• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권5호
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• pp.435-445
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• 2015

콘크리트 충전형 합성강관(Concrete Filled steel Tube, CFT)는 우수한 연성과 강도를 발휘하며 건축물의 기둥 및 해양구조물의 교각 등에 적용되고 있다. 현존하는 CFT 전단 설계식은 지나치게 보수적이며 이는 CFT의 경제성과 시공성에 영향을 미친다. 그러나 합리적인 전단 설계식 제안을 위한 실험 연구는 거의 존재하지 않는다. 이 연구는 원형 콘크리트 충전 강관의 개선된 전단 설계식을 제안하기 위한 해석적 연구이다. 선행 연구에서 제시한 원형 CFT 해석 모델을 참고하여 해석 연구를 수행하였으며 해석 모델은 기존 실험 연구 결과를 이용하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여 변수 연구를 수행하였으며 전단성능에 끝단길이, 콘크리트의 압축강도, 직경두께비가 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.95-102
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• 2011

두께가 얇은 강관을 사용한 CFT기둥은 강관의 국부좌굴에 대한 구속효과로 내력상승을 기대할 수 있으므로 폭두께비가 작은 강관 CFT기둥에 비해 경제성을 확보할 수 있다. 본 논문의 목적은 각형 CFT기둥에 대한 기존 설계식의 타당성을 입증하고, 내력 증대에 따른 강관 폭두께비의 사용성 한계를 확인하고자 하였다. 실험의 주요변수로는 강관의 폭두께비, 콘크리트 각 주의 높이 및 콘크리트 충전 유무로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트를 충전한 박판의 각형강관기둥에서 충전콘크리트의 압축내력에 대한 강관의 구속효과가 크게 나타났으며, 비선형 해석에 따르면, 실험결과에 의한 내력은 전체 CFT단주 실험체에서 해석값보다 다소 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.365-375
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• 2010

콘크리트 충전형 합성부재는 압축하중 상태에서 강재에 의한 콘크리트의 구속효과와 콘크리트에 의한 강재의 국부좌굴에 대한 보강효과를 기대할 수 있는 압축부재이다. 기존의 연구결과를 실험결과와 비교한 후, 구속효과가 하중-변위 관계에 미치는 영향을 평가하여 기존의 응력-변형률 관계를 수정하였다. 수정된 응력-변형률 관계를 적용한 비선형 수치해석 프로그램을 작성하여 단면특성과 재료특성에 따른 각각의 설계 변수들이 하중-변위 관계와 모멘트-곡률 관계에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.133-140
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• 2018

본 연구에서는 중공형의 PHC말뚝과 강관말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝의 거동분석을 위한 수치해석 모델을 개발하였고 휨강도시험에 적용하여 모델의 타당성을 검증하였다. 개발된 비선형 유한요소해석 모델의 적정성을 파악하기 위해 실물 시험 결과와 비교하였고 이를 활용하여 HCFT말뚝에 적합한 접촉조건, PC강봉의 제원에 따른 효과, 콘크리트 두께에 따른 효과 등을 분석하였다. 소성응력분배법을 적용하여 HCFT말뚝의 휨강도 산정식을 제안하였고 시험 및 해석결과와 비교하여 활용성을 검증하였다. 본 연구의 결과는 HCFT말뚝의 최적설계 및 거동분석에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.583-586
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• 2011

가새골조의 정확한 내진성능평가를 위해서는 실험과 유사한 이력거동과 파단 시점을 잘 예측할 수 있는 해석적 모델이 필요하다. 가새의 이력거동을 모사히기 위해 본 연구에서는 이전 연구자들에 의해 제안된 물리적 이론 모델을 사용하였다. 또한, 가새부재의 국부좌굴에 의한 파단 예측을 위해 피로변수의 보정계수를 도입한 손상 지표를 개선하였다. 결과적으로 실험과 해석 결과를 비교하여 콘크리트충전 각형 강관가새부재의 국부좌굴 효과를 반영한 피로 보정계수를 판폭두께비에 따라 회귀분석을 통해 결정하고, 본 연구에서 제안한 해석 모델의 결과와 이전 연구의 결과를 비교하여 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.245-246
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• 2009

일반적으로 경량콘크리트는 구조물의 자중을 줄일 수 있는 장점 때문에 부재단변의 축소 및 시공 의 간편화를 이룰 수 있어 장경간 교량 및 초고층 건물 등에 적용하여 시공비용을 절감함 수 있는 효과가 있다. 그러나 경량골재는 골재자체의 특성상 콘크리트 제조시 굳지 않은 상태에서 재료분리를 일으킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 경량골재를 자기충전콘크리트 배합설계에 적용하였으며, 역학적 특성과 탄산화에 대하여 검토하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.477-483
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• 2019

최근 원자력발전소 및 LNG 저장탱크 등 특수구조물의 공사 기간과 비용 절감을 목적으로 PSC 구조물 대신 프리캐스트 형식의 SCP 모듈의 사용이 증가하고 있다. SCP 모듈 내부는 강재와 콘크리트의 일체 거동을 위해 스터드로 연결되어 있어 고유동 콘크리트의 사용이 요구된다. 고유동 콘크리트는 일반적으로 많은 단위결합재량를 가지기 때문에 수화열 및 수축의 증대, 비경제적인 강도 발현 문제 등이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 저분체 기반 고유동 콘크리트 최적 배합을 선정하기 위해 재료적 특성에 따른 고유동 콘크리트의 유동성 및 철근의 간극 통과성능을 검토하고, 펌프카를 활용하여 펌핑 전후에 따른 콘크리트의 물성을 검토하며, 최종적으로 강재와 강재 사이를 콘크리트로 채우는 SCP Mock-up 부재에 대하여 고유동 콘크리트의 충전 성능을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.521-528
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• 2004

일반적으로 폐 PET 폴리머콘크리트는 일반포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 뛰어난 역학적 성질과 내구성을 가지고 있지만 열에 민감하고 변형이 큰 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 단기크리프 실험을 이용하여 폐 PET 폴리머콘크리트의 장기크리프거동을 예측하고 재료적 변수와 실험적 변수에 대한 폐 PET 폴리머콘크리트의 장기크리프거동의 특성을 정의하였다. 단기크리프 실험을 이용하여 장기크리프거동을 예측한 방법에서는 $5\%$이내의 작은 오차를 보여 높은 정확도를 나타냈다. 크리프변형률과 비 크리프 모두 중탄산칼슘을 충전제로 사용한 경우가 플라이에쉬를 사용한 경우보다 더 작은 값을 나타내었다. 응력비의 증가에 따라 크리프변형률, 비 크리프 모두 증가하였지만 비례하여 증가하지 않았다. 이는 폐 PET 폴리머콘크리트의 크리프거동은 비선형 점탄성거동을 하는 것으로 나타났다. 충전재 함량이 $10\%$ 증가할수록 크리프변형률, 비 크리프 모두 약$10\%$ 감소하였다. 하지만 충전재를 사용하지 않은 경우 그 값이 충전재를 $10\%$ 사용한 경우보다 크리프변형률은 약 $40\%$, 비크리프는 약 $100\%$ 이상 큰 값을 나타내었다. 이는 폐 PET 폴리머콘크리트에서 충전재의 사용이 크리프거동에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.31-42
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• 2015

소성응력분포법과 변형률적합법은 콘크리트충전 각형강관(RCFT, rectangular concrete filled tube) 기둥의 P-M조합강도 산정을 위한 대표적인 두 방법으로, 일반적으로 소성응력분포법은 근사적인 강도치를 제공하는 반면 변형률적합법은 단면에 사용되는 각 물성치의 구성방정식이 정확하다는 전제 하에서 정해에 가까운 해를 제공한다. 최근 변형률적합법에 따른 RCFT기둥의 P-M조합강도 산정에 관한 필자의 연구에 따르면, 현재 연구된 외부 강관으로 구속된 콘크리트 구성방정식이 부정확하기 때문에, 변형률적합법을 통해 산정된 다양한 물성치를 가지는 콘크리트와 강재의 조합으로 이루어진 단면의 P-M조합 강도가 부정확하게 산정되는 것으로 나타났다. 이에 따라 본 연구에서는 기존에 수행된 실험결과를 분석하여 콘크리트충전 각형 강관기둥의 P-M 조합강도 예측을 위한 변형률적합법에 활용될 수 있는 충전콘크리트의 구성방정식을 제시하고 그 타당성을 입증하였다. 본 연구에서 추구하는 모형은 실무적용을 위한 우회적이고 현상학적 모형으로, 외부 강재와 내부 콘크리트 간 상대강도비와 강재의 판폭두께비의 P-M조합강도에 대한 영향을 압괴변형률의 크기에 반영하여 단면내의 힘의 재분배 정도를 조절함으로써 실험결과와 합치하는 결과를 얻어내는 모형이다. 이를 위해 현 규준에서 제시하고 있는 압괴변형률 0.003의 일괄적 제한의 한계를 지적하였으며, 상대강도비와 판폭두께비의 P-M조합강도에 대한 영향을 압괴변형률의 크기에 반영하여 단면내의 힘의 재분배 정도를 조절함으로써 실험결과와 합치하는 결과를 얻어내는 모형을 제시하였다.