• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.238-246
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• 2022

본 논문은 목재 보의 휨성능을 향상시키기 위한 CFRP 판의 보강상세 개발과 보강성능평가를 정리한 것이다. 본 연구에서 EBM 공법에 의한 CFRP 판으로 목재 보를 보강하는 상세로서 고력볼트에 의한 단부구속보강상세를 개발하였다. 이에 대한 휨성능을 평가하기 위하여 단부 구속이 없는 EBM 공법과 NSM 공법 등의 보강 상세와 함께 휨실험을 실시하였다. 실험결과로부터, 단부구속되지 않은 CFRP 판 보강실험체는 CFRP 판의 부착파괴와 목재의 쪼갬파괴가 동시에 일어났으며, 고력볼트로 단부구속된 CFRP 판 보강실험체는 목재의 쪼개짐에 의해 최종파괴되었다. 하중-변위곡선에서 무보강 실험체들은 선형탄성거동을 하다가 최대하중 이후 취성파괴되는 거동을 나타내었으며, EBM 공법으로 보강된 실험체들은 탄성변형후 휨강성 기울기가 감소되며 최대하중에 도달하는 거동을 나타내었다. EBM 공법으로 보강된 실험체들의 최대하중은 무보강 실험체들에 비하여 31.5~63.0% 증가하였으며, 고력볼트의 단부구속에 따른 최대하중은 24.0% 증가효과를 나타내었다. 동일한 CFRP 판의 보강량을 기준으로 EBM 보강이 NSM 보강에 비하여 최대하중 증가율에서 2.67배 크게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.161-167
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• 2001

RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험은 하중-변위곡선 형상이 불규칙하고 안정된 균열 발생 후 최종 균열이 발생하기 때문에 정확한 파괴인성을 구하는 것은 어렵다. 그러나 디스크 시험은 균열개시하중만 알면 쉽게 파괴인성을 구할 수 있다. 따라서, RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험보다 파괴인성 계산의 편리함을 보이기 위해 중앙에 노치가 있는 고강도 콘크리트 디스크를 실험하여 실험결과와 유한요소해석에 의한 결과를 비교하였다. 또한 실험에 의한 파괴 포락선과 이론에 의한 파괴 포락선도 비교하였으며, 콘크리트 강도수준에 따른 파괴특성의 차이를 나타내었다. 본 연구의 결과는 다음과 같다 유한요소해석과 실험결과를 비교해 볼 때, 최대 원주방향 인장응력 이론을 적용한 유한요소해석은 실험결과와 좋은 일치를 보였다. 그리고 콘크리트의 강도수준에 따른 파괴특성의 차이는 균열개시하중과 파괴인성 등에 영향을 끼치지만 최종 균열전파각의 변화에는 큰 영향이 없었다. 또한, 최대 원주방향 인장응력이론에 의한 파괴 포락선과 실험에 의한 포락선이 일치하지 않는 이유는 콘크리트에서 혼합모드와 면내전단모드(모드 II) 파괴를 유발하는 데 필요한 에너지량이 크기 때문이라고 판단된다

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.337-345
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• 2009

본 연구에서는 탄소섬유판이 외부 부착, 표면 매입 그리고 외부부착 및 표면매입이 혼합된 보강 방식의 철근콘크리트 부재의 전단 거동 및 전단 보강 효과를 구명하고자 하였다. 본 연구 결과, 표면매입 탄소섬유판 및 외부부착과 표면매입으로 혼용된 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 전단 강성 및 극한 전단강도는 섬유판으로 보강되지 않은 보에 비하여 크게 증진되는 것으로 나타났다. 표면매입 탄소섬유판 및 외부부착과 표면매입으로 혼용된 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 보의 파괴는 전단균열로 시작되었으며, 하중이 증가함에 따라 하중 재하점과 가장 인접한 매입 탄소섬유판 하단 모서리에서 발생한 휨 균열은 하중재하점 방향으로 급격하게 진행되었고, 하중 재하점과 휨 균열을 연결하는 압축파괴가 발생되었다. 이러한 사실은 매입 섬유판의 전단보강 효과가 매우 우수하여 보가 전단으로 파괴되지 않고 섬유판이 매입 보강되지 않은 휨 구역에서 압축파괴가 발생하고 있음을 설명하고 있다. 매입 탄소섬유판 보강부재 및 탄소섬유판 부착 및 매입을 혼용한 부재에서는 매입 탄소섬유판의 변형률이 각각 0.45% 및 0.35%로 나타났으며, 외부 부착 탄소섬유판의 변형률이 약 0.3%로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.10-17
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• 2015

이 논문에서는 신개념 복공판의 안전성 검토와 성능을 검증하기 위해서 이 논문과 같이 제출된 매개변수해석 논문에서 결정된 크기의 복공판에 대한 휨파괴 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 실험결과, 최대하중 664kN에서 균열의 발생에 연이은 파괴가 발생되었고 실험결과에 대한 구조해석을 실시한 결과, 복공판 중앙부에서의 단위하중 100kN일 때와 파괴하중 664kN일 때 최대변위값은 각각 2.58mm와 27.01mm였다. 또한, 내하력에 대한 평가를 수행한 결과, 탄성범위와 소성범위에서의 내하력은 각각 DB-34와 DB-41로 평가되었다. 따라서 이 연구에서 개발한 신개념 복공판은 설계하중과 구조적 안전성을 만족함으로서 기존 복공판의 단점을 보완했다고 판단되며 실무에 적용이 가능한 것으로 사료된다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.383-390
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• 1998

0.93m/sec의 평균속도는 변위제어 삼점휨 실험된 콘크리트 보의 하중-변위 측정결과를 선형탄성파괴역학모델과 가상균열모델에 기초한 유한요소법으로 분석하였다. 두 모델 모두 실험결과와 잘 일치하며, 균열성장길이가 약 60∼70㎜가 될 때까지 안전된 균열성장을 보이다 불안정한 균열성장에 의해 파손되었다. 선형탄성파괴역학모델에 의한 수치해석 결과 에너지해방률은 균열성장길이에 비례해서 증가하였으며, 최대값(202N/m)에 이르게 되면 일정한 값을 유지하였다. 가상균열모델에 기초한 수치해석결과 이 연구에 사용된 하중속도와 시험편의 크기에 대해 70㎜의 완전한 파괴진행대가 평성되었으며, 이는 기존의 정적 실험결과에 대한 수치해석 결과보다 상당히 작은 값이었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.567-576
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• 2023

일반적으로 RC 보 부재는 휨 부재로서 휨 하중에 대해서만 고려하여 설계된다. 하지만, 실제 건축물에서는 부재 간의 연속성으로 인해 축력과 휨 하중을 동시에 받게 된다. 이로 인해 RC 보 부재의 휨 강도는 증가하지만, 변위는 감소하며, 균열은 주로 보의 중앙부에 집중되게 된다. 따라서 본 연구에서는 축력과 휨 하중을 동시에 받는 RC 보 부재에 탄소섬유시트를 이용한 보강에 따른 휨 성능을 실험적으로 평가하였다. 탄소섬유시트는 부재의 중앙부에 감싸 보강을 하였으며, 축력과 휨 하중을 부재에 가력하였다. 축력의 크기와 탄소섬유시트 보강에 따른 철근콘크리트 부재의 파괴 형태, 휨 강도, 처짐 및 연성을 분석하였다. 그 결과, 축력의 증가에 따라 최대 휨 강도의 상승이 발생하였지만, 연성은 최대 64%까지 감소하였다. 탄소섬유시트 보강을 통해 휨 강도는 최대 27% 증가하였으며, 휨에 의한 보의 최대 처짐은 8% 감소하였으며 연성은 최대 43% 증가하였다.

• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.33-44
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• 1999

지진의 시간적인 요인, 즉 반복하중효과와 이에 따른 누적소성변위를 고려하기 위하여 에너지 평형에 근거한 해석방법이 개발되었다 본 논문에서는 내진 설계되지 않은 골조 기둥의 파괴유형에 주목하고자 한다. 이를 위하여 기둥의 휨강도저감모델이 제안되는데 파괴유형별로는 콘크리트에의한 파괴 주근의 부착/정착강도 파괴 및 저사이클피로에 의한 주근의 파단등을 고려하였다 에너지에 근거한 모델에 의하여 예측된 응답과 실험결과를 비교하였으며 이론과 실험간의 응답과 파괴유형이 서로 매우 가까움을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-10
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• 2006

형상비가 상대적으로 작은 철근콘크리트 교각에 지진작용으로 인한 반복 횡하중이 작용하면 초기단계와 중간단계의 변위에서는 휨 거동을 보이다가 최종변위단계에서는 전단에 의해 파괴되는 휨-전단 거동을 보인다. 휨-전단 파괴거동을 보이는 교각은 휨 파괴거동을 보이는 교각에 비하여 연성능력이 저하되므로, 내진설계 또는 내진성능평가에서 극한변위를 해석적으로 결정하기 위해서는 휨성능곡선과 함께 전단성능곡선 모델을 적용하여야 한다. 본 논문에서는 원형교각에 대한 기존 모델을 수정한 전단성능곡선 모델을 제안하였고, CALTRANS 모델, Aschheim등의 모델, Priestley 등의 모델, 제안모델의 특징을 비교하였다. 또 국내에서 수행된 실물크기 기둥 실험체를 대상으로 전단성능곡선 모델을 평가하였다. 제한된 범위의 소수 실험결과에 대한 적용으로서 일반화하기는 어려울 것이지만, 실험결과와 비교 검토한 결과 제안모델이 파괴형태의 예측과 변위성능 예측의 정확도에서 매우 우수한 것으로 평가되었다.