• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.293-303
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• 2012

최근 건설기술의 발전에 따라 구조물이 대형화, 고층화, 장대화되고 있으며, 동시에 다양한 기능을 수행하고 있다. 그러나 요즘 들어 그 빈도수가 증가하고 있는 충돌 사고나 테러에 의한 폭발, 화재 등에 의한 극한하중이 상기의 구조물에 작용할 경우, 구조물의 손상뿐만 아니라 인명과 재산의 피해 정도가 상당히 커질 수 있다. 특히, 충격이나 폭발하중은 구조물에 작용하는 압력 또는 하중이 매우 짧은 시간에 발생하게 되고, 이러한 하중을 받는 구조물은 준-정적(quasi-static) 하중을 받는 구조물과는 다른 응답을 나타내게 되며 반드시 변형률 속도와 손상 효과를 고려해서 설계가 이루어져야 한다. 그러므로 이 연구에서는 콘크리트 슬래브의 충격저항성능 향상을 위해서 강섬유를 전체 부피의 0%에서 1.5%까지 혼입하고, 두 가지 종류의 FRP 시트를 인장부에 보강하여 저속 충격하중에서의 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과 FRP 시트를 인장부에 보강할 경우에 최대 충격하중 및 소산에너지, 파괴 시의 타격 횟수가 증가하였으며, 최대 처짐 및 회전각은 감소하여 충격저항성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 추후 극한하중에 노출될 수 있는 주요 시설물의 설계 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 이 논문에서는 두 가지 종류의 FRP 시트로 보강된 강섬유 보강 콘크리트 슬래브의 저속 충격하중에서의 동적응답을 해석하기 위하여 외연적 시간적분에 기초한 유한요소해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였으며, 해석 결과 오차율 5% 이내로 비교적 정확하게 최대 처짐을 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.137-146
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• 2007

구조물의 거동에 대한 파사드리거의 보강 효과를 검토하고 파사드리거의 최적위치를 추정할 수 있는 수치해석방법이 제시되었다. 구조물 상부의 수평변위를 최소화할 수 있는 파사드리거의 최적위치는 파사드리거의 구속효과에 의한 수평변위 감소량을 극대화함으로서 구할 수 있으며 가새골조와 파사드리거의 휨강성과 전단강성에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 3가지 형태의 하중, 즉 등분포하중과 삼각분포하중 그리고 구조물 상단에 작용하는 집중하중이 고려되었다. 파사드리거의 최적위치는 무차원 강성변수 ${\omega}$와 ${\beta}$의 함수로서 표현되었으며, 1개부터 4개의 파사드리거를 갖는 구조물을 대상으로 최적위치에 대한 도표를 작성하였다. 비록 본 연구에서 제시된 해석방법이 몇 가지의 가정을 기초로 유도되었으나 고층건물의 초기설계단계에서 파사드리거의 최적위치 결정을 위한 비교적 정확한 정보를 제공할 수 있다고 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권6호
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• pp.67-75
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• 2010

본 연구는 고강도 콘크리트의 화재시 내화성능 확보를 위하여 주로 사용되는 강섬유(Steel Fiber), 폴리프로필렌(Polypropylene Fiber; 이하PP)와 PP섬유와 강섬유를 하이브리드 섬유를 혼입한 설계기준강도 40MPa의 고강도 콘크리트의 내화성능 및 폭렬 방지 방법을 검토하고, 섬유 혼입 고강도 콘크리트 보의 휨 및 전단보강근이 없는 보의 구조적 특성 연구를 통하여 섬유 혼입 고강도 콘크리트 보의 휨과 전단 저항거동을 파악하였다. 실험결과, 하이브리드 섬유를 보강하면 균열 및 폭렬 발생, 중성화 억제 효과 등을 나타내었다. 부재실험에서는 초기균열제어, 연성과 최대내력 증대의 효과를 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.139-148
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• 2015

본 논문은 강섬유 대신 철근집합체를 사용하여 초고강도 섬유보강 콘크리트 부재의 최대하중 이후 연성거동을 유도하는 것을 목적으로 한다. 강섬유와 철근집합체의 조합을 가진 직사각형 콘크리트 보에 대한 휨거동 실험을 수행하였다. 강섬유의 혼입률은 0%, 0.7%, 1%, 1.5%, 2%이고, 연성거동을 유도하기 위한 종방향 철근 집합체의 철근비는 0.0036, 0.016, 0.028 그리고 0.036이다. 이러한 실험 요소의 조합으로 15개의 초고강도 콘크리트보가 제작되었다. 강섬유 뿐만 아니라 종방향의 철근 집합체도 초고강도 콘크리트보의 연성거동을 유도하는데 효과를 가지고 있다. 강섬유 혼입률 0.7%와 철근비 0.028인 철근집합체를 사용할 경우 가장 경제적인 조합임을 볼 수 있다. 하중과 처짐관계, 콘크리트 응력의 변화 및 균열양상 등이 좁은 간격을 가진 작은 직경의 종방향 철근 집합체의 유용성을 나타내고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.11-18
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• 2018

이 연구에서는 폴리칼본산계 고성능감수제의 사용량을 1.2%에서 3.0%까지 변화시켰을 때, UHPFRC의 유동성 및 유변특성의 변화, 그리고 강도 변화를 실험을 통해 살펴보았다. 실험결과에 따르면, UHPFRC에서 고성능감수제 사용량 1.8%까지는 사용량 증가에 따라 유동성 개선 효과가 나타났지만, 그 이상에서는 유동성 및 유변특성 개선에 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 고성능감수제 사용량에 따른 압축강도 결과에서는 고성능감수제를 1.8% 사용하였을 때는 1.2% 사용했을 때 비해 고성능감수제 사용량 증가로 인해 강도가 약간 증가하지만, 그 이상의 고성능감수제 사용량에서는 사용량 증가에 따라 강도가 크게 감소하는 경향을 확인할 수 있다. UHPFRC 휨인장강도의 결과도 압축강도와 유사한 증감의 경향을 나타내었다. 휨인장강도와 연관성이 있는 압축강도 및 섬유의 분포특성의 영향을 분리하여 분석한 결과, 많은 양의 고성능감수제를 사용했을 때 압축강도의 영향 이외에 섬유의 분포특성의 영향을 받았음을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 영향은 플로우 또는 유변특성 결과와 매우 밀접한 연관성이 있는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.85-94
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• 2005

PPS(post-tensioned precast concrete system)공법은 U자형 PC로 제작한 넓은 보와 PC 또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며 PC 보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구는 PPS 공법 개발의 일부로 넓은 보의 기둥 폭 내부에 정착되어진 휨철근의 양에 따른 거동특성을 분석하고자 실험적 연구를 수행하였다. 실험체는 기둥 폭내, 외부에 위치한 휭 철근의 양을 달리한 정착비와 동일한 정착비내에서 철근과 긴장재의 양을 주요변수로 하여 대상건물의 내부접합부를 대상으로 1/2크기로 제작하였다. 그 결과 NEHRP 권고사항에서 규정한 한계변위각 0.035까지 내력저하 없이 충분한 내력을 보유하였으며, 보의 휨 파괴가 주요 파괴모드로 접합부에서 전단파괴는 일어나지 않았다. 그리고 넓은 보에 포스트텐션을 도입한 PPS 공법은 기둥 폭 내부의 정착비가 $35\%$인 경우 다소 높은 비틀림 응력을 나타내었으나, 기둥 폭 외부에 위치한 인장철근의 항복 이후 긴장재가 응력을 충분히 발휘함으로서 일체식 구조의 넓은 보-기둥 접합부와 달리 비탄성 이력거동을 통하여 에너지를 효과적으로 소산하였다. 또한 ACI의 proposed provisional standard의 PC 접합부 구조성능 평가지침에 의해 분석한 결과, 모든 실험체에서 허용기준을 모두 만족하고 있으며, 강도의 큰 저하 없이 연성적인 거동을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.165-172
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• 2012

우리나라는 급격한 도시화 및 산업화를 통하여 토지의 효율적 활용과 하천의 공학적 이치수의 목적만을 위해 하천을 인공화 시켰으며, 더욱이 90년대 이후에는 교통량의 급격한 증가에 따라 개발이 유리한 하천을 복개하여 도로, 주차장 등으로 활용함으로서 하천생태계 파괴와 단절, 도시미관의 훼손 등 많은 문제점을 발생시켰다. 이 연구에서는 우리나라 지형 및 기후에 적합하며 하천의 생태복원 기능 및 자연형 하천의 조기형성 기능을 가지는 친환경 기능성 콘크리트의 개발을 위하여 친수환경 조성과 생태보존에 적합한 기능성 콘크리트의 물리역학적 성능평가 및 구조적 성능평가와 현장적용 성능으로서 식생능력을 평가하였다. 역학적 성능평가 결과, 보강용 PVA섬유 및 실리카퓸의 혼입률이 증가함에 따라 강도가 증가하였고 최적 혼입률은 PVA 섬유 0.05Vol.%, 실리카퓸 10%정도인 것으로 나타났다. 내동해성 평가에서는 PVA섬유 0.05Vol.% 및 실리카퓸 15%를 동시 혼입시 가장 우수한 성능을 발휘 하였다. 구조성능 평가 결과 휨강도가 Plain에 비하여 PVA섬유 0.05Vol% 혼입시 47.7% 강도향상효과를 나타내었고, 휨인성 역시 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 현장 적용성 평가를 위한 식생 모니터링 결과, 잔디류가 빨리 발아되었으나 시간이 경과함에 따라 봄철 발아식물인 개양귀비의 생육이 활발하였다. 식피율 측정 결과 모든 모니터링 지점에서 12주 후부터는 95% 이상의 우수한 식피율을 나타내어 친환경 기능성 콘크리트의 우수한 식생기능을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.438-444
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• 2019

본 연구에서는 모르타르의 동결융해피해에 미치는 폴리프로필렌섬유의 영향을 실험적으로 검토하였다. 섬유를 혼입하지 않은 섬유무보강 모르타르와 폴리비닐알코올섬유를 혼입한 모르타르를 비교 대상으로 하여 폴리프로필렌섬유의 혼입이 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 압축 및 휨특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 300사이클의 동결융해 시험 후 모르타르의 질량감소율, 상대동탄성계수 및 공극크기분포에 대한 시험을 실시하였다. 그 결과, 섬유종류에 관계없이 섬유무혼입 모르타르에 비해 섬유혼입 모르타르는 300사이클의 동결융해시험 후 압축강도 및 휨강도의 역학적 성능저하와 질량감소율의 증가를 억제하는 것이 가능했다. 한편, 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 공극감소에 대한 저항에 폴리비닐알코올섬유뿐만 아니라 폴리프로필렌섬유가 효과적으로 작용할 수 있는 것을 확인했으나 폴리프로필렌섬유를 혼입한 모르타르의 동결융해저항성을 향상시키기 위해서는 폴리비닐알코올섬유에서 기대할 수 있는 시멘트매트릭스와의 결합효율을 증가시킬 필요가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.269-279
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• 1994

본 논문은 콘크리트 구조물의 재료 비선형과 시간의존적 거동을 고려한 유한요소 해석에 관한 것으로 회전균열모델에 토대를 둔 면내균열모델을 사용하여 하중에 따른 균열의 영향을 모사하였으며 콘크리트는 직교이방성 거동을 한다고 가정하였다. 특히 휨거동 시의 인장보강효과(tension stiffening effect)를 고려하기 위해 파괴에너지 개념에 토대를 둔 한계식을 제안하였고 이를 통해 수치해석시 나타나는 유한요소의 크기에 따른 수치해석 오차의 최소화를 도모하였다. 또한 embedded model을 사용하여 철근의 거동을 모사할 경우 콘크리트의 변위장에 따라 효율적으로 대처할 수 있도록 구성방정식을 체계화 하였으며 비균열단면, 균열단면 등 여러 상황에서 구조물의 시간에 따른 거동을 살펴보기 위해 평면응력 상태에서 재령보정 탄성계수법에 따른 구성방정식을 유도하고 이를 토대로 예제해석을 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.246-253
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• 2003

콘크리트 부재는 직접 인장력에 저항하도록 설계되지는 않는 것이 일반적이나, 부재의 균열강도 등을 산정하기 위해서는 반드시 확인하여야 하는 재료 특성 중의 하나이다. 콘크리트의 인장강도 시험방법은 주로 직접인장, 휨인장, 쪼갬인장의 3가지로 구분하고 있으나, 이 중 직접인장시험법은 시험체에 순수인장력을 가력할 수 있는 실험방법상의 문제로 거의 수행되지 못하여 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 직접인장시험방법의 검토 및 시험체의 세장비, 크기 등이 직접인장강도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 단부 보강편을 이용한 직접인장강도의 실험은 RILEM 및 U.S.Bureau of Reclamation의 규정을 사용하였으며, 총 4가지 종류의 세장비와 2가지 크기의 시험체에 대한 연구를 수행하였다. 실험의 결과는 동일변수의 쪼갬인장강도 및 휨인장강도와 비교$.$분석을 실시하였으며, 이를 신뢰성있는 선행 연구자들의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.