• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.84-91
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• 2022

본 연구에서는 반복하중을 받는 대각선 철근콘크리트 커플링 보의 강섬유 형상비와 혼입률에 따른 이력거동을 분석하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 강섬유의 형상비와 혼입률을 주요변수로 설정하였으며, 국내 건축구조기준에서 제시한 연결보의 횡방향 보강량이 약 53% 완화된 4개의 실험체를 제작하였다. 실험에서는 ACI 374.2R-13에 따른 변위제어법으로 반복하중 실험을 수행하였으며, 실험 결과 강섬유가 혼입된 모든 실험체가 현행 구조기준에서 제시하는 공칭전단강도를 상회함을 확인하였다. 강섬유의 형상비가 증가할수록 대각선 철근의 좌굴을 방지하고 강섬유의 브리징 효과로 콘크리트의 균열면 증가를 방지하였다. 강섬유가 혼입된 실험체의 전단강도, 강성감소 및 에너지 소산능력은 강섬유가 혼입되지 않은 Vf0 실험체보다 우수하였다. 따라서 강섬유 철근콘크리트가 횡철근의 디테일을 완화할 수 있다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4A호
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• pp.581-590
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• 2008

프리캐스트 패널은 교량바닥판의 합성 구조부재로서 사용된다. 프리캐스트 패널의 횡방향 철근은 교량바닥판의 주철근 역할을 하며, 또한 패널 상부의 현장타설 콘크리트 시공시 거푸집 대용으로도 적용된다. 이 논문에서 3가지 이음부 형상을 적용한 합성보 시험체에 대해서 정적실험을 수행하여 강도 및 균열폭을 검토하였다. 실험결과, 루프이음을 적용한 반단면 프리캐스트 부재의 연속성이 우수함을 확인하였고, 루프이음의 겹이음 길이와 횡방향 보강철근의 영향도 검토하였다. 루프이음의 겹이음 길이가 증가할수록 루프이음 반단면 프리캐스트 부재의 휨강도가 증가하였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 보강철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.79-88
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• 2003

1992년 내진규정 도입이전에 설계시공된 공용중의 철근콘크리트 교각은 대체로 소성힌지구간에 겹침이음 시공되었다. 본연구는 형상비 2.5의 철근콘크리트 교각실험체의 내진 연성도 평가를 위한 실험적 연구이다. 실험에 사용된 6기의 실험체는 횡방향 구속력, 주철근의 겹침이음 그리고 섬유보강을 변수로 가지고 있다. 이 실험체는 한국도로공사가 개발한 인공지진동을 사용하여 유사동적실험을 수행하여 지진이력을 주었으며, 유사동적실험 후에는 일정한 축력, P＝0.1 $f_{ck}$ $A_{g}$을 유지하면서 변위제어방식으로 유사정적실험을 실시하여 잔류내진성능을 평가하였다. 실험 결과 소성힌지구간에 겹침이음 된 RC 교각이 낮은 연성에서 파괴에 도달하였다. 이는 주철근 겹침이음이 주철근의 충분한 연성발달을 저하시킨 결과라 할 수 있다. 또한, 섬유보강된 실험체는 ？강성과 변위연성도의 현저한 개선능력을 보였다..

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.77-80
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• 2008

국내 내진설계가 도입되지 않은 1992년 이전에 설계 시공된 교량과 교각의 경우 소성힌지구간 에 충분한 횡구속이 되지 않은 상태에서 주철근 겹침 이음을 가지고 있는 것이 대부분이다. 이 연구는 철근콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치고 있는 변수들로서 소성힌지구간의 주철근 겹침이음 및 두께를 달리한 강판보강을 선택하여 준정적(Quasi-Static)실험 방법에 의하여 철근콘크리트 교각의 내진 성능을 평가 하였다. 특히 기존의 강판 보강 공법은 강판 내부를 모르타르로 그라우팅하였으나, 이 연구에서는 보강된 강판내부를 그라우팅하지 않았다. 이를 위하여 형상비 3.5의 철근콘크리트 기둥 시험체 (지름 400mm, 높이 1600mm) 4개를 제작하였다. 실험 변수는 주철근 겹침이음 0%, 50%, 보강 강판 두께 2종(1mm, 2mm)을 선택하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.643-650
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• 2012

콘크리트구조설계기준에서는 철근콘크리트 기둥에서 주철근의 설계기준항복강도를 550 MPa 이하로 규정하고 있다. 이는 철근콘크리트 기둥에 주철근으로 고강도 철근(high-strength concrete)을 사용할 때 콘크리트가 압축강도에 도달하여도 주철근이 항복변형률에 도달하지 않아 고강도 철근을 효율적으로 사용할 수 없기 때문이다. 철근의 설계기준항복강도 제한의 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 횡구속력(confinement effect)을 가해주는 방법과 콘크리트의 파괴변형률(peak strain)을 증진시켜주는 방법이 있다. 횡구속을 효과적으로 가하는 방법으로서 원형 단면의 철근보다는 판재를 사용하는 것이 바람직하다. 이 연구에서는 가공이 용이한 판재로서 탄소섬유판을 철근콘크리트 기둥에서 횡구속효과를 위한 구조재료로 사용하였을 경우 보강되지 않은 경우보다 증진된 압축강도 및 축압축 파괴변형률을 보였으며, 콘크리트 단면 형상이 원형에 가까울수록, 횡구속 형태가 원형에 가까울수록 횡구속 효과는 더욱 커졌다. 최종적으로 실험 결과를 토대로 철근콘크리트 기둥에서 탄소섬유판에 의한 횡구속 효과와 함께 고강도 철근의 적용 가능성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.697-707
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• 2004

내진설계편이 제정된 1992년 이전의 설계규정에 따라 설계$\cdot$시공된 교량은 내진상세가 적용되지 않아 지진에 취약할 것으로 예상된다. 특히, 주철근의 겹침이음은 교각의 상당한 내진성능저하를 야기하는 것으로 보고되고있다. 하지만, 이들 교량에 대한 내진성능평가 및 내진보강에 관한 연구는 아직 체계적으로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서, 이에 대한 대책마련이 시급한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 이러한 비내진 교각의 내진성능을 평가하고자 형상비 4.0인 실물크기의 철근콘크리트 교각시험체를 제작하여 준정적실험을 수행하였다. 실험결과를 통하여 주철근 겹침이음된 비내진교각은 띠철근 형태와 상관없이 현행 도로교설계기준의 요구성능을 만족하지 못하는 것으로 조사되어 시급히 보강을 하여야 할 것으로 판단된다. 또한 주철근 겹침이음에 대한 내진규정의 보완이 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.221-229
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• 2008

와이어로프와 T형 강판을 이용한 개선된 비부착형 기둥보강 공법이 개발되었다. 제시된 절차에 따라 보강된 기둥 8개와 동일한 조건의 무보강 기둥 1개가 중심 축하중 하에서 실험되었다. 주요 변수는 와이어로프 체적비와 T 강판의 플랜지 폭 및 배치 형상이다. 실험된 기둥의 축하중 내력과 연성비는 각각 ACI 318-05의 예측값과 Chung et al.에 의해 수행된 일반 띠기둥의 실험 결과와 비교되었다. 게다가 와이어로프와 T 강판으로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계를 평가하기 위한 모델이 제시되었다. 실험 결과로부터 기둥의 축하중 내력과 연성은 와이어로프의 체적비와 T 강판의 플랜지 폭의 증가와 함께 증가하였다. 특히 동일 횡보강근 지수에서 와이어로프 체적비가 0.0039 이상일 때 보강된 기둥의 연성비는 띠철근 기둥에 비해 현저히 높았다. 개발된 보강기술에 의해 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계 모델이 제시되었다. 예측된 응력-변형률 관계는 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 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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• 제25권6호
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• pp.143-153
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• 2021

노화된 교각의 횡철근, 주철근, 겹침이음의 철근부식은 교각의 내진성능에 직접적인 영향을 끼친다. 횡철근 및 주철근의 철근부식은 교각의 전단강도 및 휨강도를 각각 직접적으로 감소시킨다. 겹침이음에 철근부식이 생긴다면, 특히 내진설계되지 않은 기존 노후 교각의 휨강도 및 휨연성을 상당히 감소시킨다. 더불어, 교각에 작용하는 축하중이 증가하면 교각의 전단강도가 증가하게 된다. 이러한 영향들을 고려하여, 본 연구에서는 노화를 고려한 합리적인 내진성능평가를 위해, 앞서 언급한 철근부식, 겹침이음, 축하중이 형상비 2이하인 교각의 전단거동과 휨거동에 어떠한 영향을 미치는지 실험을 통해 확인한다. 철근부식으로 인해 전단파괴가 일어날 것으로 예상되는 교각에서 오히려 휨파괴가 발생하는 것을 확인한다. 이러한 파괴모드와 그 원인을 분석하고 내진보강 시 필요한 고려사항을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.61-69
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• 2004

신설교량의 경우 최근 개정된 도로교설계기준에 의해 내진설계를 수행하여 시공되었으나, 내진설계규정이 적용되기 이전에 시공되어 사용중에 있는 철근콘크리트 교각의 경우에는 지진에 의한 횡하중에 대해 취약할 수 있다. 특히 형상비가 큰 기존 교각에서는 기초와 교각 접합부에 주철근 겹침이음이 존재하므로 지진이 발생할 경우 피복콘크리트 파손에 따른 부착파괴 형태의 급격한 취성파괴 거동을 나타낸다. 이러한 부착파괴가 일어나는 소성힌지 구간에 FRP 적층 원통관으로 보강하여 부착강도를 크게 함으로써 횡하중에 대한 급격한 파괴를 예방할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FRP 적층 원통관으로 보강된 원형교각에서 FRP 적층 원통관이 주는 구속효과를 효과적으로 산정하기 위한 이론식을 유도하여 제안하고자 하였다. 이를 위해 FRP 적층 원통관이 철근콘크리트 원형교각에 발생시키는 구속응력을 이론적으로 유도하여 제안하였으며, 제안된 식의 타당성을 검증하기 위해 기존의 타 연구에서 수행한 실험결과와 비교, 검토하였다. 또한 다양한 FRP 적층조건에 따른 구속응력의 변화를 고찰하기 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 이와 같은 연구를 통해 본 연구에서 제안하는 식이 FRP 적층 원통관을 이용하여 보강한 기존 원형교각의 거동을 잘 예측할 수 있음을 확인하였으며, 적층수, 섬유배향각, 섬유방향의 탄성계수가 FRP 적층 원통관에 의한 내진보강효과에 가장 지배적인 매개인자임을 알 수가 있었다.