• 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.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권5호
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• pp.1067-1085
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• 2016

Recent research on steel moment-resisting connection between steel beams and concrete filled steel tubes has shown that there are considerable advantages to be obtained by anchoring the connection to the concrete infill within the tube using anchors in blind bolts. In the research reported here, extensive experimental tests and numerical analyses have been performed to study the anchorage behaviour of cogged deformed reinforcing bars within concrete filled circular steel tubes. This data in essential knowledge for the design of the steel connections that use anchored blind bolts, both for strength and stiffness. A series of pull-out tests were conducted using steel tubes with different diameter to thickness ratios under monotonic and cyclic loading. Both hoop strains and longitudinal strains in the tubes were measured together with applied load and slip. Various lead-in lengths before the bend and length of tailed extension after the bend were examined. These dimensions were limited by the dimensions of the steel tube and did not meet the requirements for "standard" cogs as specified in concrete standards such as AS 3600 and ACI 318. Nevertheless, all of the tested specimens failed by bar fracture outside the steel tubes. A comprehensive 3D Finite Element model was developed to simulate the pull-out tests. The FE model took into account material nonlinearities, deformations in reinforcing bars and interactions between different surfaces. The FE results were found to be in good agreement with experimental results. This model was then used to conduct parametric studies to investigate the influence of the confinement provided by the steel tube on the infilled concrete.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.102-112
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• 2012

최근 탄소섬유판 매립공법의 콘크리트 구조물의 보강에 적용되고 있다. 그러나 탄소섬유판 표면매립공법은 피복부 콘크리트의 강도 부족과 높이 부족 등으로 인하여 그 적용의 제한이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 이와 같은 이유로 인하여 전단 스터럽을 절단하고 탄소섬유판을 주철근의 위치에 표면매립 보강하는 공법에 대하여 고찰하였다. 일반적인 표면매립공법과 스터럽을 절단하고 표면매립공법을 적용한 보에 대한 휨 실험을 수행하였으며, 결과를 서로 비교하였다. 탄소섬유판의 길이를 실험변수로 하였다. 실험결과에 따르면, 전단 스터럽을 절단한 보강 보의 휨거동은 일반적인 표면매립공법이 적용된 실험체의 거동과 유사한 전형적인 휨 거동을 나타내었으며, 스터럽의 절단으로 인한 구조거동상의 문제는 발생하지 않았다. 따라서, 일반적인 현장 여건에 의하여 탄소섬유판의 적용이 곤란한 경우에는 스터럽을 절단하는 본 공법의 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.169-172
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• 2008

FPR(Fiber Reinforced Polymer)는 중량에 비해 높은 강도, 높은 내부식성 등 우수한 역학적 특성으로 인해 최근 건설분야에 적용되는 사례가 많아지고 있으며, 특히 콘크리트 구조물 보강에 가장 활발히 적용되고 있다. FRP를 이용한 전통적인 보강방법은 인장면에 FRP를 부착하는 부착공법이었으나, 부착공법은 FRP의 박리 또는 부착파괴와 같은 조기파괴 문제점과 고정하중과 분담과 사용성 개선이 어려운 단점을 갖고 있다. 이러한 FRP 부착공법의 문제점들을 해결하기 위한 노력으로 최근에는 CFRP 판에 프리스트레스를 도입하는 공법에 대한 연구들이 시작되었다. 판형태의 CFRP를 이용하여 구조물에 긴장력을 도입하면 주인장철근의 응력을 경감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구조물의 균열폭과 휨변형도 감소시킬 수 있으며, 추가되는 활하중뿐만 아니라 고정하중도 일부 분담할 수 있게 되어 고가의 CFRP를 효율적으로 활용할 수 있는 방법이 된다. CFRP 판 긴장공법을 위해 최우선적으로 해결되어야 하는 것은 CFRP 긴장재를 정착하기 위한 적절한 정착장치의 개발이다. 본 연구에서는 CFRP 판 긴장재를 위한 정착장치를 개발하고자 CFRP 판의 정착단부 상세를 변수로 한 정착장치 인장실험을 수행하였으며, 기존 상용 정착구와 비교하여 저비용으로 제작 가능한 CFRP 판 긴장재용 몰드형 정착구의 성능을 검증하였다. 몰드형 정착장치에 대한 성능실험 결과 CFRP 판 긴장재의 표면이 거칠게 처리된 시편이 가장 정착성능이 우수한 것으로 나타났으며, 정착단부의 형상변화는 정착성능에 기여하지 못하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.152-161
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• 2023

일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.661-667
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• 2016

연약지반에 적용 가능한 앵커의 기술로 개발계획인 헬릭스 형태의 소형 앵커는 기존 앵커보다는 시공 단계가 단순하고 그라우트가 양생될 때까지 기다릴 필요가 없으므로 공기단축 및 연장 롯드 반복사용이 가능하며 비용 절감효과가 있다. 또한 배토가 없으며, 회전식으로 헬리컬 앵커를 삽입하기 때문에 시공성이 좋으며, 앵커의 제거도 설치만큼 쉬우므로 가시설의 제거용 앵커로도 활용 가능하며, 헬리컬 앵커 날개 수에 따라 인발저항이 달라, 효율적인 헬리컬 앵커 설계가 가능할 것으로 판단된다. 연약지반에 헬릭스 앵커를 시험시공하기 위하여 헬리컬 앵커와 토크드라이버를 제작하였으며 헬리컬 앵커를 삽입/인발하여 지지력을 산정하는 연구를 진행하였고 관입토크와 앵커의 인발력의 상관관계를 도출하였다. 대형토조를 활용하여 모형시험을 수행한 결과 지반이 단단할수록 회전관입 토크가 크게 측정되었으며 이에 따른 인발저항도 크게 나왔다. 이 연구에서 수행한 실험범위 내에서는 인발저항과 관입토크는 서로 비례관계에 있음을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.269-275
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• 2020

본 연구에서는 초고성능 콘크리트를 적용한 경량 프리캐스트 패널 개발의 일환으로 단면 두께와 철근 배근 유무에 따른 패널의 휨 재하 실험을 수행하였다. 일반 콘크리트 패널 1개와 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널 3개로서 총 4개의 패널을 제작하였다. 초고성능 콘크리트를 사용하고 철근을 보강하지 않은 패널은 단면 크기와 상관없이 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 저하되는 것으로 나타났다. 초고성능 콘크리트를 적용한 속빈 단면에 콘크리트 양을 감소시킨 패널은 일반 콘크리트 패널에 비해 휨 성능이 150% 향상되었다. 이는 초고성능 콘크리트를 사용한 프리캐스트 패널의 단면 최적화 설계를 통해 더욱 경량화가 가능할 것으로 판단된다. 초고성능 콘크리트를 사용한 경량 프리캐스트 패널을 실제 구조물에 적용하기 위해서는 전단 성능과 연결 상세에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.147-151
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• 2004

본 연구는 다양한 종류의 에멀젼에 전단응력을 가하며 그때 일어나는 에멀젼의 상 변이를 전기, 유변학적 특징을 통해 실시간으로 측정해 보는 것이다. 전기 전도도의 변화는 자체 제작한 JELLI$^{TM}$(Joint Electro-rheometer for Liquid-Liquid Inversion) 칩을 이용하였으며, 동시에 유변물성측정장치(rheometer)를 이용하여 유변물성의 변화를 측정하였다 JELLI$^{TM}$ 칩과 인조 피부를 유변물성측정장치 사이에 장착하고 그 사이에 다양한 종류의 에멀젼을 얇게 발라준 후, 일정한 전단응력을 주며 시간에 따른 저항과 점도 값의 변화를 측정하였다. O/W 제형의 경우 시간에 따라 저항 값이 커지는 경향을 보였으며 저항 값은 내부 상이 많을수록 더 급격한 변화를 나타냈다. 이때의 점도 변화를 보면, 저항 값의 변화가 클수록 점도의 변화도 큼을 볼 수 있었다. 이것은 내부 상의 파괴로 인해 외부의 힘에 저항하는 힘이 약해졌기 때문이라고 예상된다. 이런 결과를 이용하여 전단응력에 의한 에멀젼 상 변이 특성과 정도를 실시간, 정량적 비교할 수 있었다.