• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.443-449
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• 2022

섬유보강 콘크리트 제조 시 감섬유 대체재료로서 선반 스크랩을 활용하는 것이 효과적이다. 왜냐하면, 선반 스크랩은 철강 제품의 부산물로서 경제적일 뿐만 아니라 강섬유의 조성과 매우 유사하기 때문이다. 본 연구의 목적은 선반 스크랩 보강 모르타르의 압축강도 및 인장거동을 평가한 후 인장거동에 대한 재료모델을 제안하는 것이다. 이를 위하여 물-결합재비 30 % 및 40 %에 각각에 대하여 선반 스크랩을 총 부피비의 1.5 %를 혼입한 선반 스크랩 보강 모르타르를 제작한 후 압축강도 및 인장거동 등의 역학적 특성을 평가하였다. 또한 선반 스크랩 보강 모르타르의 실험 결과를 바탕으로 인장거동에 대한 재료모델을 제안하였으며, 제안한 모델은 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.581-586
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• 2005

고성능 콘크리트는 단위 시멘트량이 많기 때문에 초기재령에 있어서 시멘트의 급속한 수화반응으로 인해 시멘트 경화체는 자기수축이 발생하게 된다. 이러한 자기수축 변형이 발생한 부재가 외부 또는 내부 구속 상태에 있을 경우에는 수축균열이 발생하게 되며, 이러한 초기재령에 발생한 수축균열은 콘크리트 구조물의 미관 및 내구성 저하를 초래하기 때문에 이를 억제하는 것은 매우 중요하다. 한편, 이러한 고성능 콘크리트의 자기수축을 저감시키는 방법으로서 팽창재의 혼입에 의한 수축보상이 있는데 자기수축 저감에 유효한 것으로 알려져 있다. 그러나 지금까지의 팽창재에 의한 고성능 콘크리트의 자기수축에 관한 연구는 실험에 근거한 연구로서 정량적인 연구가 아닌 정성적인 연구가 대부분 이었다. 이러한 팽창재에 의한 고성능 콘크리트의 자기수축 저감량을 정량적으로 평가하기 위해서는 팽창재의 수화반응 모델부터 시작하여 팽창재에 의한 시멘트 경화체의 팽창 모델을 구축할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 초기 재령의 자기수축 저감을 목적으로 초기재령에서 빠른 팽창력을 발휘하도록 재료 설계된 에트링가이트-석회 복합계를 대상으로하여, 팽창재의 입도분포 및 수화의 진행에 따른 인접겔과의 접촉을 고려한 팽창재의 수화반응모델을 제안하였다. 또한, 제안된 팽창재의 수화반응모델을 실험적으로 모델의 타당성에 대해서 검토한 결과, 본 연구에서 제안한 팽창재의 수화반응 모델은 실험치를 양호하게 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.449-455
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• 2011

최근 가압중수형 원전 격납건물의 내압능력 및 비선형 거동에 관한 실증실험과 해석코드에 대한 검증을 위하여 인도의 BARC 주관으로 가압중수형 격납건물 1/4 축소모델을 건설하였고, 내압성능평가를 위한 국제공동연구가 수행되었다. 이 논문은 가압중수형 1/4 축소모델 격납건물에 대한 내압성능과 비선형 거동을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고 그 결과를 도출하였다. 대상 격납건물은 기초매트와 원통형 벽체 및 돔으로 구성되어 있고, 수평 텐던의 정착을 위하여 4개의 부벽(buttress)을 가지고 있다. 유한요소해석을 위하여 ABAQUS를 이용하였고 콘크리트, 철근 및 텐던에 대한 유한요소 모델을 작성하여 극한내압해석을 수행하였다. 유한요소해석결과 콘크리트의 초기 균열은 $1.6P_d$(design pressure)에서 발생하였고, 철근의 항복은 $3.36P_d$ 그리고 극한내압능력은 $4.0P_d$ 수준으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.199-209
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• 2009

본 논문은 단조하중을 받는 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형보의 파괴거동에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 보통 또는 고강도 콘크리트의 구성방정식과 달리 초고강도 섬유보강 콘크리트의 재료적 특성을 나타내기 위해 인장변형률 경화관계를 고려한 탄소성 파괴역학 모델을 제안하였다. 인장영역에서는 인장경화 변형률을 고려한 다차원적 균열기준을 정의하였고, 압축영역에서는 associated flow rule을 고려한 Drucker-Prager기준을 채택하여 해석을 수행하였다. UHPFRCI형보의 지간, 프리스트레스 하중 및 단면의 영향에 관한 수치해석 결과를 실험 거동와 비교한 결과 정확한 해석 결과를 보여주었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.361-364
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• 2008

UHPC를 이용한 구조물 설계가 이루어지기 위해서는 우선적으로 재료의 역학적 거동 특성을 명확히 규명하여야 하며, 일반 콘크리트와 비교할 때 가장 큰 특징은 구조적으로 유효한 인장강도 및 인장거동이다. 따라서 UHPC를 활용한 적절한 설계가 되기 위해서는 특히 UHPC의 인장거동의 특성을 나타내는 구성모델의 확립이 무엇보다 중요하다고 말할 수 있다. 본 연구에서는 UHPC의 인장거동을 실험 및 해석을 통해 규명하고자 하였다. 프랑스 SETRA/AFGC에서 제시한 설계기준(안)과 일본 JSCE에서 제시한 초고강도 섬유보강 콘크리트의 설계 s시공지침(안)과의 비교를 통해 UHPC의 인장 연화거동과 인장응력-변형률 관계에 대해 합리적인 거동모델을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.531-539
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• 2017

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 갖는 콘크리트 구조부재의 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있으며, 세계 주요 설계기준서에 채택되고 있다. 그러나 스트럿-타이 모델 방법에 의한 콘크리트 구조부재의 설계과정은 스트럿-타이 모델의 형성, 스트럿 및 타이의 필요단면적의 결정, 스트럿 및 절점영역의 강도검토 등으로 인한 반복적인 수치해석과정, 많은 도식적 계산과정, 엄청난 시간과 노력, 그리고 여러 단계에서의 설계자의 주관적인 판단 등을 필요로 하는 단점을 내포하고 있다. 이 연구에서는 스트럿-타이 모델 설계과정 상의 단점을 극복하여 모든 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계를 전문적이며 효과적으로 수행할 수 있는 컴퓨터 그래픽 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 컴퓨터 그래픽 프로그램은 평면고체 및 평면트러스의 선형 및 재료비선형 해석을 위한 모든 종류의 경계조건을 소화할 수 있는 유한요소해석 프로그램, 스트럿 및 절점영역 유효강도의 자동적 결정을 위한 수치해석 프로그램, 다양한 형태의 스트럿 및 절점영역의 형상 결정을 위한 그래픽 프로그램 등을 포함한 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 또는 설계과정 상에 필요한 모든 프로그램을 탑재하고 있다. 이 연구의 프로그램은 그래픽 환경을 접목시킨 여러 다양한 기능을 통해 콘크리트 구조부재의 모델링 및 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 뛰어난 효율성과 편의성을 제공할 것이다.

• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.397-400
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• 2008

본 연구의 효율적 연구수행을 위해 우선 관련 선진외국의 연구성과 분석 검토를 기반으로 한 명확한 이론적 규명 및 실험/해석 변수 산정을 선행연구로 수행하고, 이를 토대로 관련 기 수행된 고온영역 재료적 물성 역학적 특성을 규명한 후 Fiber Cocktail 혼입 유무에 따른 40${\sim}$100 MPa 고강도 콘크리트에 대한 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용한 구조요소 전열 시뮬레이션 해석을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째. 40, 50, 60 MPa의 고강도 콘크리트는 30 MPa 보통강도 콘크리트와 해석모델이 유사한 전열특성 경향을 나타내고 있는 것으로 해석되었다. 둘째, 80, 100 MPa의 고강도 콘크리트의 해석모델은 보통강도 모델에 비해 약간 낮은 성향의 전열특성을 나타내는 것으로 해석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.175-181
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• 2010

평형트러스모델, Mohr적합트러스모델, 그리고 연성트러스모델은 회전각에 기초하기 때문에 회전각모델이라 불리 운다. 이러한 회전각모델들은 콘크리트기여도를 예측할 수 없는 단점이 있다. 콘크리트 기여 성분을 계산할 수 있는 MCFT(Modified Compression Field Theory)나 RA-STM(Rotating Angle-Softening Truss Model) 같은 최근 트러스모델(Modern Truss Model, MTM)은 균열이 발생한 철근콘크리트요소를 연속체 재료로 취급한다. 또한 MTM은 평형조건과 적합조건 그리고 2축 상태에서 콘크리트의 연성 응력-변형률 관계를 이용하여 비선형해석을 수행하고 있다. 본 연구는 전단응력-변형률의 전체 이력 상태를 모두 계산하지 않고, 철근항복과 스트럿 압괴(crushing failure) 파괴기준을 이용하여 해를 찾는 방법으로 수렴속도를 개선한 것이다. 이 알고리즘을 이용하여 Hsu가 실험한 9개의 전단응력-변형률 자료를 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.423-433
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• 2012

콘크리트 충전 강관 기둥은 축하중 재하시 콘크리트에 구속응력이 발생함에 따라 콘크리트의 강도가 증가한다. 콘크리트의 강도 증가분은 발생된 구속응력의 크기에 종속되므로 비선형 해석을 통하여 원형 콘크리트 충전 강관의 축방향 하중에 대한 최대 저항능력을 산정하였다. 콘크리트의 포아송비 및 응력-변형률 관계와 같은 비선형 재료 특성을 고려하였으며, 강관의 다축 항복조건을 기준으로 최대 구속응력을 산정하였다. 실험 결과와의 비교를 통하여 제안된 모델을 검증하였으며, 회귀분석을 통하여 D/t 비율 및 재료성질에 따른 최대 구속응력 산정법을 단순화하였다. Eurocode 4 설계 기준 및 기존에 제안된 다양한 경험식과의 비교를 통하여 제안된 회귀분석식의 타당성을 검증하였다.