부재의 휨강도와 유사하며, 이 실험연구의 150 mm 간격 정도의 스터럽 배근은 강섬유 배열 및 휨강도에 영향을 미치지 않는다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권2호
• /
• pp.185-193
• /
• 2015

인장강도 및 휨강도가 낮고 취성파괴의 특성을 가지는 일반적인 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 최근에는 압축강도가 180 MPa이상인 고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 강재거더 상부 플랜지의 역할이 거의 불필요할 것으로 예상된다. 이러한 점을 착안하여 본 논문에서는 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하였다. 역T형 거더에 UHPC바닥판을 합성하여 합성보를 구성할 경우, 상부플랜지가 없는 이유로 전단연결재의 설치 위치가 상부플랜지 대신에 강재 거더 복부에 설치해야하는 문제점이 발생되며, 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 현재까지 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정인 이유로 이에 대한 연구가 절실하다. 이를 위하여 본 논문에서는 전단연결재 간격, 바닥판 두께 등을 변수로 하여 역T형 거더와 UHPC바닥판을 합성한 합성보를 8개 제작하여 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 파악하고자 하였다. 또한, 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 인장연화거동을 고려한 재료모델링 및 이를 적용한 보 부재 단면의 변형률 적합조건을 이용한 해석모델을 제안하였다. 실험결과 및 해석결과를 기준으로 볼 때, UHPC 콘크리트의 경우 전단연결재의 간격은 100 mm에서 바닥판 두께의 2~3배 사이로 규정함이 적절한 것으로 나타났다. 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다. 따라서, 본 연구에서 제시한 인장연화거동 특성을 반영한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트의 재료모델링 및 휨거동 해석기법은 적절하며, 제시기법에 의해 강섬유보강 초고성능 콘크리트 합성 부재의 휨 내력을 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 예상된다.