• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.13-22
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• 2004

반복 횡하중을 받는 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 분석하기 위하여 여섯 개의 시험체에 대한 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨 거동을 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.143-150
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• 2011

본 논문에서는 초고속 튜브철도 시스템의 개념설계 단계에 있어 진공튜브 구조물의 기밀성능 평가를 위한 기초 연구를 수행하였다. 먼저 Darcy의 흐름법칙에 근거하여 밀폐된 구조물의 내/외부 압력 차에 따른 공기 유입의 흐름식을 유도한 후 콘크리트 재료에 대한 투기성 평가 실험을 수행하여 콘크리트 강도에 따른 투기계수의 경향을 분석하였으며 이 결과를 바탕으로 가정 단면을 가진 튜브 구조물에 대한 내부 압력 변화를 해석적으로 모사하였다. 수립된 해석모델과 실험결과를 종합적으로 분석한 결과, 콘크리트의 투기성은 압축강도에 기하급수적으로 반비례하며 진공튜브 구조물에 콘크리트 재료를 적용하였을 경우 적어도 50MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트를 사용하는 것이 진공펌프의 운용 및 유지관리 측면에서 유리할 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.1-10
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• 2004

반복 횡하중을 받는 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동을 분석하기 위하여 실험을 수행하였다. 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜부 기둥의 휨거동에 영향을 미치는 탄소섬유의 와인딩 각도와 두께를 변수로 선택하여 거동을 평가하였다. 콘트리트 충진 탄소섬유 튜브 기둥의 휨거동 보다 정확하게 분석하기 위하여 설정된 두 변수를 동시에 고려하였다. 실험의 결과에서 얻어진 하중-변형 곡선을 이용하여 콘크리트 충진 각형 탄소섬유 튜브 기둥이 휨강도, 변형능력 및 에너지 소산능력을 조사하였다. 또한 기존 구조물과의 비교를 위하여 철근콘크리트 조적벽과 콘크리트를 충진한 각형 탄소섬유 튜브 기둥과의 연성 능력을 비교 평가하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.37-37
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• 2011

최근 세계적인 지진의 발생과 함께 구조물의 내진성능 평가 및 증진 방법에 대하여 많은 연구가 진행 되고 있다. 특히 교량 구조물의 교각의 경우에는 상부구조의 고정하중 및 활하중을 지반에 전달하여 주는 역할을 하기 때문에, 역으로 지진이 발생하였을 경우 교각의 내진성능에 따라서 교량의 안전도에 많은 영향을 미칠 수 있다. 또한 산악지역이 국토의 70%이상을 차지하는 우리나라의 지형적인 특성상 고교각을 이용한 장대교량의 건설이 필요하며 도시지역의 교통량 증가로 인한 도시고속도로의 건설 등 고가교의 필요성이 점차 증가하고 있다. 그러나 CFT(Concrete Filled Tube)부재의 경우에는 콘크리트가 3축 구속 상태로 존재하지만 자중이 크며 내진 성능이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 CFT부재의 단면을 중공으로 만듦으로써 부재를 경량화하고 내부 튜브를 삽입하여 내부를 구속 시킨 내부 구속 중공 CFT 부재(Internally Confined Hollow CFT Member, ICH CFT)가 개발되었다. 이는 콘크리트가 내 외부 튜브에 의하여 구속되어 3축 구속 상태로 존재함으로써 콘크리트 중공부로의 취성파괴를 방지하여 연성도 및 강도를 향상시켜주며, 단면의 감소로 인해 재료비를 절감 할 뿐 아니라 자중 감소로 인해 내진 설계에도 유리하다. 현재 내부 구속 중공 CFT 부재에 대한 연구가 많이 진행되고 있지만, 튜브를 삽입함으로써 부재의 중공부로 발생하는 구속력의 특성을 해석적으로 정립한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 압축을 받는 중공 CFT 부재에 내부 튜브를 삽입함으로써 발생하는 콘크리트의 구속력을 해석적 연구를 통하여 수행하였으며, 구속력을 파악하기 위한 평가 방법으로는 구속 콘크리트의 중공비와 직경, 외부튜브의 두께, 내부튜브의 두께 등으로 평가하였다. 해석적 연구 결과, 내부 튜브를 삽입함으로써 발생되는 외부 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값과 비슷한 값을 가지지만 내부로 발생하는 구속력은 이론적 수식에 의한 구속 응력값에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.151-159
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• 2011

본 논문에서는 시공이음 및 세그먼트 연결부 등 불연속 구간을 포함하고 있는 튜브 구조물에 대한 기밀성 평가를 위해 실험에 기초한 연구를 수행하였다. 실제 진공튜브 시스템을 위해 적용 가능한 콘크리트 라이닝을 최대한 모사할 수 있도록 콘크리트 관 1개로 구성된 일체형 튜브(N1) 1기, 동 콘크리트 관 두 개를 연결시킨 연결식 튜브 시험체(N2) 1기, 그리고 콘크리트 세그먼트형 튜브(S) 1기 등 총 3기의 시험체를 제작하여 각 시험체에 대해 내부 기압을 0.1atm로 낮춘 후 시간에 따른 내부 기압의 변화를 측정하였다. 기밀성 실험 결과 얻어진 흐름 곡선으로부터 시스템의 등가 투기계수를 산출하였는데 이음부가 많을수록 시스템의 등가투기계수는 높아지는 경향을 보였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 가정된 튜브 단면 변화에 따른 기밀성의 민감도를 해석적으로 분석하였는데 튜브 구조물의 두께 및 직경이 커질수록 시스템 기밀성이 더 향상될 뿐 아니라 기밀성 보강의 효과가 더욱 커진다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2003

탄소섬유튜브는 기존의 콘크리트 기둥에 강도와 연성을 제공하여 길이방향 및 횡방향 철근을 대신할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유튜브에 의해 구속된 각형 콘크리트의 축하중에 대한 실험 및 해석적 연구를 수행하였다. 탄소섬유튜브는 길이방향에 대하여 90$^{\circ}$$\pm$30$^{\circ}$, 90$^{\circ}$$\pm$45$^{\circ}$로 섬유의 방향을 조합하여 필라멘트 와인딩 방법으로 제작하였다. 10,000kN UTM을 이용하여 단조축하중을 재하하였다. 섬유의 방향, 튜브의 두께에 따른 횡구속된 콘크리트 기둥의 응력-변형률 관계를 고찰하였다. 탄소섬유튜브에 의해 횡구속된 콘크리트의 압축강도와 연성을 예측하기 위하여 제안된 실험식은 실험결과를 적절히 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.186-192
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• 2014

본 연구에서는 콘크리트 진공튜브 구조의 설계에 있어서 주어진 재료 및 시스템 구성에서 존재하는 불확실성을 정량화하여 내부기압의 변화를 확률적으로 예측할 수 있는 신뢰성 평가를 수행하였다. 시스템 등가투기계수의 산정 및 외부기압에 영향을 주는 인자들 중 불확실성을 내재하고 있는 인자들을 확률변수로 모델링한 후 수식 유도 및 시뮬레이션을 통해 시간에 따른 내부기압의 변화를 확률적으로 예측하였으며 확정적 해석과 그 결과를 비교 분석한 결과 적정 수준의 신뢰성을 얻기 위해서는 단면의 변화가 반드시 필요한 것으로 나타났다. 이와 같은 튜브구조의 기밀성능에 대한 확률적 해석 결과는 튜브 내부를 주행하는 열차 또는 다른 운송수단의 추진력과 공기저항, 그리고 펌프의 용량을 복합적으로 고려하여 목표 압력을 정하고 튜브 단면을 결정하는데 필요한 기술적 자료로써 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.377-385
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• 2018

튜브 내부의 공기저항을 최소화해 운송체의 빠른 이동을 가능하게 해주는 초고속 진공튜브 시스템(Super-speed vacuum tube system)은 고효율 친환경성으로 인해 차세대 운송시스템으로 주목받고 있다. 초고속 진공튜브 시스템은 외부에 비해 튜브 내부의 압력을 매우 낮게 유지할 필요가 있으므로 기밀성의 확보가 무엇보다 중요한 설계 요건이라 할 수 있다. 본 연구에서는 균열의 발생이 진공튜브 구조물 내부의 압력 변화에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하기 위해 일련의 콘크리트 튜브 구조물에 대해 균열에 따른 내부 압력의 변화를 측정하는 실험을 실시하였다. 실험결과 균열의 길이 또는 균열폭에 대한 정보만으로는 시스템의 기밀성에 영향을 주는 균열의 성질을 표현하기에 부족한 것으로 나타났으며, 반면에 발생된 구조물의 변위와 등가투기계수와의 관계는 상대적으로 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 설계 단계에서 시스템의 기밀성을 예측하기 위한 향후 연구방향을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.861-872
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• 2008

콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브는 좋은 내구성과 심한 부식환경에서 견딜 수 있는 높은 화학적인 저항성으로 인해서 해양구조물에서 종종 사용된다. 이 연구는 원형 콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브에 대한 다양한 실험을 수행하고 결과를 분석한다. 유리섬유 직포 수적층, 필라멘트 와인딩 적층을 압축을 받는 관의 바깥 튜브로 사용하는 경우에 고려해야 하는 몇 가지 측면을 실험 분석한다. 이 연구의 목적은 다음과 같다: (1) 유리섬유 층의 필라멘트 와인딩 각도의 효율성 검증 (2) GFRP 적층수가 강도 및 최고 변형률에 미치는 영향 평가 (3) 단부 재하조건이 구속효과 및 파괴양상에 미치는 영향 파악, 그리고 (4) 구속 상태에서 콘크리트의 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 제시이다. 세 가지 서로 다른 종류의 섬유 구성이 사용되었다: 직포층, ${\pm}45^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층, 그리고 ${\pm}85^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층. 각 층은 독립적으로 혹은 복합적으로 함께 사용되었다. 시편의 비 및 지름이 서로 다른 경우도 실험하였다. 총 27개의 GFRP 튜브 시편을 이용해서 인장 실험을 수행하였고, 66개의 콘크리트충전 GFRP튜브 시편을 이용해서 압축 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 구속상태의 콘크리트 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 및 영향계수를 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제13권6호
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• pp.121-126
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• 2001