• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.39-46
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• 2022

철근콘크리트 구조물의 설계 방법으로 한계상태설계법이 적용되면서 해석이나 설계 시 극한상태까지 고려하도록 하고 있다. 실제로 철근콘크리트 부재가 휨을 받을 때 전단철근에 의한 구속 효과가 존재하지만, 설계 시에는 비구속 콘크리트의 재료 곡선을 적용하도록 하고 있다. 본 연구에서는 휨 부재에 대한 구속콘크리트 모델의 적합성을 평가하기 위하여 복철근 직사각형 단면을 가지는 RC 단순보에 대하여 4점 휨 실험을 수행하였고, 영상분석기법을 이용하여 부재의 항복 후 거동을 상세하게 분석하였다. 상세한 분석을 위하여 DIC 기법을 영상분석 기법으로써 채택하였고, 기존 계측 방법과 계측 결과를 비교함으로써 DIC 기법의 타당성을 검증하였다. DIC 기법의 결과로 산출된 콘크리트 표면의 변형률 분포도를 얻을 수 있었고, 이를 통하여 단면의 평균 변형률 분포를 산출하였다. 평균 변형률 분포도를 이용하여 기존 구속콘크리트 모델을 재료곡선으로 적용한 응력 분포도를 도출할 수 있었다. 실험 결과와 기존 모델 적용 결과의 비교를 통하여 직사각형 단면을 가지는 RC 휨 부재에 대한 구속콘크리트 모델의 적합성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.181-192
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• 2001

이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.123-131
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• 2003

파형강관을 삽입하여 보강된 중공원형단면의 역학적 거동을 연구하기 위하여 직경 50cm, 길이 340cm의 시험체를 제작하였고, 3점 휨시험을 수행하였다. 하중재하는 파괴 또는 최대한변형이 발생할 때까지 느리게 증가시켰다. 시험하는 동안에 시험체 중앙의 휨방향 변위와 인장측과 압축측의 종방향 변위를 측정하였다. 측정데이타를 분석한 결과를 파형강관이 삽입되지 않은 등가단면에 대한 해석결과와 비교하였다. 비교결과, 중공 철근콘크리트 부재의 휨강성과 연성이 파형강관을 내부에 삽입함으로써 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.357-364
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• 2002

스터드, 조이스트 및 지붕 트러스에 적용하기 위한 폐단면 냉간성형부재의 휨실험을 수행하고 해석치와 비교하여 보았다. 길이 2.4m, 폭 0.9m의 휨 시편은 46cm 간격의 두 개의 강재보의 한면에 석고보드와 합판을 부착한 시편과 부착하지 않은 시편으로 구성되었고, 각 시편에 대한 정, 부모멘트실험을 수행하여, 강재보에 부착된 합판 및 석고보드가 강재의 좌굴거동에 미치는 영향을 포함한 합성거동을 파악하였다. 또한 합판이 부착된 실물 트러스 실험을 통하여 트러스 부재의 좌굴거동 및 파괴양상에 대하여 연구하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.78-86
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• 2003

섬유보강재를 사용한 철근콘크리트 부재의 보강공법은 재료의 내부식성 및 시공의 편리성 등 여러 가지 장점으로 인하여 최근 그 사용이 현저하게 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 여러 가지 종류의 섬유보강재를 사용하여 휨보강된 철근콘크리트 보의 휨성능을 비교하고, 그 특성을 고려한 보강설계식을 제안하였다. 섬유보강재의 종류(아라미드, 유리, 탄소섬유) 및 보강비에 따른 철근콘크리트 보의 휨성능을 검토하기 위하여 3.2m 스팬의 단순보에 대한 실험을 실시하였으며, 실험의 결과를 최대내력, 강성 및 연성도의 관점에서 분석하였다. 본 연구의 실험결과, 부재의 휨보강내력은 보강재의 종류에 따른 인장강도보다는 강성에 주로 관계하는 것으로 나타났으며, 연성도는 강성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서는 이와 같은 실험결과를 기반으로 휨보강설계식을 제안하였으며, 이를 신뢰성있는 선행 연구자들의 연구결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.1-12
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• 2017

본 연구에서는 휨을 받는 압축강도 80 MPa 수준의 고강도 콘크리트 부재의 구조거동 실험 연구를 수행하였다. 실험변수는 보통(SD 400) 및 고강도(SD 600)철근, 0.98~1.58%의 종방향 철근비, $200{\times}250$, $200{\times}300mm$의 단면크기를 고려하였다. 9개의 보 부재를 제작하여 휨 실험을 수행하였으며 극한휨강도, 하중-처짐 관계, 균열 형태, 파괴형상 및 연성을 파악하였다. 실험결과는 철근비가 증가함에 따라 휨강도는 증가하고 연성은 감소한다. 또한, 철근비가 증가함에 따라 균열의 개수가 증가하며 균열폭은 감소하는 경향을 나타내었다. 철근의 강도 등급에 따른 하중-균열폭 관계는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 콘크리트 비선형거동 해석을 수행하였으며, 극한하중 예측값과 측정값을 비교하였다. 고강도 콘크리트의 휨거동 예측 결과는 실험부재의 휨강도를 전반적으로 과소평가하고 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.73-76
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• 2008

과거 지진피해 조사에 의하면 건물이 많은 피해를 입었으며, 현재 널리 보급되어진 저층 철근콘크리트(RC) 건물도 예외는 아니었다. 우리나라의 경우 과반수이상이 저층 RC 건물로서 대규모지진이 발생한다면 저층 RC 건물에 거대한 피해가 발생할 것으로 예상된다. 한편, 대다수의 저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 이것들은 각기 다른 변위에서 파괴될 것으로 판단된다. 그 가운데에서도 강성 및 강도는 높지만 소성영역에서 극취성적인 파괴성상(Extremely Brittle Failure)을 보이는 극단주(Extremely Short Column)(본 연구에서는 h/D<2 인 기둥을 극단주라 정의함, h: 순높이, D: 폭), 전단벽 등의 전단파괴형 부재 및 비교적 강성 및 강도는 낮지만 연성능력이 우수한 기둥 등의 휨파괴형 부재는 전형적인 수평저항시스템으로 다수의 피해지진에 의하여 그것들의 중요성이 대두되었다. 일반적으로, 극취성파괴형 부재를 포함한 전단파괴형 부재가 지진시 파괴되면, 건물의 수평저항능력은 급속히 저하되며, 전단파괴형 부재의 내력이 휨파괴형 부재의 내력에 비해 비교적 높다면, 전단파괴형 부재의 파괴가 건물 전체의 파괴를 야기할 것이다. 본 연구에서는 상기 전단 파괴형 부재의 지진시의 손상메커니즘을 파악할 목적으로 전단파괴를 하는 철근콘크리트 기둥(극단주) 실험체를 계획 제작하여 유사동적실험(Pseudo-dynamic Test)을 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.27-39
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• 1989

부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트는 철근(鐵筋) 콘크리트와 완전(完全) 프리스트레스트 콘크리트의 중간정도(中間程度)의 프리스트레스를 가(加)한 부재(部材)이다. 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)를 사용(使用)함으로써 완전(完全) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)의 사용상태(使用狀態)의 이점(利點)과 철근(鐵筋) 콘크리트 부재(部材)의 극한상태(極限常態)의 장점(長點)을 동시(同時)에 취(取)할 수 있다. 본(本) 연구(硏究)는 프리스트레스 정도(程度), 전단철근(剪斷鐵筋)의 배근(配筋)과 단면형태(斷面形態)의 변화(變化)가 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)의 휨 및 전단(剪斷) 극한거동(極限擧動)에 미치는 영향을 알기 위해서 총 12개의 부분(部分) 프리스트레스트 콘크리트 부재(部材)에 대(對)하여 파괴실험(破壞實險)을 행(行)한 것이다. 이 논문(論文)에서는 실험과정(實驗過程) 기술(記述)하고 실험부재(實驗部材)의 파괴양상(破壞樣相)을 분석(分析)하며, 여러 연구자(硏究者)들이 제안(提案)한 각각의 프리스트레싱 지표(指標)의 유용성(有用性)을 검토(檢討)한다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권3호
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• pp.139-148
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• 1995

본 연구에서는 콘크리트 압축강도($f_x$)$704kg/cm^2$, 철근 항복강도 ($f_y$) $5,830kg/cm^2$인 고강도 철근 콘크리트 고층형 내력벽에 있어서 휨항복 후 축응력에 따른 비탄성 이력특성을 규명하기 위하여 60층 철근콘크리트 초고층 건축물의 최저층부 3개층을 1/4크기로 축소 모델링한 3층 1스팬의 바벨형(barbell shape)독립 내력벽 실험체 3개를 제작하여 실험을 실시하였다. 본 실험의 주요변수는 내력벽 경계부재(boundary element)에 작용된 축응력으로 본 실험 연구결과에 대한 분석으로부터 얻은 결론은 다음과 같다. 형상비 1.8인 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽은 경계부재에 작용된 축응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$의 높은 축응력하에서도 수직철근의 휨항복이 선행되면서 연성적인 거동을 보였으며, 각 실험체별로 작용된 축응력에 따라 상이한 파괴양상 및 이력특성을 나타냈다. 각 실험체는 연성비(${\delta}/{\delta}_y$)13에서 15사이에 휨압축부 경계부재 및 벽체 콘크리트의 압괴와 주근 파단 등에 의해서 최종 파괴되었다. 그러나, 모든 실험체는 실험종료시까지 축력이 충분히 지지되는 휨항복형의 안정된 비탄성 이력거동을 보였다. 경계부재에 작용된 축응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$이내인 경우, 축응력은 내력벽의 횡하중 지지능력, 초기 할선강성 및 에너지 소산능력 등을 증대시키는 것으로 나타났다. 또한, 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽의 휭항복 후 경계부재에 작용된 축응력에 따른 내진성능을 평가하기 위하여 연성, 에너지, 일 및 강성 등의 개념을 도입한 손상지표(damage index) 로써 각 실험체의 내진성능을 평가한 결과, 경계부재에 작용된 측응력이 본 연구범위인 0.21$f_x$이내에서 축응력이 증가됨에 따라 고강도 철근콘크리트 고층형 내력벽의 내진성능은 다소 저하되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.287-297
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• 2015

철근콘크리트 부재의 연성을 확보하기 위하여 콘크리트구조기준에서는 철근의 최소 허용 변형률에 대한 지침을 두고 있고, EC2에서는 중립축 깊이와 유효 깊이의 비(c/d)를 제한하고 있다. 일반적으로 철근콘크리트 부재의 연성 능력은 항복변위와 극한변위의 비로서 표현되는 변위 연성도를 통해 평가하는데, 변위 연성도를 정확하게 산정하기 위해서는 항복변위와 극한변위에 대한 정립이 필수적이다. 그러나 실제 부재의 변위는 부재의 다양한 특성에 영향을 받으므로 이들 값을 정확하게 산정하는 것은 어렵다. 이 연구에서는 철근콘크리트 부재의 항복변위 및 극한변위를 휨모멘트-휨곡률 관계를 통해 직접 계산하여 변위 연성도를 산정하였다. 해석의 주요 변수는 콘크리트 압축강도, 주철근 항복강도, 주철근 비, 횡철근 간격, 축력비 및 콘크리트 극한변형률이다. 해석 결과 콘크리트 압축강도가 증가할수록 변위 연성도는 증가하였다. 반면에 주철근의 항복강도, 주철근 비, 횡철근 간격 및 축력비가 증가할수록 변위 연성도는 감소하였다. 그리고 변위 연성도는 기둥의 내진설계에 사용되는 응답수 정계수(R)의 산정에 필수적이므로 변위 연성도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이라고 판단된다.