• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.593-610
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• 2016

In this study, an innovative and smart glass fiber-reinforced polymer (GFRP) hybrid bar was developed for stronger durability of concrete structures. As comparing with the conventional GFRP bar, the smart GFRP Hybrid bar can promise to enhance the modulus of elasticity so that it makes the cracking reduced than the case when the conventional GFRP bar is used. Besides, the GFRP Hybrid bar can effectively resist the corrosion of conventional steel bar by the GFRP outer surface on the steel bar. In order to verify the bond performance of the GFRP hybrid bar for structural reinforcement, uniaxial pull-out test was conducted. The variables were the bar diameter and the number of strands and pitch of the fiber ribs. Tensile tests showed a excellent increase in the modulus of elasticity, 152.1 GPa, as compared to that of the pure GFRP bar (50 GPa). The stress-strain curve was bi-linear, so that the ductile performance could be obtained. For the bond test, the entire GFRP hybrid bar test specimens failed in concrete splitting due to higher shear strength resulting in concrete crushing as a function of bar deformation. Investigation revealed that an increase in the number of strands of fiber ribs enhanced the bond strength, and the pitch guaranteed the bond strength of 19.1 mm diameter hybrid bar with 15.9 mm diameter of core section of deformed steel the ACI 440 1R-15 equation is regarded as more suitable for predicting the bond strength of GFRP hybrid bars, whereas the CSA S806-12 prediction is considered too conservative and is largely influenced by the bar diameter. For further study, various geometrical and material properties such as concrete cover, cross-sectional ratio, and surface treatment should be considered.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.61-65
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• 2008

본 연구에서는 PGSN(Pressurized Grouting Soil Nailing) 시스템이라는 가압 그라우팅 쏘일네일링 공법을 고안하였으며, 본 공법의 보강제의 길이변화 및 보강재의 변화 등의 설계인자에 따른 거동변화를 파악해 보기 위해 변위제어방식의 현장인발시험을 수행하였다. 본 연구에서 수행한 9차례의 현장인발시험에서 그라우트 주입비의 변화를 살펴 보기위해 계측을 수행하였으며, 단기거동특성을 평가하기 위해 일반 쏘일네일링 시스템과 비교해 보았다. 가압 그라우트 쏘일네일링 공법의 인발거동 특성을 통해, 중요한 설계인자인 주입압 및 그라우트 주입비 등의 영향을 살펴보았다. 시험 결과 가압효과에 따른 인발변형 특성은 중력식 그라우팅 쏘일네일에 비해 가압 그라우팅 쏘일네일의 경우 유발되는 변위량이 30~36% 정도 감소하였고, 보강재 변화에 따른 인발 특성을 살펴보면 이형철근에 비해 강관의 경우 유발되는 변위량이 31~32% 정도 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.774-780
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• 1999

The study of bond behavior between concrete and rebar has been performed for a long time. On this study, we tried to analysed variation of bond behaviors quantitatively with varying the strength of concrete. Bond stress which observed below the neutral surface of beam and at connecting part of beam and column is affected by various bond parameters. Resistance of deformed bars which embedded in concrete to the pullout force is divided 1) chemical adhesive force 2) frictional force 3) mechanical resistance of ribs to the concrete and these horizontal components of resistance is being bond strength. We selected the most common and typical variable which is concrete strength among various variables. So we used two kinds of concrete strength like as 25MPa(NSC) and 65MPa(HSC). Tension Test was performed to verify how bond behavior varied with two kinds of concrete strength. Concentration of bond stress was observed at load-end commonly in Tension Test of the initial load stage. At this stage stress distribution was almost coincident at each strength. As tension load added, this stress distribution had difference gradually and movement of pick point of bond stress to free-end and central section was observed. This tendency was observed at first and moving speed was more fast in NSC. At the preceeding result the reason of this phenomenon is considered to discretion of chemical adhesion and local failure of concrete around rebar in load-end direction. Especially, when concrete strength was increased 2.6 times in tension test, ultimate bond strength was increased 1.45 times. In most recent used building codes, bond strength is proportioned to sqare root of concrete compressive strength but comparison of normalized ultimate bond strength was considered that the higher concrete strength is, the lower safety factor of bond strength is in each strength if we use existing building codes. In Tension Test, in case of initial tensile force state, steel tensile stress of central cross section is not different greatly at each strength but tensile force increasing, that of central cross section in NSC was increased remarkably. Namely, tensile force which was shared in concrete in HSC was far greater than that of concrete in NSC at central section.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.651-668
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• 2017

터널 굴착에 따른 초기 안정성 확보를 위해 1차 지보재인 숏크리트와 록볼트를 가장 적절한 시기에 터널 굴착면 주면으로 타설하여야 한다. 이러한 지보재의 역할은 장 단기적인 터널 안정성에 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 여기서 록볼트는 터널 굴착시 응력이완에 따라 발생되는 외압을 축력으로 받아들여 터널 굴착면의 숏크리트에 전달하여 전체적인 안정성을 도모하는 중요한 지보재이다. 현재까지 록볼트의 재료는 현장 수급이 유리한 이형강봉을 많이 이용하였으나 최근들어 불확실한 품질의 중국산 자재의 시장진입과 록볼트 주면 모르타르 충전시 흘러내림에 의한 밀실한 충전불량, 용수에 의한 부식 등 다양한 문제점이 나타나고 있다. 특히, 현재의 설계기준상 이형강봉에 대한 기계적 성질의 기준은 있으나 그 외 섬유보강 플라스틱(FRP) 등이 사용될 수 있으나 명확한 기준은 제시되지 않고 있다. 그래서 새로운 소재로 개발되더라도 실제 현장 적용에 있어서는 해결해야 할 부분이 많다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 기존 록볼트가 지니고 있는 여러 문제점을 해결, 개선하고자 Autobeam 재료를 이용한 고강도 강관 록볼트(Samrt Pipe-록볼트, 이하 SP-록볼트)를 개발한 내용을 다루고 있다. 개발된 록볼트의 성능평가를 위해 현장시험을 수행하고, 기존 모르타르 충전을 개선할 수 있는 충전재를 개발하여 록볼트의 성능을 더욱 향상하고자 하였다. 또한, 실무현장의 적용성 확보를 위해 설계 및 시공기준에 대한 연구를 수행하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.100-117
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• 2020

국보 제101호로 지정된 원주 법천사지 지광국사탑은 조성 후 수차례 이전 및 이건되었는데, 특히 한국전쟁 시 폭격으로 인한 심각한 훼손으로 1957년 전면적인 해체·보수가 이루어졌다. 당시 재료 및 수리 내용이 남아있지 않지만 보존 처리를 진행하면서 지광국사탑에 사용된 다양한 형태의 금속재료를 확인하였다. 각 부재를 연결하는데 꺽쇠 및 앵커볼트 외에 두께 9mm의 원형철근이 주로 사용되었으며, 부재와 모르타르 복원재를 연결하기 위해 다양한 두께의 원형철근과 철사 등이 사용되었다. 건축물로 분류되는 석탑에 통상적으로 사용되는 이형철근이 아닌 매끈한 표면의 원형철근이 사용되었다. 이는 모르타르 복원 시 재료가 가진 부착 강도와 결합력 강화를 위해 재료의 형태를 변형시키고, 서로 교차시켜 결속하고 불규칙적으로 꼬아 단면적을 늘리는 등 재료의 단점을 보완한 것으로 확인되었다. 또한 금속학적 분석법을 적용하여 알아본 결과 전체적으로 탄소 함량이 낮은 아공석강 소재로 사용하여 제작하였다. 미세조직 내에는 불규칙한 크기로 분포하는 방울 형태의 비금속개재물이 다수 포함되어 있으나 전체 성분에는 영향을 미치지 않을 정도의 미량으로 포함되어 있다. SEM-EDS의 면 분석으로 검출되지 않는 망간(Mn)과 황(S)이 정량 분석 및 EPMA 분석법으로 확인한 결과 망간황화물(MnS)로 시료의 형태와 관계없이 미세조직 결정립 내에 고르게 분포하고 있다. 철물의 형태 제작 후 작업의 용이성을 위해 2차로 균질화 등 열처리를 실시한 것으로 보여지며, 철물의 두께가 얇아질수록 포함된 탄소 함량이 감소하고 탄성과 신장률이 증가하는 특성에 따라 복원 작업 순서를 정하고 다양한 형태의 철물을 사용한 것으로 보인다.