• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.100-107
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• 2018

초고강도 섬유보강 콘크리트 50M 합성 박스거더에 대한 재료적 비선형 및 기하학적 비선형 유한요소해석이 수행되었다. 인장과 압축구역에서 구성방정식을 실험에 근거하여 모델링하였다. 비선형 유한요소해석의 정확성은 UHPFRC 50M 합성거더의 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 1.5% 체적대비 섬유혼입률, 135MPa 압축강도 및 18MPa 휨인장강도 특성을 가진 UHPFRC 50M 합성거더에 대한 휨실험이 수행되었다. 포스트텐션힘으로 결합된 UHPFRC 합성거더는 3개의 UHPFRC 분절 U거더와 고강도 철근콘크리트 슬래브로 구성되었다. Midas FEA를 사용하여 UHPFRC 거더 부분은 8개 절점을 가진 3차원 6면체 모델링을 하였고, 철근와 강연선은 2개 절점을 가진 선형 요소로 모델링하였다. Total strain crack 모델에 기반을 둔 압축 및 인장 다중 선형모델을 사용하여 구성방정식을 설정하였고 균열은 smeared crack model로 구성하였다. 철근과 강연선의 비선형성은 Von Mises 규준을 적용하였다. 비선형 정적해석은 Newton-Rhapson 기법의 수렴치를 사용한 점진적 반복기법을 사용하여 해를 수행하였다. 유한요소해석은 하중-변위관계, 중립축 변화관계 및 균열양상에 대하여 실험 결과와 수치 해석 결과를 비교하여 검증하였다. 하중-변위 관계는 실험 결과와 비교해볼 때 매우 정확한 결과를 보여주고 있다. 본 논문에서 수행한 비선형 유한요소해석법은 철근보강 포스트텐션닝 초고강도 섬유보강 합성 박스거더의 휨거동 해석에 만족한 결과를 보여주고 있다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.69-78
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• 2008

본 논문에서는 내하력이 저감된 노후화 된 콘크리트 하수관거의 보강공법의 타당성을 검증하기 위하여 정적재하 시험을 실시하였다. 내경 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m인 원형관과 폭 2.0 m, 2.5 m인 상자형관을 대상으로 하였으며, 신관을 대상으로 정적 재하시험을 통하여 관 내부에 충분한 균열을 발생시킨 후 보강공법을 적용 한 후 다시 정적재하시험을 실시하였다. 본 연구에서 적용 된 보강공법은 균열관 내부에 스틸보강재가 추가된 프로파일과 고강도 모르타르를 이용하여 화학적 열화에 대한 저항성과 단면 내력을 증진 시킨 것이다. 보강공법 적용 후 단면 내력은 균열발생 이전 신관에 비해 원형관의 경우 1.66 ~3.50배, 상자형관의 경우 1.66~3.10배 정도 증가하였다. 또한 ABAQUS 6.6을 이용하여 보강공법 적용 전 후 콘크리트 원형관과 상자형관의 비선형 해석을 수행하였다. C3D8R 솔리드 요소를 사용하였고, concrete damage plasticity option을 적용하였다. 원형관과 상자형관에 배근된 철근의 영향성을 해석상 반영하기 위하여 합성 재료식을 유도하여 적용하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.481-486
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• 1999

According to results of this research Fly-ash Cement permanent-form production was found to be possible by fly-ash mortal. The compress strength 350kg/$\textrm{cm}^2$, banding strength 120kg/$\textrm{cm}^2$ were possible material separting and bleeding by excessive W/C rate was decreased permanent-form made by polymer solved high price of polymer by fly-ash. Model material was made by result of first research. There were no minute-crack on beam form and out surface of form was very smooth, So filling degree seemed desirable length of form after steaming curing was maintained as expected. with these results production of form seemed possible. In the banding load test, fly-ash showed increase of maxim load 12% than RC. in the case of minute-crack, comparing with RC, fly-ash showed no crack at connect. at the first stage under continuing loading size of crack increased. These phenomena seemed to be based on contribution of stress of inner bars in permanent-form. in the test of defection, fly-ash shower about 10% beam load increase than RC. in the case of beam defection, RC showed sudden decrease of tolerance at maxim load and total breaking, but permanent-form showed breaking of bending maintaining defection with contribution of steel stress ($\Phi$6 wire-mash). There phenomenic seemed to be attributed to increase of surface and steel tolerance of form. According to construction explacemaion, it was guessed that each panel was constructed by conner-steels in form edge. so cohesiveness was small. on these bases. keeping width of horizontal band 30cm, form-panel of 20mm width was found to be of use. Permanent-form was found to be efficient in compressibleness, defection, safety and use of Fly-ash mortal.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.285-294
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• 2019

In the present paper, the fiber theory has been employed to model the reinforced concrete (RC) deep beams (DBs) considering the reinforcing steel bar-concrete interaction. To simulate numerically the behavior of materials, the uniaxial materials' constitutive laws have been employed for reinforcements and concrete and the bond stress-slip between the reinforcing steel bars and surrounding concrete are taken into account. Because of the high sensitivity of DBs to shear deformations, the Timoshenko beam theory has been applied. The shear stress-strain (S-SS) relationship has been defined by the modified compression field theory (MCFT) model. By modeling about 300 RC panels and employing a produced numerical database, a study has been carried out to show the sensitivity of the MCFT model. This is performed based on the multiple linear regression (MLR) models. The results of this research also illustrate how different parameters such as characteristic compressive strength of concrete, yield strength of reinforcements and the percentages of reinforcements in different directions get involved in the shear behavior of RC panels without applying complex theories. Based on the results obtained from the analysis of the MCFT S-SS model, a relatively simplified numerical S-SS model has been proposed. Application of the proposed S-SS model in modeling and analyzing the considered samples indicates that there is a good agreement between the simulated and the experimental test results. The comparison between the proposed S-SS model and the MCFT model indicates that in addition to the advantage of better accuracy, the main advantage of the proposed method is simplicity in application.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권5호
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• pp.461-473
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• 2022

Energy-saving block and invisible multiribbed frame composite wall (EBIMFCW) is an important shear wall, which is composed of energy-saving blocks, steel bars and concrete. This paper conducted seismic performance tests on six 1/2-scale EBIMFCW specimens, analyzed their failure process under horizontal reciprocating load, and studied the effect of axial compression ratio on the wall's hysteresis curve and skeleton curve, ductility, energy dissipation capacity, stiffness degradation, bearing capacity degradation. A formula for calculating the peak bearing capacity of such walls was proposed. Results showed that the EBIMFCW had experienced a long time deformation from cracking to failure and exhibited signs of failure. The three seismic fortification lines of the energy-saving block, internal multiribbed frame, and outer multiribbed frame sequentially played important roles. With the increase in axial compression ratio, the peak bearing capacity and ductility of the wall increased, whereas the initial stiffness decreased. The change in axial compression ratio had a small effect on the energy dissipation capacity of the wall. In the early stage of loading, the influence of axial compression ratio on wall stiffness and strength degradation was unremarkable. In the later stage of loading, the stiffness and strength degradation of walls with high axial compression ratio were low. The displacement ductility coefficients of the wall under vertical pressure were more than 3.0 indicating that this wall type has good deformation ability. The limit values of elastic displacement angle under weak earthquake and elastic-plastic displacement angle under strong earthquake of the EBIMFCW were1/800 and 1/80, respectively.

• 한국토양비료학회지
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• 제22권3호
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• pp.221-227
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• 1989

토성(土性)이 다른 두 토양(土壤)의 압밀상태(壓密狀態)가 대두(大豆)의 근생장특성(根生長特性)과 양분(養分)의 흡수기능처리(吸收機能差異)를 알아보기 위하여 용적밀도(容積密度)와 수분상태(水分狀態)를 달리한 Core에서의 유근신장(幼根伸長)과 용적밀도(容積密度)를 달리하여 pot재배(栽培)하였을 때 근(根)의 총(總)길이와 표면적(表面積), 근반경(根半徑) 및 양분(養分)의 흡수속도(吸收速度)를 조사(調査)한 결과(結果) 다음과 같다. 1. 대두(大豆)의 유근신장(幼根伸長)은 용적밀도(容積密度)가 낮을수록 빨랐으며 양토(壤土)에서는 토양수분(土壤水分) 상태(狀態)가 - 4bar 이하(以下)에서, 사양토(砂壤土)에서는 - 1bar 이하(以下)에서 급격(急激)히 감소(減少)하였다. 2. 유근(幼根)의 신장(伸長)은 ELE경도계(硬度計) 토양강도(土壤强度) 2.0 이상(以上)에서 급격(急激)히 감소(減少)하였으며, 근신장속도(根伸長速度)와 토양강도간(土壤强度間)에는 2차식(次式)으로 표시(表示)되었다. 그러나 사양토(砂壤土)에서 -10bar이하(以下)의 토양수분상태(土壤水分狀態)에서는 경도(硬度)에 관계(關係)없이 근신장속도(根伸長速度)가 낮았다. 3. pot재배시험(栽培試驗) 결과(結果), 뿌리의 총(總)길이는 용적밀도(容積密度)가 $1.2g/cm^3$인 양토(壤土)에서 가장 길었으며, $1.4g/cm^3$인 사양토(砂壤土)에서 가장 짧았다. 세근(細根)의 평균직경(平均直徑)은 사양토(砂壤土)에서 생육(生育)한 것이 양토(壤土)에서 생육(生育)한 것보다 굵었다. 뿌리의 총표면적(總表面積)은 용적밀도(容積密度)가 낮을수록 넓었으며, 양토(壤土)에서 사양토(砂壤土)보다 넓었다. 4. 양분(養分)의 흡수량(吸收量)은 건물생산(乾物生産)이 많은 양토(壤土)에서 많았다. 단위(單位)뿌리표면적당(表面積當) 흡수속도(吸收速度)는 질소(窒素)가 양토(壤土)에서 $597{\sim}753n\;mole/day{\cdot}cm^2$, 사양토(砂壤土)에서 $222{\sim}365n\;mole/day{\cdot}cm^2$이었으며, 용적밀도(容積密度)가 높은 토양(土壤)에서 높은 값을 보였다. K는 $99{\sim}175n\;mole/day{\cdot}cm^2$ P는 $26{\sim}46n\;mole/day{\cdot}cm^2$이었고, Ca와 Mg는 각각(各各) $175{\sim}230n\;mole/day{\cdot}cm^2$, $163{\sim}205n\;mole/day{\cdot}cm^2$의 범위(範圍)를 보였으며 토양간(土壤間)의 차이(差異)는 질소(窒素)보다 적은 경향(傾向)이었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.161-169
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• 2011

본 연구에서는, 철근 밀집 감소, 노무비 및 보수 보강비 절약, 향상된 부식 저항성, 공기 단축 등의 장점을 가지고 있는 고성능 철근으로 휨 보강된 이방향 슬래브를 제작하고 구조실험을 실시하였다. 상부 휨철근비, 기둥 인접부 휨철근의 집중배근, 강섬유 보강 콘크리트의 타설을 변수로 하여 실험하였고, 펀칭 전단강도 및 균열후 강성을 일반 철근 및 GFRP bar로 휨 보강된 슬래브의 펀칭 전단실험 결과와 비교하였다. 또한, 휨철근의 변형률 분포 및 균열제어 효과 등을 비교, 분석하였고, 휨철근비 계산을 위한 유효폭 산정 방법을 검토하였다. 고성능 철근의 사용으로 펀칭 전단강도가 향상되었고, 휨 철근량을 감소시킬 수 있었다. 기둥 인접부 휨철근의 집중배근을 통해 철근비의 감소 때문에 작아진 강성을 회복시킬 수 있었고, 훌륭한 변형률 분포 및 균열제어 효과를 나타내었다. 또한, 기둥 인접부에 대한 강섬유 보강 콘크리트의 타설은 펀칭 전단강도의 증가와 균열 제어에 탁월한 효과를 보였다. 휨철근비 산정을 위한 유효폭은 기둥면으로부터 슬래브 두께의 2배 이상으로 확대하는 것이 합리적이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.73-81
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• 2022

최근 구조물의 사용연한이 증가함에 따라 다양한 요인에 의해 철근이 부식되어 구조물의 내하력이 감소하는 문제들이 발생하고 있다. 이를 해결하기 위하여 내식성, 경량성, 고인장강도를 갖는 FRP 보강근의 부착특성에 대한 연구가 활발히 진행중이나, 콘크리트에 매립된 격자형 CFRP 보강재의 부착특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 격자형 CFRP 보강재를 철근의 대체재로 사용하고 사용성 측면에서 부착특성을 평가하기 위해, 격자형 CFRP 보강재의 종방향 부착길이와 횡방향 격자길이를 변수로 하여 직접인발시험을 수행하였다. 이를 통해 격자형 CFRP 보강재의 부착하중-슬립 곡선을 도출하였으며, 부착거동을 분석하였다. 총 부착하중 식은 종방향 부착길이의 부착력과 횡방향 격자의 전단력의 합으로 제안하였으며, 부착하중-슬립곡선의 면적을 전체 일로 표현하여 슬립량에 대한 에너지 소산량의 변화를 분석하여 횡방향 격자가 부착력에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.234-245
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• 2003

대부분의 콘크리트 교량 구조물은 과도한 교통량과 구조물의 사용수명의 도래로 손상된다. 콘크리트의 손상은 철근의 부식과 콘크리트와 철근의 분리로 인하여 성능저하 촉진의 원인이 된다. 손상된 콘크리트 구조물의 빠른 복원은 콘크리트 구조 체계에서 콘크리트 성능저하의 심화를 막기 위하여 매우 중요하게 되었다. 최근 섬유시트는 고인장강도, 내구성, 부식저항성, 경량성, 제작편리성, 비용절감, 균열 제어, 두께 대비 고강도, 사용성 등의 많은 장점이 원인이 되어 손상된 콘크리트 구조물의 보강에 널리 사용되고 있다. 그러나 섬유시트 보강에 따른 공칭휨모멘트 성능을 예측하는 방법에 대한 해석과정의 결여로 구조물의 보강 과정에서 효과적인 인자의 결정이 어렵게 된다. 본 연구에서는 T형 철근콘크리트보의 보강을 위해 부재의 밑면에 부착된 섬유시트가 휨 강도에 미치게 되는 영향이 연구된다. 또한 밑면섬유시트의 박리 방지를 위해 감싸는 섬유시트의 옆면부분에 의한 부수적인 휨 보강 효과가 이론적으로 조사된다. 제안한 접근방법을 입증하기 위하여 해석 결과가 참고된 다른 실험연구의 결과와 비교된다. 예측된 결과와 실험결과는 잘 일치하였다.