• 제목/요약/키워드: 휨

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구조용 합성섬유 보강 숏크리트 휨인성 평가에 관한 연구 (A study on evaluation of flexural toughness of synthetic fiber reinforced shotcrete)

  • 문경선;김석진;김연덕;민병헌;김상환
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.433-452
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    • 2019
  • 본 연구는 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 숏크리트 보강성능과 적정한 평가방법에 관한 것으로, 강섬유($37.0kg/m^3$)와 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량을 매개변수($5.0kg/m^3$, $7.0kg/m^3$, $9.0kg/m^3$)로 설정하여 숏크리트 압축강도, 휨강도 및 휨인성 시험을 수행하였다. 특히, 판상의 숏크리트 에너지 흡수능력을 평가하기 위하여 원형 패널 휨인성 시험(Road and Traffic Authority, RTA)을 수행하였다. 검토결과, 압축강도 및 휨강도는 강섬유 보강 숏크리트가 다소크나, 실질적인 숏크리트 보강성능를 나타내는 휨인성은 구조용 합성섬유(PP섬유) 보강 숏크리트가 큰 것으로 분석됨에 따라, 강섬유 보강 숏크리트 대비 동등 이상의 보강효과를 발휘하는 것으로 검토되었다. 또한, 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 휨인성 및 에너지 흡수능력 상관관계에 의하면, 보시편 휨인성 시험(KS F 2566)의 허용기준 3.0 MPa이하조건에서 에너지 흡수능력이 발휘(A등급: 2.55 MPa = 202J, B등급: 2.72 MPa = 282J, C등급: 3.07 MPa = 403J)되는 것으로 검토되었다. 국내 터널현장에서 보수적으로 측정되는 강도개념의 숏크리트 휨인성(>3.0 MPa)을 본 연구의 숏크리트 에너지 흡수능력 상관관계로 지보성능을 평가할 경우, 보다 실질적이고 신뢰도 높은 숏크리트 지보성능 평가가 가능할 것으로 판단된다.

톱밥과 왕겨 및 숯을 이용하여 제조한 보드의 휨성능 (Bending Strength of Board Manufactured from Sawdust, Rice Husk and Charcoal)

  • HWANG, Jung-Woo;OH, Seung-Won
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제49권4호
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    • pp.315-327
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    • 2021
  • 본 연구에서는 제재부산물인 톱밥과 농업부산물인 왕겨의 이용방안을 검토하고자 친환경재료인 숯을 첨가하여 밀도별, 혼합비율별로 혼합보드를 제조하고 휨성능을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 톱밥과 왕겨 및 숯의 첨가율을 50:20:20, 수지첨가율을 10%로하여 밀도별로 제조한 혼합보드의 밀도가 0.5 g/cm3에서 0.7 g/cm3로 증가할수록 휨강도는 0.42~3.24 N/mm2, 동적탄성계수는 94.5~888.4 N/mm2 그리고 정적탄성계수는 31.4~220.7 N/mm2의 범위를 나타내, 밀도가 증가할수록 휨성능이 증가하여 밀도가 휨성능에 크게 영향을 끼쳤다. 밀도 0.6 g/cm3, 톱밥첨가율을 50%로 하고, 왕겨와 숯의 첨가율을 달리하여 제조한 보드에서 숯의 첨가율이 증가할수록 휨성능이 감소하는 경향을 나타냈다. 왕겨 및 숯의 첨가율과 휨강도, 공진주파수, 동적 및 정적 휨 탄성계수사이의 관계는 결정계수의 값(R2)은 각각 0.4562, 0.4310, 0.4589, 0.5847으로 다소 낮은 상관관계를 나타내 첨가율이 휨성능에 끼치는 영향은 적은 것을 알 수 있었다.

후크형 강섬유 혼입율 및 형상비에 따른 콘크리트의 휨 및 압축 특성 (Effect of Hooked-end Steel Fiber Volume Fraction and Aspect Ratio on Flexural and Compressive Properties of Concrete)

  • 김동휘;장석준;김선우;박완신;윤현도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.40-47
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    • 2021
  • 이 연구는 후크형 강섬유의 체적비 및 형상비에 따른 콘크리트 설계기준강도 30MPa를 갖는 콘크리트의 역학적 특성, 휨 및 압축거동에 미치는 영향에 대하여 분석한다. 실험에서 형상비가 상이한 3종류의 섬유가 사용되었다. 섬유의 형상비는 64, 67, 80이며 섬유의 보강량은 체적비 0.25%, 0.50% 및 0.75%가 선정되었다. 강섬유 보강 콘크리트의 휨거동은 하중-균열폭 곡선, 휨강도 및 휨인성이 평가되었다, 압축거동은 압축응력-변형률 관계 곡선, 압축강도 및 인성 등이 평가되었다. 실험결과로부터 강섬유 보강 콘크리트의 휨강도, 휨인성 및 파괴에너지는 강섬유 혼입량이 증가됨에 따라 향상되는 것으로 나타났다. 그러나 형상 64와 67인 강섬유로 보강된 콘크리트의 역학적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. 이 연구에서 검토된 강섬유 보강 콘크리트의각 배합에 대한 유럽기준(MC2010)에 의한 산정된 휨 잔여강도는 기준에서 인장 철근 또는 보강 매쉬를 대체할 수 있는 한계기준을 모두 충족하는 것으로 나타났다.

SHCC와 특수 보강근으로 보강된 철근콘크리트 보의 휨 성능 실험 (Flexural Experiments on Reinforced Concrete Beams Strengthened with SHCC and Special Reinforcements)

  • 현창진;서지석;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.46-53
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    • 2023
  • 이 논문에서는 고인성 시멘트 복합체 SHCC와 함께 일반 철근, 초고강도 철근, FRP 보강근으로 보강된 3종류의 철근콘크리트 보(SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)의 휨 성능을 평가하기 위하여 보 실험체를 제작하고, 4점 재하 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, SHCC로 보강된 모든 실험체가 다수의 미세 균열이 발생하면서 휨 균열 폭이 100 ㎛ 이하로 제어되는 특성을 나타내었다. 이는 1축 인장 하에서 인장변형경화 특성을 보이며, 다중 미세균열 특성을 보이는 SHCC의 재료적 성질에 기인하는 것으로 판단된다. 실험체 SHCC-FRP는 실험체 SHCC-RB에 비하여 초기균열하중과 항복 휨모멘트강도가 낮은 반면, SHCC-FRP의 최대 휨모멘트강도는 SHCC-RC에 비하여 우수하게 나타났는데, 이는 FRP 보강근의 인장강도가 일반 철근에 비하여 더 높기 때문이다. 보 실험체 SHCC-SB의 초기균열 하중은 SHCC-RB와 유사하였으나, 항복 휨모멘트강도 및 최대 휨모멘트강도 측면에서는 SHCC-SB가 가장 우수한 것으로 평가되었다. SHCC와 초고강도 철근을 RC보의 보강에 활용하면 작은 단면적의 추가 배근으로도 효과적인 보강이 가능할 수 것으로 판단된다.

콘크리트의 휨 압축강도의 크기효과 (Size Effect for Flexural Compressive Strength of Concrete)

  • 김진근;이성태;양은익
    • 콘크리트학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.157-165
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    • 1999
  • 콘크리트 휨부재의 극한강도를 예측할 떼에는 부재의 크기효과는 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 콘크리트는 여러 형태의 하중에 대하여 부재의 크기가 증가함에 따라 강도가 감소하는 크기효과를 항상 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 휨압축 부재에 대한 실험을 수행하여 크기효과를 검토하고자 한다. 이를 위하여 축 압축력과 휨모멘트를 동시에 받는 일련의 C형 공시체에 대한 실험을 수행하였다. 공시체의 크기는 3가지 였으며 콘크리트의 압축강도는 528 kg/$cm^2$로 하였다. 실험결과로부터 부재의 크기가 증가함에 따라 파괴시의 휨압축 강도가 감소하는 크기효과가 존재하며, 실린더 공시체의 축압축 강도보다 강도감소 현상이 더욱 분명함을 알 수 있었다. 최종적으로 실험자료에 대한 회귀분석을 수행하여 이를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다.

철근콘크리트 합성 H-Pile의 휨성능 (Flexural Capacity of RC Composited H-Pile)

  • 김민준;신근옥;정제평
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.563-570
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    • 2016
  • 서로 다른 응력-변형률 구성관계를 갖는 2가지 이상의 재료로 구성된 합성구조부재의 사용이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 철근 및 콘크리트로 보강한 합성 H-Pile의 휨성능을 평가하고자 8개의 실험체를 제작하여 휨실험을 실시하였다. 실험결과 합성H-Pile의 휨성능이 무보강 H-Pile보다 10~30%정도 크게 나타났고, 연성능력은 2배 이상, 에너지소산능력은 3배 이상 증가하였다. 한계상태해석 결과는 실험보다 보수적인 강도예측을 하였다.

KL-510 하중을 적용한 장지간 바닥판의 캔틸레버부 설계휨모멘트 (Design Bending Moment of Cantilever Slab for Long Span decks with KL-510 Load)

  • 정철헌;주상훈;이한주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.595-604
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    • 2016
  • 본 연구에서는 현행 도로교설계기준의 KL-510 하중을 적용하여 장지간 바닥판의 내측 지간에 따른 캔틸레버 바닥판의 설계휨모멘트를 제안하였다. 장지간 바닥판의 내측 지간은 6.0~12.0m 범위를 대상으로 하였고, 캔틸레버 바닥판의 길이는 내측 지간의 30~50%를 적용하였다. 설계휨모멘트의 결정을 위해 바닥판의 직교이방성, 거더의 강성, 그리고 다차로재하계수의 영향을 반영하였으며, 이를 기존의 DB-24 하중에 대한 설계휨모멘트와 비교하였다.

SHCC로 단면 복구후 동결융해에 노출된 콘크리트 보의 휨 및 균열특성 (Flexural and Cracking Characteristics of Concrete Beams Exposed to Freeze-Thaw Cycles after Patch-Repaired with SHCC)

  • 윤현도;김선우;전에스더;이영오;장광수;박완신
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.21-22
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    • 2009
  • 본 논문에서는 SHCC로 단면 복구된 콘크리트 보가 동결융해 환경에 노출되는 경우 그 휨 보강 및 균열제어 특성에 대한 실험결과를 제시한다. 본 연구에서 사용된 SHCC는 PVA 및 PE 섬유를 각각 0.75% 보강한 것이며 물결합재 비를 주요변수로 한다. 실험결과 SHCC로 휨 인장측이 단면 복구된 콘크리트의 휨내력은 동결융해의 노출 유무에 따라 각각 2.42 및 3.31배 증가되었다. 또한 휨 인장측의 균열제어 성능도 우수하게 나타났으나 이러한 성능은 동결융해에 노출됨에 따라 저하되는 특성을 보였다. 이는 시멘트 복합체와 섬유계면이 반복 동결융해에 의해 손상되었기 때문인 것으로 판단된다.

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CFRP로 보강된 철근콘크리트 보의 휨 보강효과에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flexural Strengthening Effect of Reinforced Concrete Beams Flexural Strengthened by CFRP)

  • 김재훈;박성무;강주원;신승협
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.123-129
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    • 2006
  • 최근 FRP Plate를 이용한 철근콘크리트 구조물의 보수보강 방법으로 많은 연구가 수행되어 왔다. 이러한 FRP Plate로 보강된 구조물의 경우 보강재 단부의 조기탈락에 대한 문제점이 많은 연구를 통하여 지적되었다. 본 논문은 이러한 보강재 단부의 조기탈락에 대한 대안으로 CFRP Plate 외부부착공법에 있어서 단부를 보강철물을 이용하여 2차적으로 보강하는 방법 및 CFRP-Rod 표면매립공법으로 횝 보강된 철근콘크리트 보의 구조적 거동 및 휨 보강 성능을 파악하는데 그 목적이 있다. 또한 보강 방법에 따른 효과적인 휨 보강 성능을 파악하기 위하여 CFRP Plate 외부부착공법과 CFRP-Rod 표면매립공법을 실험을 통하여 이를 비교 고찰하여 휨 보강 성능효과를 알아본다.

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축력이 철근콘크리트 휨부재의 거동과 평균 균열간격에 미치는 영향 (The Effect of Axial Force on the Behavior and Average Crack Spacing of Reinforced Concrete Flexural Member)

  • 양은익;김진근;이성태;임전사랑
    • 콘크리트학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.207-214
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    • 1997
  • 본 연구는변형구속에 의해 생기는 축력이 철근콘크리트 휨부재의 역학적 거동과 평균 균열간격에 미치는 영향을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 변형구속 및 무구속 조건하에서의 휨강도와 휨강성을 실험으로 구하였으며, 또한 축방향 구속을 받는 휨부재의 평균 균열간격을 예측하는 식을 제안하였다.