• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.93-103
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• 2006

격납건물은 원자로 사고발생시 방사능물질의 외부 유출을 막는 최후의 방벽이므로 가동 중 원전의 격납건물에 대한 안전성평가는 반드시 수행되어야 된다. 이러한 맥락에서 이 논문은 원전 격납건물의 비선형해석을 위해 탄소성 모델을 바탕으로 개발된 8절점 가변형도 쉘 요소와 이를 이용한 구조물의 비선형해석에 대하여 기술하였다. 비선형해석을 위해 콘크리트의 압축거동에 Drucker-Prager 파괴기준을 적용하였고 파괴포락선의 형상을 결정짓는 재료매개변수는 이축응력 실험으로부터 도출하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 횡 전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였고 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 평가되는 묶임현상(locking phenomenon)을 제거하기 위해 본 논문에서는 가변형도법을 도입하였다. 개발된 철근콘크리트 쉘 요소의 성능검증을 위해서 벤치마크 테스트를 수행하였고 그 결과 이 논문에서 도출한 유한요소해석 결과는 실험결과와 잘 일치 하였다

• 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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• 제15권1호
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• pp.112-119
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• 2011

PC형교에서는 거더의 복부와 하부에 PC강선을 수용하는 쉬이스가 배치되어 있으며, 그 내부에 그라우트를 충전함으로서 PC강선과 콘크리트를 간접적으로 부착시킨다. 그러나 이 충전이 불충분하면, 쉬이스 내부에 물이 침투하여 PC강선이 부식하거나, 동결융해 작용에 의한 쉬이스 배치 위치에서의 횡방향 균열이 발생한다. 그 때문에 시공 후 조기에 미충전부를 파악하는 것이 구조물의 유지관리상 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는, 교랑 부재에 손상을 입히지 않게 하기위해 충격탄성파법을 이용하여 실구조물에 대한 그라우트 미충전부 탐사측정을 실시하였다. 우선 레이더형 철근 탐사기로 철근과 쉬이스의 위치를 추정하고 그 위치를 기준으로 쉬이스에서의 측정부위를 정하였다. 거더 측면에 탄성파를 입력하고 그 응답으로부터, 고주파수 피크와 두께를 나타내는 공진주파수의 2배수 주파수와의 차로서 미충전부의 위치와 충전정도를 정성적으로 추정하였다. 추정 부위에 대한 확인을 위해 거더의 측면을 천공하고 공업용 내시경에 의한 촬영을 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.12-19
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• 2021

최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하면서 지진으로부터 철근콘크리트 시설물의 내진설계 및 내진보강에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 철근콘크리트 구조물의 압축부재인 기둥은 지진에 의한 횡력에 취약하여, 적절한 내진보강공법이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 시공이 빠르고 간편한 벨크로 내진보강재를 개발하고자 하였다. 벨크로 내진보강재 개발을 위해 기존 공업용 벨크로의 부착성능과 인장력을 증가시켰으며, 공업용 벨크로와 개발된 벨크로 내진보강재의 인장성능을 비교하기 위해 직접인장실험을 수행하였다. 또한 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 RC 기둥의 내진성능을 예측하기 위한 해석연구를 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 비내진 RC 기둥의 벨크로 보강재의 보강에 따른 강도와 연성능력에 대하여 검토하였다. 해석결과 공업용 벨크로와 벨크로 보강재로 보강된 비내진 RC기둥의 강도와 연성능력이 모두 증가함을 확인하였으며, 개발된 벨크로 내진보강재의 내진 성능이 공업용 벨크로 보다 크게 나타남을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.183-190
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• 2006

2거더교를 위한 장지간 바닥판의 설계에서 바닥판의 안전성과 사용성을 만족시키면서 두께를 줄여 자중을 최소화하는 것은 중요한 요소 중의 하나이다. 이 논문에서는 2거더교를 위한 횡방향 프리스트레스트 콘크리트 바닥판의 설계 최소두께와 배근상세를 안정성, 사용성을 고려하여 제시하였다. 대상 교량은, 실용적인 2거더교를 대표할 수 있는 교량으로, 교량길이 40 m의 단순교이다. 대상교량의 바닥판의 지간을 4 m~12m로 변화시켜 가며 분석하였다. 바닥판의 이방성 거동을 고려하여 최소단면을 일방향 슬래브로 설계하고, 균열폭과 피로강도를 평가하였으며, 처짐제한을 충족시킬 수 있는 최소 수준의 두께와 비교하였다. 연구결과, 피로내구성의 확보를 위해서는 직경 16 mm이하의 철근을 사용하는 것이 좋으며, 지간이 8 m를 넘는 장지간 바닥판은 처짐에 대한 사용성이 두께 결정의 지배적 요소임을 확인하였다. 또한, 현행 도로교 설계기준의 배력 철근량 규정을 적용하면 지간 4 m 이상의 바닥판에서는 지간 3 m 이하의 바닥판에서 기대되는 정도의 교축방향의 구조적 연속성을 확보할 수 없는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.259-266
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• 2009

강관합성말뚝의 강관은 내부 콘크리트의 변형을 억제하여 말뚝강도를 증가시키고 연성파괴를 유도하는 보강효과를 발휘한다. 본 연구에서는 강관, 콘크리트, 강관합성 시험체에 대하여 수행된 압축재하 실험의 하중-변위 곡선을 모사할 수 있는 해석모델 및 입력물성값을 분석하였다. 그 결과, 강관은 von-Mises 모델, 그리고 콘크리트는 소성변형률에 따라 점착력과 팽창각을 감소시키는 변형률 연화모델을 적용하여 실험결과를 모사하였다. 또한, 콘크리트 내부의 철근은 항복 모멘트 적용 및 철근의 단면적을 감소시켜 모사하였다. 본 연구에서 적용된 해석기법은 실험결과와 비교하여 강관합성말뚝의 항복거동 및 보강효과를 잘 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 실물크기 말뚝에 대한 변수연구를 수행한 결과, 강관 합성말뚝의 재료강도는 강관의 보강효과에 의해 축방향에 대해 약 10%, 횡방향에 대해 약 20~45% 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.525-532
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• 2012

근래에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만 1983년 개정이전의 건축물은 내진설계가 미반영 되어 있어 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 건축물의 지진 발생 시의 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 내진보강벽을 제안한다. 축력과 반복수평력을 받는 성능실험을 수행하였으며, 실험체는 벤치마크 용도로 순수 철근콘크리트 프레임(BM-RC)과 프레임 내부에 격자강판 내진보강벽(SW-RC)을 설치한 2개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였고, 축력과 횡하중 가력을 위하여 500kN용량의 엑츄에이터 2대와 2,000kN용량의 엑츄에이터 1대를 사용하였다. 실험결과를 통해 벤치마크 실험체와 비교하여 강도, 강성, 연성 및 에너지소산능력을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.497-509
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• 2010

고강도강재 및 고강도콘크리트를 적용한 매입형 합성기둥의 편심압축시 거동특성을 연구하기 위하여, 항복강도 $f_{ys}$=913MPa 강재와 압축강도 $f_{ck}$97.7MPa 콘크리트를 사용하여 실험연구를 실시하였다. 주요변수는 횡철근의 종류, 항복강도, 배근간격, 그리고 편심하중거리이다. 거동특성을 분석하기 위하여 구속효과와 변형률적합조건을 적용한 비선형 단면해석을 실시하였으며, 현행 설계기준들의 적용성을 판단하기 위해 실험결과와 비교하였다. 횡구속효과에 의하여 콘크리트의 연성능력은 증가하였으며, 이에 따라 단면의 휨모멘트강도가 증가하였다. 비선형해석을 통해 합성단면의 축력-모멘트 상관관계를 예측한 결과는 실험결과와 잘 일치한 반면, 강재의 완전소성강도를 사용하는 Eurocode 4는 실험체의 성능을 과대평가하였으며, 콘크리트의 횡구속효과를 고려하지 않은 ACI 318은 과소평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.51-58
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• 2005

모멘트골조는 건물 골조로 많이 사용되어 왔다. 현행 설계기준에서는 콘크리트모멘트 골조를 보통, 중간 특수 모멘트저항 콘크리트 골조 (OMRCF, IMRCF, SMRCF)로 분류하고 있다. 본 연구의 목적은 OMRCF와 IMRCF 기둥의 내진성능을 비교 평가하는 것이다. 이 목적을 위하여 3층 사무소 용도의 OMRCF와 IMRCF를 ACI 318 (2002)와 KCI (1999)을 따라 설계하였다. 이 연구에서 건물들은 모두 UBC (1997)에서 분류한 지진지역 1에 위치하는 것으로 가정하였다. 이 연구에서는 1층의 기둥을 고려하였는데 이는 1층이 지진 발생시 가장큰 횡력과 축력을 부담하기 때문이다. 8개의 2/3 축소모델 실험체를 제작하였다. 각 실험체는 각각 OMRCF 와 IMRCF 내부와 외부의 기둥 상부 하부를 모델링한 것이다. 유사정 적가력을 하였고 축력은 외부기둥실험체에는 변동축력을 내부기둥실험체에는 고정축력을 가력하였다. 본 연구결과에 따르면 겹침이음여부, 축력의크기, 기둥단부의 횡보강근은 기둥의 내진거동에 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 이러한 변수들은 서로 관련되어 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.113-120
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• 2005

본 연구의 목적은 기둥의 내진성능을 개선하기 위한 연구로서, 섬유-강판이 복합된 보강재를 사용하여 보강기둥의 내력특성을 연구하였다. 이용 가능한 복합판의 보강량을 선정하고, 기존의 탄소섬유와 강판으로 보강한 기둥과 함께 밴드형 보강실험체를 제작하여 일정축력을 받는 기둥에 반복횡하중을 가하여 하중, 변의 및 연성도를 조사하였다. 내진성능의 척도가 되는 변위연성도, 에너지연성도, 누적소산에너지 및 감쇠비를 비교하여 복합판을 사용한 부재의 내력특성을 평가하였다. 연구결과, 복합판을 사용하여 기둥을 보강할 경우에도 다른 보강방법과 같이 양호한 내진성능을 확보할 수 있었다. 또한, 밴드형식으로 보강한 보강실험체의 연성능력은 모두 양호한 편이나, 최대하중 증가를 위해서는 일정량 이상의 보강량이 필요한 것으로 나타났다. 연성도 평가로는 에너지연성도가 변위연성도에 비하여 보강기둥의 연성능력을 잘 나타내었다.