• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.5318-5326
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• 2014

본 논문은 철근대체재로서 유리섬유보강 플라스틱봉(GFRP : Glass Fiber Reinforced Plastic Bar)으로 보강한 콘크리트 보 및 일반 RC보의 휨파괴 실험결과를 비교하여 제시한 것으로 보강비와 콘크리트의 압축강도를 주요 실험변수로 설정하여 보의 균열발생 양상과 파괴모우드, 처짐, 변형률 및 최대하중을 측정하고 분석하였다. 실험결과, GFRP 보강보의 하중강도는 보강비와 콘크리트 강도가 증가할수록 크게 나타났으며, 동일 보강비일 경우 일반 RC보에 비하여 41.3~51.6% 증가하였다. GFRP 보강보의 처짐은 일반 RC보에 비하여 약 4.1~6.3배 증가하는 것으로 나타났으며, 실측처짐이 이론값보다 평균 31% 정도 작게 나타나 GFRP 보의 처짐계산시 사용되는 휨강성이 최대하중시 과소평가되기 때문인 것으로 판단된다. GFRP 보의 균열폭은 RC보에 비하여 1.87~2.79배 크게 발생하였으며, 보강비와 콘그리트 강도가 증가할수록 다소 작은 것으로 나타났다. ACI code 440에 의해 산정한 설계휨강도는 대체적으로 안전측의 값을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.181-192
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• 2007

본 연구의 목적은 CFRP판을 다양한 방법으로 보강한 RC보의 휨거동을 실험적으로 비교 분석하고, 프리스트레싱 보강공법의 실용화를 목적으로 프리스트레싱 보강 RC부재의 휨성능 평가식을 제안하는 것이다. 실험변수로는 CFRP판의 보강방법, 콘크리트 압축강도, 인장철근비 그리고 프리스트레싱 수준 등을 고려하였다. 실험결과 프리스트레싱이 도입되지 않은 실험체는 조기 부착파괴로 인해 탄소판이 콘크리트로부터 탈락하면서 파괴된 반면, 프리스트레싱을 가한 대부분의 실험체는 CFRP판의 파단으로 파괴되었다. 프리스트레싱 보강된 부재의 휨강도를 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 실험결과와의 비교를 통하여 제안식은 휨강도 예측에 있어 충분한 정확도를 확보하고 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.377-385
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• 2003

인장강도와 내방식성이 우수하고 콘크리트 구조물속에서 철근과의 정착성이 양호하여 콘크리트 구조물의 새로운 보강재로 사용되고 있는 탄소격자섬유의 보강효과를 검증하기 위하여 탄소격자섬유보강공법으로 보강한 철근콘크리트 보 시험체를 제작하여 정적 휨 파괴실험을 통해 보강효과 및 휨 파괴특성을 분석하였다. 강판이나 탄소섬유 압착공법에서 나타나는 계면박리(탈락)파괴 보다는 보수 몰탈의 고강도화로 휨균열의 진전에 의해 콘크리트 속에서 철근에 정착된 격자섬유 층에서의 균열이 지점부로 진행되어 파괴되는 내부 계면박리와 지간중앙에서 철근 항복후 격자와 연결된 앵커볼트의 항복으로 인한 탄소격자섬유 파괴, 그리고 격자섬유 항복후 취성적인 콘크리트 압축파괴 양상이 나타났다. 실험결과를 근거로 최소보강재량이 제시되었으며, 강도설계법을 근거로 격자섬유로 보강시 필요한 설계법이 제안되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.137-140
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• 2008

FRP rebar와 콘크리트의 취성적인 재료특성때문에 FRP rebar를 사용한 콘크리트 휨 부재는 균형 보강비 이하의 저보강 설계시 극한상태에서 FRP rebar의 파단에 따른 급작스런 취성파괴가 발생한다. 따라서 일반철근콘크리트와 달리 균형보강비 이상으로 설계한다. 또한 부족한 연성을 보완하고 충분한 예비강도를 확보하기 위하여 철근콘크리트보다 안전한 휨 강도감소계수가 요구된다. ACI 440.1R-06에서는 FRP rebar의 사용한 콘크리트 휨 부재의 파괴형태에 따라 서로 다른 휨 강도감소계수를 제안하고 있으며, 또한 다양한 재료로 개발되어진 모든 FRP rebar에 동일한 휨 강도감소계수를 적용하고 있다. 이는 FRP rebar로 균형보강비 이상 보강된 콘크리트 휨부재의 휨 강성 증대효과를 고려하지 못하는 것이며, 다양한 FRP rebar 사용을 제한하는 것이라 할 수 있다. 따라서 다양한 FRP rebar의 종류와 보강비의 변화에 따라 다른 휨 강도감소계수를 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되며, 본 논문에서는 GFRP rebar로 보강된 콘크리트보의 휨 강도감소계수 보정식을 신뢰성해석을 통하여 제안하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.233-244
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• 1997

구조적으로 손상을 입은 구조물들에 대한 보강방법으로 강판, 카본쉬트, 아라미드섬유쉬트 등을 이용한 접착공법이 최근 들어 많이 사용되고 있으며 그 중 가장 널리 Tm이는 방법은 강판접착공법이다. 강판접착공법에 대해서는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 보의 구조적 거동에 영향을 미치는 다양한 인자들의 영향이나 강성, 파괴양상등에 미치는 영향들에 대해서는 체계적인 평가가 이루어지지 않은 실정이며 특히 강판접착공법에서 파괴에 큰 영향을 미치는 박리하중에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 일련의 철근콘크리트보부재를 대상으로 하여 주요실험변수로 선행하중의 크기, 강판의길이, 강판의 두께, 앵커볼트의 간격과 유무, 강판의 층수, 측면보강높이를 실험변수로 하여, 휨인장에 대해 강판잡착공법을 적용하여 포괄적인 실험을 수행하였다. 3등분점하중법의 실험결과를 이용하여 처짐, 인장 및 압축 철근의 변형도, 콘크리트와 강판의 변형도를 분석하였고, 이를 토대로 파괴양상과 파괴하중을 분석하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권1호
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• pp.145-155
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• 1993

본 연구에서는 표면부를 에폭시 폴리머 모르터로 하고 , 중심부를 발포 폴리스티렌으로 하는샌드위치 패널을 제조하여, 표면부를 용접철강으로 보강한 경우와 보강하지 않은 경우에 대하여 4강 단순지지 조건에서의 정적 차 통해 하중-처짐, 휨모멘트-변형률, 파괴양상 등을 구명하였다. 단위중량, 극한가중, 휨모멘트는 중심부의 두께보다 표면부 두께에 더 큰 영향을 받으며 극한처짐은 보강안된 경우 표면부 보다 중심부 두께의 영향이 월등히 컸으마 보당된 경우는 표면부나 중심부 두께의 영향이 비슷하였다. 그러나 용접철망의 보강은 샌드위치 패널의 처짐억제 보다 인성증가에 기여도가 높은 것으로 나타났다. 샌드위치 패널의 파괴양상은 보강하지 않은 경우 선형파괴가 일어난데 비해 보강한 경우에는 방사상의 파괴가 일어났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.167-177
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• 2009

본 연구에서는 터널 붕괴붕락의 유형 중 국부 암괴하중에 의한 숏크리트 라이닝의 파괴특성을 유한요소 해석을 통해 고찰하였다. 우선, 기존 터널 라이닝 파괴특성을 보다 체계적으로 파악하기 위하여 암반과 숏크리트체 강성비와 부착강도의 특성에 변화를 주어 총 9가지의 조건을 설정하였다. 각 조건에 대한 블록낙하실험(falling block test)환경에서 수치해석을 수행하여 파괴양상을 고찰해 보고 기존의 이론적 파괴 메카니즘과 비교/평가하여 보았다. 결과적으로, 기존 문헌에서 언급된 4가지 파괴모드(점착파괴(adhesive failure), 직접전단파괴(direct shear failure), 휨인장파괴(flexural failure) 및 휨전단파괴(punching shear failure))가 모두 구현되긴 하였으나, 점착파괴는 항상 타 파괴유형과 동반되어 나타나며, 별도의 파괴유형으로 분류하는 것은 부적절하다고 판단되었다. 또한 기존 관련 연구에서는 터널공학의 주요개념인 아칭효과에 대해 고려치 않고 단순보 개념하에서 라이닝의 파괴특성을 고찰하였으며, 굴착에 의해 부가되는 라이닝의 초기 축력을 고려치 않고 있다. 이에 대해 터널특성에 부합된 경계조건들을 고려하여 신규 라이닝 파괴모드를 재 고찰하였으며, 곡률이 있는 터널 라이닝조건에서는 크게 두 가지 파괴유형으로 분류할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.568-574
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• 2001

콘크리트 시험편에 대한 삼점휨실험을 실시하여 여러 실험에 대해 측정된 반응의 평균값을 계산하곤 계산된 평균거동으로부터 삼점휨 시험편이 완전히 파손될 때까지 연속적으로 성장하는 균열에 대한 파괴거동이 분석되었다. 이 연구에서 사용된 실험변수는 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이 그리고 2000sec와 20sec의 실험기간이며, 초기균열길이는 파괴진행대(FPZ) 크기의 영향과 시험편의 기하학적 특성 및 경계조건에 대한 영향을 분석하기 위한 것이다. 실험기간은 초기 크리프(creep)의 영향을 위해 설정되었으나, 이 연구의 하중점-변위 속도에서는 심각한 영향이 관측되지 않았다. 여러 실험의 평균 외부일로부터 평균하중이 계산되었으며, 변형률 게이지를 사용하여 평균 균열길이를 측정하였다. 최대하중 이전의 저항곡선은 파괴진행대의 크기에 대해 유사한 값을 보였다. 그러나 최대하중 직후에는 초기균열의 크기에 관계없이 0.088~0.154mm의 하중점-변위에서 88mm의 불안정 균열성장이 발생되었으며, 평균 파괴에너지율 $G_{F}$$^{ave}$ = 115N/m은 이 불안정 균열성장 동안에 발생되었다. 균열길이 111mm에서 완전한 파괴진행대가 형성되었고, 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이에 대해 파괴진행대의 크기는 각각 86mm와 105mm이었다. 완전한 파괴진행대의 형성이후 저항곡선의 평균 파괴에너지율은 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이에 대해 각각 229N/m로 284N/m로 $G_{F}$$^{ave}$의 두 배 이상이었다.이었다.이었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.201-207
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• 2010

철도 레일의 누적통과톤수에 의한 교체주기기준은 레일의 휨 피로수명에 의해 결정된다. 레일의 휨 피로수명을 평가하기 위해서는 기본적으로 레일의 휨 피로거동(S-N선도)에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 국내에서 사용되고 있는 50kg/m, 60kg/m 레일에 대하여 신품 및 사용 용접레일(모재부, 테르밋용접부, 가스압접부)로 구분하여 실물 휨 피로시험을 수행하였으며, 휨 피로시험결과를 바탕으로 파단유형 및 파단면 분석, 파괴 확률에 따른 휨 피로거동(S-N선도) 분석을 수행하였다. 이를 통해 레일종류별, 용접방법별, 신품 및 사용레일에 대한 S-N선도를 도출하였다. 이는 향후 누적통과톤수에 의한 레일 피로수명 평가를 위해 반드시 필요한 기초 자료로서 활용될 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.257-267
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• 2008

본 연구에서는 강섬유보강 콘크리트 휨부재에 적용할 수 있는 휨강도 산정식과 전단강도 제안식을 분석하였으며, 보다 정확성과 안전성이 향상된 전단강도 산정식이 필요한 것으로 판단되어 새로운 전단강도 제안식을 도출하였다. 휨강도 산정식은 휨파괴한 36개의 실험체를 대상으로 검토해본 결과 기존의 콘크리트보에서 무시되는 콘크리트의 인장강도를 고려하는 것이 타당한 것으로 나타났으며, 제안된 휨강도 약산식은 실험 결과와 공칭휨강도 산정식과 비교할 때 양호한 수준의 강도 예측이 가능하다고 사료된다. 또한 본 연구에서 제안한 전단강도 산정식과 기존 연구자의 전단강도 제안식을 전단파괴한 실험체의 최대강도와 비교, 검토한 결과에 의하면, 본 연구의 제안식이 정확성과 안전성을 모두 확보하면서 전단강도를 예측하는 것으로 평가되었다.