• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.441-444
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• 2010

대공간 구조물과 초고층 빌딩에 있어 건축물의 자중 감소에 대한 요구가 늘어나고 있으며 이에 대한 가장 효과적인 방법 중 하나는 경량 콘크리트를 사용하는 것이다. 본 연구는 최외단 철근의 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보의 휨 거동 및 휨 성능을 평가하는 것에 그 목적이 있다. 크기와 형상이 동일한 보통중량 콘크리트 보 1개와 경량 콘크리트 보 4개의 총 5개 시험체를 제작하여 최외단 철근의 순인장 변형률을 변수로 실험을 수행하였으며 이를 통해 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보의 강도와 연성의 변화를 분석하였다. 실험 결과 최외단 철근의 순인장 변형률이 증가할수록 시험체의 연성비는 증가하였으며 최대하중과 강성은 감소하였다. 특히 순인장 변형률 0.005 이상에서 연성지수 2 이상을 확보할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.315-323
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• 2010

FRP 보강단면의 공칭휨모멘트 산정에 강도설계법의 적용 타당성을 검토하기 위하여 5종류의 콘크리트 압축응력-변형률 모델을 적용하였으며, 컴퓨터 프로그램 언어를 이용하여 보강단면 휨해석을 실시하였다. 그 결과 보강단면의 휨해석에 콘크리트 압축응력-변형률 모델은 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트 압축변형률이 0.003일 때, 휨해석으로 산정된 보강단면의 휨모멘트와 강도설계법으로 산정된 공칭휨모멘트는 거의 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 보강단면의 인장철근비, FRP비, FRP 파단변형률, 콘크리트 압축변형률 등이 상대적으로 낮을수록, 강도설계법은 보강단면의 휨성능을 과대평가하는 것으로 해석결과에 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.466-475
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• 2001

휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 성능 저하가 예측되었다. 휨항복 후 철근콘크리트 보에는 소성 힌지 구간이 형성되며 축방향 변형률이 급격히 증가한다. 축방향 변형률이 급격히 증가함에 따라 콘크리트 유효 압축 강도가 감소하며 철근콘크리트 보의 잠재 전단 강도는 감소한다. 제안된 전단 성능 저하 예측법은 이와 같은 휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 파괴 특성을 고려한 트러스 모델에 기본을 두고 있다. 해석에서는 철근콘크리트 보의 실제 부재 축방향 변형률 $\varepsilon$x 값을 RA-STM에 대입하여 고정한 후에 그 부재의 잠재 전단 강도를 구하였다. 주어진 $\varepsilon$x값의 증가에 의하여 보의 잠재 전단 강도가 휨항복 시의 전단력에 도달할 때의 부재 변형 능력을 그 부재의 최대 연성 능력으로 하였다. 예측된 부재 변형 능력은 보통강도 콘크리트를 사용한 시험체의 부재 변형 능력을 최대 35% 과소 평가하였지만, 그 차이는 전단보강근의 양이 증가함에 따라서 감소하였다. 고강도 콘크리트를 사용한 시험체에 대하여 예측된 부재 변형 능력은 실제 부재 변형 능력을 최대 20% 과대 평가하였다. 철근콘크리트 보의 전단 변형 능력의 예측은 콘크리트의 유효 압축 강도νf ck와 밀접한 관계가 있어 보의 전단 변형 능력을 보다 정확히 예측하기 위해서는 사인장 균열과 직각 되는 방향의 변형률 $\varepsilon$$_1$가 큰 경우의 νf ck 에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.934-941
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• 2002

철근콘크리트 보 단면의 극한강도를 예측할 때에는 부재의 크기를 고려하지 않는 것이 일반적이다. 그러나 부재 단면의 휨압 축강도는 부재의 크기가 증가함에 따라 항상 감소하게 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보에 대한 실험적 고찰을 통해 휨압축강도의 크기효과를 살펴보고 이에 대한 적절한 모델식을 제시하고자 한다. 보의 유효깊이(d$\approx$15, 30, 60cm)를 주요 매개변수로 하였으며 전단스팬/유효깊이(a/d)는 3.0으로 하였고 시편의 폭은 20 cm로 일정하게 하여 휨하중을 가하며 실험을 수행하였다. 실험에서 구한 하중, 변형률, 및 보의 처짐 등을 이용하여 휨압축응력-변형률 관계를 3차의 비선형 다항식을 이용한 회귀분석을 수행하여 구하였다. 분석 결과 보의 유효깊이가 증가함에 따라 휨압축강도, 최대 휨압축응력에서의 변형률, 그리고 극한변형률이 감소하며 취성적인 파괴거동을 나타내었다. 그리고 설계기준에서 제시하고 있는 $\beta$l값과 보의 극한 변형률 값에 대해서도 크기효과가 있으므로 이에 대한 검토가 필요하다고 판단된다. 마지막으로 수정된 크기효과법칙을 사용하여 철근콘크리트 보의 휨압축강도에 대한 크기 효과모델식을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.383-389
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• 2010

현재 우리나라의 콘크리트구조설계기준은 강도설계법에 근간하고 있다. 강도설계법에 의해 휨부재를 설계할 경우, 콘크리트 응력-변형률 관계는 사용하중 상태에서 선형으로 가정하지만 이후 극한한계 상태까지에 대해서는 규정되어 있지 않다. 이로 인해 콘크리트구조설계기준에서는 처짐 및 균열폭 등의 산정에 대해 개별적인 규정을 두고 있다. 그러나 한계상태설계법에 근거한 EC에서는 재료에 대한 응력-변형률 관계를 규정하고 있다. 따라서 재료의 응력-변형률 관계로부터 휨강도 및 처짐 등을 직접 계산할 수 있다. 본 연구에서는 휨부재에 대하여 주어진 재료 모델을 바탕으로 평형방정식과 적합조건식을 적용하여 휨모멘트-곡률 관계를 계산하였다. 이로부터 휨강도 및 처짐을 산정하여 현행 콘크리트구조설계기준에 의한 값과 비교하였다. 해석 결과 재료 모델로부터 휨모멘트-곡률 관계를 통해 산정된 처짐은 실험 결과와도 비교적 잘 일치하고, 항복 이후의 처짐 계산도 가능한 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.551-557
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• 2010

본 연구는 경량콘크리트와 폴리머 개질 경량콘크리트 보에 있어 현행 최소허용철근변형률 기준의 타당성과 최외단 철근의 순인장 변형률에 따른 휨 거동 및 휨 성능을 평가하는 것에 그 목적이 있다. 크기와 형상이 동일한 8개의 시험체를 제작하여 콘크리트의 종류와 최외단 철근의 순인장 변형률을 변수로 실험을 수행하였으며, 이를 통해 순인장 변형률에 따른 경량콘크리트 보와 폴리머 개질 경량콘크리트 보의 강도와 연성의 변화를 분석하였다. 실험 결과 경량콘크리트 보와 폴리머 개질 경량콘크리트 보 모두에서 최외단 철근의 순인장 변형률이 증가할수록 시험체의 연성이 증가하였으며, 특히 최외단 철근의 순인장 변형률 0.005이상에서 보통 중량 콘크리트와 유사한 연성지수를 확보할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.825-832
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• 2010

철근콘크리트 구조물은 위험 단면이 휨강도에 도달하더라도 이 단면에서 소성힌지가 형성되어 휨모멘트가 재분배되어 곧바로 파괴에 도달하지 않는다. 이러한 소성힌지 영역에서 발생하는 비탄성 변형에 의해 소성 회전이 발생한다. 소성힌지길이는 주로 재료 특성에 영향을 받는다. 이 연구에서는 유로코드2에서 제시하고 있는 재료 모델로부터 산정된 휨곡률 분포로부터 소성힌지길이와 소성회전각을 일관되게 산정하였다. 재료 모델의 한계값 즉, 콘크리트 극한변형률, 철근 극한변형률 및 철근의 경화비(k)가 소성회전능력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과 콘크리트 극한변형률 및 철근 극한변형률이 증가함에 따라 소성회전능력이 증가하였고 특히, 철근의 경화비(k)가 증가함에 따라 소성 회전각은 크게 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 각 재료 모델의 한계값 결정에 세심한 주의가 필요할 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.11-15
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• 2009

본 논문에서는 균일 모멘트 하중을 받는 박판 아치의 탄성 좌굴에 관한 연구를 수행하였다. 초기 곡률을 고려한 비선형 변형률-변위 관계식을 전체 포텐셜 에너지 방정식의 이차 변분에 대입하여 초기 곡률 효과를 포함하는 에너지 방정식을 유도하였다. 휨 모멘트에 의한 단면 내 법선 변형률이 선형으로 분포한다는 초기 곡률 효과에 대한 가정사항을 유도과정에 일관되게 적용하였다. 균일 모멘트 하중을 받는 아치의 휨-비틀림 좌굴하중에 관한 제차해를 제시하고 타 연구자의 결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.361-370
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• 2006

본 연구에서는 국내외 강섬유보강 콘크리트보의 실험값 및 이론식을 분석하여 강섬유의 보강효과 및 부재의 역학적 거동을 규명하였고, 기존의 휨강도식보다 더 정확하고 합리적인 휨강도식을 제안하였다. 제안된 휨강도식은 실험값과 좋은 일치를 보여주었고, 강섬유보강 콘크리트보의 휨강도식은 강섬유보강효과뿐만 아니라 철근의 변형률 경화효과도 함께 고려하는 것이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.43-50
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• 2008

본 연구에서는 볼트의 변형을 고려한 강재 조립 합성보의 휨거동에 대한 해석기법 및 결과가 제시되었다. 볼트의 변형, 합성효과 및 접촉면의 마찰이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 파악하였다. 볼트의 변형이 합성보의 휨거동에 끼치는 영향을 고려하기 위하여, 구조해석 프로그램인 ABAQUS의 Nonlinear Spring요소를 사용하였으며 볼트의 변형을 고려하지 않은 결과와 비교하였다. 유한요소 모델에 의해서 처짐, 휨응력, 전단응력이 계산되었으며 이런 결과는 완전 비합성보, 부분 합성보 및 완전 합성보의 해석 값과 비교되었다. 해석결과 합성보의 거동은 강재의 마찰보다 볼트의 갯수로 표현되는 합성률에 크게 영향을 받았다. 특히 합성률이 50%이상이 되면 볼트의 변형을 고려한 합성보의 휨거동은 완전합성보와 유사하게 나타났다.