• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.709-716
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• 2005

이 연구는 국내에서 상용 중인 재료를 이용하여 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하고자 함에 목적이 있으며, 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하기 위해서는 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성과 섬유-모르타르 경계 면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성을 파악하여야 한다. 특히 시멘트계 재료(cementitious materials)의 역학적 특성에 가장 큰 영향을 미치는 물-시멘트비(water cement ratio)에 대한 연구에 초점을 맞추었으며, 3가지의 물-시멘트비에 대하여 섬유의 인발실험(fiber pullout test)과 모르타르의 쐐기쪼갬실험(wedge splitting test)을 수행하였고 이를 통하여 모르타르 매트릭스와 섬유-매트릭스 경계면(interface)의 역학적인 특성을 파악하였다. 이러한 연구에 의하여 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 역학적 특성을 이용하여 물-시멘트비 범위 및 재료의 기본 배합을 제시하였고 또한 마이크로역학과 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 하여 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 나타내는 고인성 섬유복합 모르타르를 개발하였다. 개발된 재료는 1축인장 하에서 변형률 경화거동을 나타내었으며, 변형능력은 최대 2.2% 이었다. 이와 같은 높은 변형 능력은 일반 콘크리트(또는 모르타르)의 약 100배에 해당된다. 또한 압축하에서는 압축강도 이후 응력-변형률 곡선이 완만하게 감소하는 연성파괴의 형태를 나타내었으며 28일의 압축강도는 보통강도 콘크리트의 강도에 해당되는 26MPa, 34MPa인 것으로 측정되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권3호
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• pp.147-155
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• 1996

본 연구에서는 미세역학모델을 이용하여 무근 콘크리트의 응력-변형도관계를 예측할 수 있는 모델을 제시하였다. 모델에서는 하중이 가해지기 전에 골재와 모르터의 경계면에 초기 균열이 존재한다고 가정하고 하중에 의한 부착균열과 모르터균열의 형성여부를판별하기 위하여 선형탄성파괴역학(LEFM) 이론을 사용하였다. 또한 계산의 편의를 위하여 이러한 부착균열-몰타균열의 결합된 형상을 등가 직선균열로 치환하여 해석하였다. 발생된 균열의 크기와 그 밀도로부터 손상된 콘크리트의 연성도와 변형의 증가량을 계산하고 발표된 실험결과와 비교하여 보았다. 그 결과 본 모델에 의한 응력-변형도 관계의 예측은 압축보다는 인장에, 보통 콘크리트보다 고강도 콘크리트에 더 잘 적용됨을 발견하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.53-58
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• 2003

탄소섬유쉬트는 경량, 고강도, 우수한 내식성, 그리고 간편한 시공성 때문에 많은 종류의 철근콘크리트 부재의 보강에 사용되고 있다. 그러나 탄소섬유쉬트에 의해 보강된 철근콘크리트 부재의 파괴거동은 탄소섬유쉬트와 콘크리트 표면의 부착특성에 따라 크게 달라진다. 본 연구에서는 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 경계면에 링크요소를 이용함으로써 탄소섬유쉬트와 콘크리트 사이의 부착거동의 변화를 고려한 부착응력-미끄럼 모델을 제안하였다. 또한 이 방법의 유효성을 알아보기 위하여 탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트 보의 파괴거동에 대한 해석을 실시하여 실험결과와 비교하였다. 그 결과 본 연구에서 제안된 모델을 이용한 해석결과는 실험결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.51-58
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• 2008

본 연구는 전단철근이 없는 초고강도 섬유보강 콘크리트 프리스트레스 I형거더의 극한전단파괴하중 산정에 대한 이론적 근거를 마련하는데 있다. 9개의 초고강도 섬유보강 콘크리트 거더에 대한 극한 전단하중을 측정하였다. 전단하중을 산정하기 위한 해석식은 두 경계이론을 근거로 유도되었다. 섬유가 부담하는 전단력 산정모델은 섬유가 방향과 길이면에서 균일하게 분포한다는 가정하에서 구성되었다. 본 논문에서 제안한 초고강도 섬유보강 콘크리트 거더에 대한 전단강도식을 기존의 섬유보강 콘크리트 전단강도식과 실험에 의한 전단하중과 비교한 결과 비교적 정확한 산정값을 보여주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.81-94
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• 2010

본 연구는 선형 상보법으로 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형보의 파괴역학적 해석을 수치해석으로 수행하였다. 기존의 보통강도 콘크리트에 대한 유사 취성 파괴역학적 수치해석을 기반으로 초고강도 섬유보강 콘크리트 재료역학적 구성모델파괴 면에 인장경화 관계를 도입함으로써 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형 거더 해석을 개선시켰다. 상수변형률 삼각형 요소에 꼭지점 또는 요소의 중앙점 절점을 배제하고 요소의 변에 절점을 배치한 결합된 삼각형 요소를 사용하였다. 인장영역에서는 경화/연화 파괴역학적 구성모델을, 전단영역에서는 연화 파괴역학적 구성모델을, 경계절점의 압축에 대해서는 연화파괴역학적 구성모델을 사용하여 파괴역학적 해석을 수행하였다. Non-holonomic rate 형태로 경로에 의존적인 경화연화거동을 LCP로 방정식을 구성하였으며, 그 해는 PATH를 사용해서 구하였다. Piece-wise 비탄성 항복-파괴면은 두 개의 압축 caps, 두 개의 Mohr-Coulomb 파괴면, 인장항복면과 인장파괴면 등으로 구성하였다. 초고강도 섬유보강 콘크리트 거더의 변형거동과 파괴 상태와 비교하여 이 수치해석 방법에 대한 유효성을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.471-476
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• 2001

Even though structural performance evaluation techniques for reinforced concrete structures have been improved, there are still many problems in the evaluation of structural performance for underground structures which interacts with surrounding soils. Since experimental evaluation of underground RC structures considering the interaction with the surrounding soil medium is quite difficult to be simulated, the evaluation for underground RC structures using an analytical method can be applied very usefully, For underground structures interacted with surrounding soils, it is important to consider path-dependent RC constitutive model, soil constitutive model, and interface model between structure and soil, simultaneously. In this paper, an elastoplastic interface model which consider thickness was proposed and importance of interface model is discussed. The effects of stiffness of structures to entire underground RC system are investigated through numerical experiment for underground RC structure for different reinforcement ratios and thickness of interfaces.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.87-92
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• 2000

The real situation of an underground reinforced concrete(RC) structure with the surrounding soil medium subjected to seismic load is quite difficult to be simulated through an expensive work and, even if it is possible to arrange such an experiment, it will be too expensive. So development of analytical method can be applied usefully to seismic design and seismic retrofit through an analysis of seismic behavior and seismic performance evaluation. A path-dependent constitutive model for soil that can estimate the response of soil layer is indispensible for dealing with kinematic interaction of RC/soil entire system under seismic loads. And interface model which deals with the dynamic interaction of RC/soil entire system is also necessary. In this study, finite element analysis program that can consider path-dependent behavior of RC and soil, and interfacial behavior between RC and soil is developed for rational seismic analysis of RC/soil entire system. Using this program, nonlinear behavior of interface between RC and soil is analyzed, and the effect of interfacial behavior to entire system is investigated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.143-154
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• 1999

본 연구에서는 암반 앵커의 텐던-그라우트 경계면의 하중전달기구(load transfer mechanism)를 규명하기 위하여 암질이 강한 자연 화강암과 콘크리트로 제작된 모형 암반에 시공된 모형 암반 앵커에 대한 정적 인발험(static uplift test)을 수행하였다. 불연속면이 텐던-그라우트의 전단응력 분포에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수평한 절리면을 갖고 있는 모형암반도 제작되었다. 실험 결과 불연속면이 없는 암반에 시공된 암반 앵커의 경우 앵커 상단에 심한 응력 집중이 발생함을 알 수 있었고 불연속면이 증가할수록 깊이에 따라 균일한 전단응력 분포를 나타냈다. 또한, 실험결과에 대한 회귀분석을 통하여 텐던-그라우트 경계면의 전단응력 분포에 관한 경험식을 산정하였으며, 실험에 의한 전단응력 분포는 텐던 직경의 2~3배 깊이에서는 이론에 의한 전단응력 분포 보다 작게 나타나고 그 이하에서는 반대 현상을 관찰할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.231-237
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• 2008

복합 구조 형식인 PSC-강 혼합 거더는 신형식 구조로서 비대칭 경간 구조물이나 장대교량에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 매입길이, 보강철근, 스터드, 프리스트레스 힘 등을 변수로 총 14개의 실험체를 제작하여 혼합 거더의 접합부 거동을 분석하고자 하였다. 모든 실험체는 보강철근, 스터드, 강판 등의 순서로 기능을 손실하면서 파괴되었다. 실험 결과에 의하면 접합부의 성능에는 스터드 배치와 보강철근에 비해 프리스트레싱 힘이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이와 함께 매입길이에 비하여 스터드의 배치가 접합부 성능에 보다 중요한 역할을 하는 것으로 평가되었다. 실험적 연구와 함께 슬립을 고려한 3차원 비선형해석을 수행하였다. 경계면의 거동은 인터페이스 요소와 슬립 물성을 통하여 완전 합성, 부분합성, 비합성으로 분석할 수 있는데 혼합 거더의 접합부 설계에 따른 경계면 거동을 해석과 실험 결과를 통하여 분석하였다. 특히, 스터드 전단연결재가 적용된 혼합 거더는 극한하중 단계에서 부분합성 거동을 나타내며 보강 철근 또한 혼합 거더의 극한강도 증진에 기여하는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.459-467
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• 2008

이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 균열폭과 처짐 계산에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 균열 안정화단계에서 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-미끌림 관계와 인장증강효과를 수치적으로 유도한 후, 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 이용하였다. 이로부터 두 재료의 변형량 차이로부터 평균 균열폭을 계산할 수 있는 모델과 인장증강효과를 반영한 철근의 평균변형률과 모멘트-곡률 관계를 도입하여 처짐을 계산하는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 및 처짐 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 사용성 규정으로 계산한 결과와 비교할 때 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.