• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.263-271
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• 2005

고인성 시멘트 복합재료(HPFRCC)는 시멘트페이스트 또는 모르타르에 고성능 단섬유를 보강하여 휨모멘트 및 인장력 작용하에서 변위(변형)경화특성 및 다수의 미세균열이 멀티플크랙 특성을 발휘함으로서 높은 인성 및 균열제어성능을 가진 재료로 최근 이들 성능을 활용하여 고성능 보수 보강재, 충격완충재, 강재의 피복재, 지진시 에너지 흡수 디바이스 등 다양한 용도로의 활용이 시도되고 있다. 그러나 이들 HPFRCC의 역학적 성능은 사용되는 섬유의 종류 및 형상에 따라 다르며 마이크로 크랙 및 매크로 크랙에 효과적인 섬유의 치수는 다른 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 및 매크로 섬유의 종류, 각 섬유의 혼합조건을 변화시켜 HPFRCC의 압축 및 휨성상을 실험실증적으로 비교 검토함으로서 HPFRCC의 재료설계에 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, HPFRCC의 압축 및 휨성상은 사용된 마이크로 섬유의 종류에 따라 큰 차이를 보이고 있으며 PP섬유에 비하여 PVA섬유를 사용한 경우가 우수한 성능을 발현하였다. 또한, 각각의 마이크로 섬유에 매크로 섬유로서 PVA660을 혼합 사용한 경우 PVA200을 제외하고는 초기근열시 휨응력, 최대 휨응력, 변형능력 및 휨터 프니스 등의 휨성능이 향상되었다. 특히 PVA100과 PVA660을 혼합 사용한 경우 가장 우수한 성능을 발현하였으며, 휨시험시 전형적인 변위경화특성 및 멀티플크랙 특성을 나타내었다. 반면, 매크로 섬유로서 SF500을 혼합 사용한 경우의 휨응력-중앙변위 곡선은 기존의 FRCC와 유사한 경향을 보이고 있으며, 휨터프니스는 마이크로 섬유만 단독 사용한 경우에 비해 전반적으로 저하하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.277-287
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• 2017

이 연구는 한계상태설계법을 기반으로 하는 도로교설계기준에 의해 철근콘크리트 휨부재 설계 시 적용하는 균형철근비와 최대 철근량에 대한 규정을 검토한 것이다. 현행 도로교설계기준(한계상태설계법)에서는 휨부재 철근량 산정의 기준이 되는 균형철근비에 대한 명시적 규정이 없고, 휨모멘트 재분배 효과를 반영한 최대 중립축 깊이 및 콘크리트 단면적의 0.04배로서 최대 철근량을 산정한다. 그런데, 최대 중립축 깊이 규정에 의하면 최대 철근량이 적게 산정되어 단면을 크게 하여야 하며, 콘크리트 단면적의 0.04배라는 한계값이 적용될 경우에는 인장 철근의 변형률이 항복 변형률의 2배 이하로 되어 충분한 연성거동을 보장할 수 없는 문제점이 있다. 이 연구에서는 연성거동을 확보할 수 있는 휨부재 설계를 위한 사용 철근량 산정의 기준이 되는 균형철근비를 극한한계상태 검증 규정 및 재료 특성과 콘크리트 기준압축강도에 따른 극한한계변형률을 도입하여 설계 실무에 적용할 수 있도록 간편한 식으로 유도하였다. 그리고, 설계된 휨부재가 충분한 연성이 확보되도록 인장철근의 최소허용변형률을 항복변형률의 2배로 가정하고 철근의 기준항복강도 및 콘크리트 기준압축강도에 상관없이 만족할 수 있도록 최대 중립축 깊이 비 보정계수를 도입하여 수정하고, 이로부터 최대철근비를 산정할 수 있도록 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.335-343
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• 2003

철근 콘크리트 보의 휨 해석 시 적용되는 콘크리트 압축연단의 극한변형률(${\varepsilon}$$_{cu}$) 과 등가응력블럭 계수(${\beta)$$_1$)는 1축 뿐 만 아니라 2축 휨 해석에도 적용될 수 있는 것으로 여러 실험결과를 통하여 검증되었다. 그러나 2축 휨을 받는 기둥 단면에서와 같이 압축영역이 비직사각형인 경우 극한변형률과 등가응력블럭 계수는 압축영역이 직사각형인 경우와 달라지게 되고, 이와 같은 압축영역 형태에 따른 콘크리트 응력분포 특성의 변화는 기둥과 같이 고축력을 받는 경우 단면의 휨 강도에 중요한 영향을 끼치게 된다. 그러나 ACI318-99에서 제시하는 기둥의 2축 휨 설계도표는 1축과 2축 휨 해석에 동일한 응력분포 특성치를 적용하여 산출되었다. 본 논문에서는 중립축 각도와 깊이에 따른 응력분포 특성을 파악하고 이를 합리적으로 수식화 함으로써 수정된 단면 소성해석 모델을 제시하였다. 또한 제시된 소성해석 모델을 적용한 기둥 단면해석 Program을 개발하고 해석 결과를 기존의 소성해석 모델 및 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.585-596
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• 2012

이 연구는 교량이나 주차장 건물 등에 적용이 가능한 GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형 보의 휨 특성에 관한 연구로서 GFRP 보강 수준에 따른 압축파괴(compression failure: CF), 인장파괴(tension failure: TF) 및 GFRP 보강재의 파괴(fiber sheet failure: FF) 등 파괴모드의 판단과 결정방법을 제시하고, 파괴모드별 설계휨강도 산정식을 제시하였다. GFRP 보강 철근콘크리트 보에서는 FF, TF, CF 등 3가지 파괴모드 중에서 철근항복 ${\rightarrow}$ GFRP 파단 ${\rightarrow}$ 압축측 콘크리트 파괴의 순으로 진행되는 FF 파괴모드가 가장 이상적이다. FF 파괴모드의 경우 압축측 폴리머 콘크리트가 극한변형률(${\varepsilon}_{cu}$)에 도달하기 전에 GFRP가 먼저 파단되므로 콘크리트의 극한상태를 기반으로 하는 기존의 등가직사각형 응력블럭의 개념을 적용할 수 없다. 따라서 이 연구에서는 폴리머 콘크리트의 특성에 부합되는 이상화된 폴리머 콘크리트의 압축응력-변형률 곡선을 제안하고, 폴리머 콘크리트의 변형률을 기반으로 하여 응력블럭 매개변수 ${\alpha}$, ${\beta}$를 도출하였다. 또한 T형 보의 형상비에 따른의 압축응력 분포 및 설계휨강도 특성을 규명하고 적정한 형상비를 2.5로 제시하였으며, GFRP 보강재의 두께 및 높이에 따른 설계휨강도 산정식을 제시하고 그 식의 적정성을 실험과 이론해석에 의해 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권4호통권70호
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• pp.417-426
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• 2005

최근 경량, 고강도, 내부식, 고내구성 특성 등의 여러 가지 이점이 있는 복합소재 교량 바닥판에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 유리섬유와 불포화 폴리에스터를 사용하여 진공성형제조기법으로 파형코어 복합소재 모델 바닥판을 제작하였다. 모델 바닥판은 제형, 박스형, 삼각형 단면을 고려하였고, 각각 강축과 약축에 대한 시험 모델에 대하여 3점 휨 시험을 실시하였다. 시험 결과로부터 얻은 하중-변위곡선, 하중-변형률 곡선, 파괴모드 등을 분석하여 복합소재 바닥판의 휨 거동특성을 파악하고자 하였으며, 파형코어 복합소재 바닥판을 교량 바닥판으로 적용할 수 있는 가능성을 검토하였다. 또한 등가 중량으로 환산한 강축과 약축 모델에 대해 휨 거동 특성을 비교하여 가장 효과적이고 경제적인 단면을 찾고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.69-78
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• 1991

본 연구은 단조하중을 받는 철근콘크리트 휨부재의 처짐을 해석하기 위한 것으로서, 콘크리트는 직교이방성재료로 모형화하고, 이력거동과 균열거동을 추적하기 위하여 등가일축변형율과 균열변형율을 이용하며, 철근은 탄소성재료로 모형화하고, 항복조건으로는 von Mises기준을 적용한다. 단조하중을 받는 철근콘크리트 휨부재의 변위거동을 해석하기 위하여 4절점 등매개요소와 트러스요소의 유한요소정식과 중분-반복기법을 적용한 유한요소 프로그램을 도출하고, 단조하중을 받는 과소 철근콘크리트 보에 대한 실험결과와 본 연구의 해석결과를 비교하여 개발된 모형과 해석프로그램의 타당성을 검증한다.

• 전산구조공학
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• 제3권2호
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• pp.89-95
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• 1990

근세 사회의 눈부신 산업발전과 함께 늘어나는 빈번한 차량 하중을 좀더 합리적으로 충분히 노반에 분산시키기 위하여 콘크리트포장이 근래 널리 이용 되어져 왔다. 아스팔트계 포장의 표층이 휨응력에 저항하지 못하고 하중을 받으면 표층의 변형이 그대로 노반에 전달되어 일체로되어 변형을 하지만 콘크리트 포장은 콘크리트 슬래브가 구조체로서의 높은 휨강도와 큰 탄성계수에 의해 휨응력 및 전단력에도 저항을 하게 되므로 차량하중뿐만 아니라 주기적인 온도 변화에 의한 팽창, 수축, 솟음, 노상 노반의 체적변화등에 의한 복잡한 응력을 받게된다. 이러한 콘크리트 포장구조의 제응력 현상을 구조 역학적인 입장에서 좀더 정확하게 합리적으로 해석을 하기위해 유한요소법을 이용한 컴퓨터 구조해석 프로그램을 개발하여 모든 하중 조건하에서의 슬래브 처짐과 응력을 계산하고 예상하므로써 콘크리트 포장구조의 파괴현상을 연구하고 합리적인 설계자료를 제공하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.59-68
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• 2003

최근, 강합성 구조의 외부 프리스트레스 도입 기법에 대한 응용연구가 왕성하게 수행되고 있다. 이는 역학적 효율성, 시공성 및 경제적 합리성면에서 우수한 강합성 구조에 외부 프리스트레스를 도입하므로써, 여러 가지 구조적 장점을 획득할 수 있기 때문이다. 이 논문에서는 외부 프리스트레스를 강합성 교량의 강주형에 도입할 때, 재료 비선형을 고려한 프리스트레스 합성형의 탄소성영역 휨 거동특성을 해석적으로 검토하기 위한 변형증분법(Incremental Deformation Method, IDM)을 제안하였다. 그리고 이를 실험을 통해 검증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.443-455
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• 2001

전단 층을 갖는 2개 매개변수 탄성지반 위에 놓인 복합재료 적층판에서 휨 진동 및 좌굴해석을 위해 에너지 방법을 사용해 탄성해를 구하였다. 복합재료 적층판의 점탄성 해석은 유사-탄성방법을 사용해 탄성해를 구하였다. 전단에 의한 효과는 3창 전단변형이론을 적용하여 고려하였다. 유도된 식들을 검증하기 위해 LUSAS 프로그램에 의한 탄성지반위에 놓인 이방성 판의 처짐과 비교하였다. 점탄성 휨 진동 및 좌굴해석에 관한 수치해석결과들은 적층순서, 적층 수 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여 준다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.910-921
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• 2002

철근콘크리트 보의 전단거동을 예측하기 위하여 휨모멘트가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 제안하였다. 제안된 TATM으로 구한 전단응력-전단변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였다. 또한, TATM으로 구한 전단강도는 다양한 전단스팬비와 지점형태 및 단면형태를 가지는 총 170개 실험결과와 비교되었다. TATM에 의한 해석결과는 평균 0.96, 변동계수 11.9 %로서 기존의 트러스 모델에 의한 해석결과보다 실험결과를 더 잘 예측하였으며, 해석결과에 대한 실험결과의 비는 a/d와 η에 관계없이 거의 일정하였다.