• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.137-147
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• 2012

무철근 교량 바닥판은 콘크리트 내부의 철근을 없애고 거더를 Strap으로 횡구속시켜 Arching action을 극대화시킨 교량 바닥판이다. 본 연구에서는 무철근 바닥판의 균열제어를 목적으로 FRP bar의 배치량을 변수로 하여 내하력과 균열, 연성도, 파괴시 응력수준 등을 판단하여 FRP bar 최소 배치량을 제시하였다. 실험결과 Steel strap 무철근 바닥판은 최소 0.15% FRP 보강근만 배치하여도 내하력과 연성이 확연히 향상됨을 확인하였다. FRP bar를 보강한 무철근 바닥판에 대하여 피로실험을 수행하였으며 200만회 반복하중 재하후 균열, 잔류 처짐 등에서 장기 사용성에 문제가 없음을 확인하였다. 교량 바닥판은 대체로 펀칭전단 파괴를 하며 2방향 슬래브의 전단강도식을 적용할 수 있으나 ACI, AASHTO 등에서는 바닥판의 비선형 파괴형상과 횡구속에 의한 Arching 효과를 명확히 고려하지 못하기 때문에 실제 파괴강도보다 과소평가 한다. 본 연구에서는 Steel strap 바닥판의 실제 파괴형상과 Strap에 의한 횡구속도를 고려한 펀칭전단강도식을 제안하였으며 이는 실험결과와도 비교적 잘 일치하는 결과를 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.135-144
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• 2009

본 연구에서는 현장타설과 프리캐스트 방식의 콘크리트 충진 FRP 교각의 성능평가 실험을 수행하였다. 8개의 축소모형 실험체에 대한 준정적 실험을 실시하였으며, 실험변수로는 FRP 두께, 콘크리트 강도, 횡방향 철근비, 직경을 선정하였다. 반복 횡하중에 대한 연성능력을 평가하고 각 시험체의 강성저하에 따른 감쇠비와 파괴양상 등을 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.501-509
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• 2004

제안된 모델은 FRP 구속 콘크리트에 대한 압축거동 예측을 위한 것이다. FRP로 구속된 콘크리트의 모델링을 위하여, 3축 응력상태의 콘크리트 아탄성 구성관계를 제시하였다. FRP 구속에 따른 콘크리트 강도 증진은 3축 응력공간의 파괴기준에 따라 결정되며, 이에 대응하는 최대 압축변형률은 본 연구에서 제안된 변형률 증진계수로부터 결정된다. 따라서, 기존의 모델들이 하중단계에 관계없이 구속조건이 초기부터 파괴까지 일정하게 고려되는 반면에, 제안된 모델은 FRP로 구속된 콘크리트의 구속현상을 하중단계에 의존적인 비선형 관계로 제시하였다. FRP 층은 2차원의 적층된 복합재료의 해석에 기초하여 모델링되었다. 개발된 해석모델은 증분법에 의한 압축거동실험에 대한 해석을 수행할 수 있도록 하였다. FRP로 구속된 콘크리트 실린더의 대한 여러 연구자들의 실험 결과와 본 예측모델을 비교한 결과, 제안된 모델은 축방향 변형 뿐만 아니라 횡방향 변형을 포함하여 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.123-131
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• 2006

지진 시 액상화에 의한 지반흐름은 말뚝파괴에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 충분히 큰 정적 안전율을 갖도록 설계된 말뚝이 지진 시 좌굴에 의해 파괴되는 사례가 빈번히 발생하였다. 본 연구에서는 1-g 진동대 실험을 통해 액상화 지반에 근입된 말뚝의 좌굴에 의한 파괴거동을 분석하였다. 실험 결과, 좌굴하중에 근접한 연직하중을 받고 있는 말뚝은 지반의 액상화 발생 시 좌굴에 의해 쉽게 파괴될 수 있으며 액상화에 의한 지반흐름이 발생할 경우, 말뚝의 횡방향 변형이 증가하면서 좌굴파괴하중이 감소함을 알 수 있었다. 또한 파괴된 말뚝을 꺼내어 관찰한 결과, 액상화가 발생한 후라도 지반에 구속압이 존재하여 Euler 좌굴현상과 다르게 말뚝 하부가 아닌 중간위치에서 말뚝파괴가 발생하였으며 지반경사가 급해질수록 지반흐름에 의한 파괴 위치가 점점 말뚝하부로 낮아짐을 볼 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.235-244
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• 2011

세그멘탈 교량의 파괴는 부적절한 접합에 의해 파괴를 일으키게 되는데 이는 세그멘탈 접합부를 가로지르는 횡방향 텐던의 부식을 야기하게 된다. 이 연구에서는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합 조건에 따른 초고성능 프리캐스트 콘크리트 접합부에서의 전단키 거동을 전단 및 극한거동 측면에서 평가하였다. 또한, PC 세그멘탈 교량 접합부의 전단 거동을 파악하기 위하여 전단키 접합부의 전단 거동과 전단강도 특성을 실험적으로 연구하였다. 이 연구를 통하여 접합부 형상에 따른 하중-변위 관계, 균열 거동, 파괴 모드, 전단 강도 등을 구명하고, 접합부의 역학적 거동에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 분석한다. 또한 이로부터 최적의 접합부 형상을 도출하고, 이에 따른 최적의 접합 방식을 검토함으로서 접합부 설계의 지침과 해석의 근거를 제시하도록 한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.15-23
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• 2006

모래다짐말뚝 및 쇄석말뚝 공법의 경우, 연약지반의 보강, 극한지지력의 증대 및 기초지반의 압밀을 가속화시키기 위한 목적으로 지난 수십 년간 폭넓게 적용되고 있다. 쇄석말뚝공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 쇄석 등을 이용하여 다짐말뚝을 형성, 연약지반을 개량하는 공법이지만 횡방향 구속압력이 충분하게 발휘되지 않는 지반에서는 팽창파괴(bulging failure)에 대한 저항이 없어 적용이 불가능하게 된다. 따라서 본 연구에서는 쇄석말뚝의 활용도를 높이기 위해 팽창파괴 및 전단파괴 등을 방지하여 침하량을 상당부분 억제시킬 수 있는 고강도 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법을 개발하였다. 본 공법 개발을 위해 삼축압축시험을 통하여 치환율 및 구속압력에 따른 일반적인 쇄석말뚝의 거동특성을 우선 살펴보았다. 아울러 유한요소 해석을 통한 3차원 수치해석을 시행하여 지오그리드의 종류 및 지오그리드 보강심도변화에 따른 지오그리드 보강 쇄석말뚝공법의 거동특성 및 침하저감효과를 평가함으로써 지오그리드 보강 쇄석말뚝의 적용성을 평가해 보았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.301-304
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• 2008

본 연구에서는 싱글 플레이트 전단접합에 앵글을 접합한 새로운 방식의 철골 커플링보를 개발하여 여러 가지 구조적 성능을 평가하고자 한다. 주요 변수는 앵글유무, 콘크리트 보강 유무, 매립길이, 결손단면이다. 실험은 커플링 보의 가운데 지점을 2,000kN Actuator를 이용하여 횡방향 반복가력을 가하여 구조물의 전체적인 거동을 알아본다. 실험결과 싱글 플레이트 전단 접합부로 이루어진 실험체보다 앵글을 접합한 실험체가 강도, 변형능력, 강성, 에너지 소산 능력 등 전반적인 구조적 성능이 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 매립된 철골보 주위에 전단철근을 보강하지 않은 경우 PC벽체의 조기 지압파괴로 인해 그 성능이 현저히 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 전단철근이 배근이 된 경우 철골 커플링 보의 전단 항복이 발생할 때까지 PC벽체의 파괴가 충분히 지연되는 것으로 나타났다. 앵글이 접합된 경우 매립길이가 작아도 그 성능이 떨어지지 않았다. 결손 단면이 있을 경우 강도는 작게 나타났으나 접합부 전단 강도보다 훨씬 작도록 설계된 관계로 PC벽체의 파괴가 발생하기 전에 충분히 전단 거동을 통해 우수한 성능을 발휘하였다. 이러한 결과는 시공성과 경제성 향상을 위해 앵글을 접합한 철골 커플링 보 방식이 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.3-10
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• 2010

이 연구에서는 중력 전단비에 따른 철근콘크리트 플랫 플레이트 골조의 내진성능을 평가하였다. 이를 위하여, 이 연구에서는 3층, 7층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하고, 대상 건물에 대한 비선형 정적 푸쉬 오버 해석과 비선형 동적 해석을 수행하였다. 그리고 이 연구는 그 비선형 해석에서 중력 전단비의 차이에 따른 뚫림 전단과 파괴 메커니즘을 예측할 수 있도록 제안한 슬래브-기둥 접합부 모델을 사용하였다. 이 연구 결과에 따르면 중력 전단비가 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 중력 전단비가 커짐에 따라 골조 접합부의 파괴가 취성적인 파괴를 나타내어 내진 성능이 떨어지는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.133-144
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• 1995

본 연구는 콘크리트 충전강관을 고층 건물의 구조부재로 이용하기 위한 연구의 일환으로서 강관의 폭두께비, 세장비와 충전콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 강관이 콘크리트를 단순 구속하는 경우의 재하조건으로서 일련의 실험을 콘크리트 충전강관 기둥의 역학적인 거동 특성을 고찰하였다. 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)구속 콘크리트의 파괴양상은 단주의 경우 시험체 단부에서의 압괴에 의한 $45^{\circ}$정도의 사인장 파괴가 이루어졌으며 장주의 경우 횡방향 휨 파괴 양상을 나타내었다. (2)원형강관으로서 콘크리트를 구속함으로서 변형능력의 향상과 동시에 콘크리트의 연성 효과를 증대시킬 수 있었다. (3)강관의 세장비, 폭두께비, 콘크리트의 강도를 고려하여 콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관에 의해 구속된 내부 콘크리트와 충전 강관 기둥의 최대내력 산정식을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.871-885
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• 2017

최근 도심지 등에서 활용도가 높아지고 있는 얕은터널은 구조물에 인접하여 얕은 심도에 건설하므로 그 거동에 따른 주변지반 변위에 대한 연구는 아직 충분하지 않다. 특히, 얕은터널의 측벽에서 변위가 일어나면 주변지반의 이완형태 및 주변지반으로 전이되는 하중의 분포와 크기가 영향을 받을 수 있다. 그러나 지금까지 터널의 측벽변위에 관련된 연구는 많지 않고 그나마 터널과 주변지반을 평면변형률조건(plane strain state)으로 단순화하고 터널 전체의 안정이나 파괴메커니즘 규명에 대한 연구에 국한되어 있고, 터널 측벽일부의 변위에 따른 영향을 연구한 사례는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널측벽의 변위가 터널 주변 횡방향 하중전이에 미치는 영향을 규명하였다. 이를 위하여 탄소봉으로 지반을 조성하고 알미늄으로 터널의 형상을 모형화하여 터널의 한쪽측벽에 수평으로 변위를 주어 토피(0.5D, 0.75D, 1.0D, 1.25D)를 변화시키면서 모형시험을 수행하였고, 일부 측벽의 파괴에 따른 주변지반의 하중전이 거동을 분석하였다. 연구 결과, 얕은터널에서 토피가 일정깊이(0.75D) 이상이면 토피고에 무관하게 일정한 형태로 터널 측벽파괴가 발생하였고 반대측벽에 영향을 미치지 않았다. 그러나, 토피고가 일정깊이 이하일 경우에는 한쪽 측벽의 파괴가 반대쪽 측벽에까지 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 터널 굴착시 측벽변위가 예상변위량의 50% 발생하면, 터널 파괴는 75% 이상 진행되는 것을 발견하였다. 그러나, 지반조건에 따라 차이를 보일 수 있으므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.