• 제목/요약/키워드: Mode of failure

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CFRP 플레이트 적용 스터럽 부분절단형 표면매립공법으로 보강된 철근콘크리트 보의 휨 거동에 대한 실험적 평가 (Experimental Verification of Flexural Response for Strengthened R/C Beams by Stirrup Partial-Cutting Near Surface Mounted Using CFRP Plate)

  • 오홍섭;심종성;주민관;이기홍
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.671-679
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    • 2008
  • 최근 fiber reinforced polymer (FRP)를 적용한 near surface mounted (NSM) 보강공법은 열화된 콘크리트구조물에 대해 유지관리 측면에서 활발하게 적용되고 있다. 그러나, 기존 NSM 보강공법은 보강깊이가 부족한 콘크리트구조물에 대해서는 그 적용함에 있어 다소 제약이 있어왔으며 또한 비교적 얇게 보강된 특성으로 인하여 공용 시 부착특성에 대한 우려도 함께 부각되어 왔다. 이 문제점을 해결하고자, 본 연구에서는 스터럽 부분절단형 NSM 공법 (이하 SCNSM 공법)을 개발하여 노후화된 콘크리트구조물의 보강성능을 향상시키고자 한다. 본 공법은 기존 NSM 보강공법 적용 시 보강깊이 확보가 어려운 노후화된 콘크리트구조물의 성능향상에 적합한 공법이다. 본 연구에서는 새로 개발된 SCNSM 보강공법의 휨 성능을 검증하고자 휨 실험을 수행하였으며, 이를 기존 NSM 보강공법이 적용된 휨구조물과 비교분석하였다. 시험변수로는 보강길이 (순지간의 32%, 48%, 70%, 80%, 96%)를 적용하였으며, 하중-변위관계, 변형률관계 등이 분석되었다. 시험 결과, SCNSM 보강시험체는 기존 NSM 보강시험체와 유사한 극한하중 및 구조거동을 나타내었으며, 특히, 하부 스터럽 부분절단에 따른 구조적 취약성은 확인되지 않았다. 따라서, SCNSM 보강공법은 노후화된 콘크리트구조물의 내하력 증진을 위한 보강 시 피복두께가 확보됨의 유무에 따른 제약을 받지 않는 효과적인 보강공법이 될 수 있을 것으로 분석되었다.

철근콘크리트 패널의 FRP 보강에 의한 방폭 성능 향상에 관한 실험 연구 (Experimental Study on Blast Resistance Improvement of RC Panels by FRP Retrofitting)

  • 하주형;이나현;김성배;최종권;김장호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.93-102
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    • 2010
  • 최근, 토목 분야에서의 RC 구조물의 보강을 위한 FRP 사용이 증대되고 있다. 특히, FRP로 보강된 구조물의 폭발저항성능에 대한 관심이 증가하면서 폭발하중에 대한 FRP의 보강 효과에 대한 검토가 필요하게 되었다. 폭발하중을 받는 FRP의 보강 효과를 측정하기 위해 9개의 $1,000{\times}1,000{\times}150\;mm$의 RC 패널 시편을 제작하였으며, 각 시편에는 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아, 폴리우레아와 CFRP의 동시 보강한 경우와 현무암 섬유 복합재(BFRP, basalt fiber reinforced polymer)로 보강하여 각 보강 섬유의 폭발 저항 성능을 검토하고자 하였다. 폭발하중은 ANFO 15.88 kg의 장약량을 1.5 m 이격거리로 적용하였으며, 측정하고자 한 데이터는 초기 압력폭발압력하중 뿐만 아니라, 반사압력, 충격량, 중앙부의 처짐, 철근, 콘크리트 및 FRP의 변형률를 측정하였다. 각 시편의 파괴모드는 control 시편인 일반 강도 시편과 비교하였다. 실험을 통해 보강 재료에 따른 방폭 성능을 파악하였으며, 이 실험 결과는 구조물에 요구되는 방호 성능 및 방호도에 따라 보강 재료를 선택하는 기초자료로 활용될 수 있다.

질화 지르코늄 코팅이 코발트 크롬 합금과 타이타늄 합금에서 의치상 레진과의 전단결합강도에 미치는 영향 (The effect of Zirconium Nitride coating on shear bond strength with denture base resin in Co-Cr alloy and titanium alloy)

  • 박찬;이경훈;임현필
    • 구강회복응용과학지
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    • 제32권3호
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    • pp.194-201
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    • 2016
  • 목적: 본 연구는 Co-Cr, Ti-6Al-4V 합금에 Zirconium Nitride (이하 ZrN) 적용 시, 의치상 레진과의 접착력을 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: Co-Cr, Ti-6Al-4V 디스크(직경 10 mm, 두께 2.5 mm)를 각각 14개씩 제작하였고, ZrN 코팅에 따라 2개의 그룹으로 나누었다. Primer로 시편 전처리 후, 의치상 레진(직경 6 mm, 두께 5 mm)을 부착하였다. 표면 측정기를 이용하여 시편의 거칠기를 측정한 후, 만능 시험기를 이용하여 전단결합강도를 측정하였으며, 이원분산분석으로 통계 분석하였다. 시편 표면과 파절 양상을 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 결과: ZrN을 코팅한 시편에서 유의하게 높은 표면 거칠기를 나타내었고(P < 0.05), 전단결합강도는 낮았다(P < 0.001). ZrN 코팅 시편에서는 혼합성 파절과 부착성 파절이 함께 나타났다. 결론: Co-Cr, Ti-6Al-4V 합금에서 ZrN 코팅 처리는 의치상 레진과의 결합력을 약화시켰다.

GFRP 보강근으로 겹이음된 콘크리트 보의 보강비에 따른 거동특성 (Behavior of Reinforcement Ratio on Concrete Beams Reinforced with Lab Spliced GFRP Bar)

  • 최윤철;박금성;최현기;최창식
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.67-76
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    • 2011
  • 기존의 철근 콘크리트 구조물에서 나타나는, 극한 환경하에서의 철근의 부식 문제 때문에 GFRP 보강근으로 철근을 대체하고 있다. 최근 들어 GFRP를 보강근으로 사용한 보의 성능에 대한 해석적, 실험적 연구가 지속적으로 행해지고 있지만 아직 철근 콘크리트 보의 연구에 대한 수에 비하여 이에 대한 연구 결과는 매우 적어 신뢰성을 얻기 힘든 상황이다. 이에 본 연구에서는 겹침이음된 GFRP 보강근을 보에 적용하여 모멘트-처짐 관계에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험 변수는 GFRP의 보강비와 피복 두께에 대한 것으로 총 6개의 GFRP 보강 콘크리트 보의 실험체가 제작되었다. 모든 실험체는 4000mm의 스팬을 가지고 있으며 12.7mm의 지름을 가지는 GFRP 보강근을 사용하였다. 보강근이 겹침이음된 부분에 일정한 모멘트가 작용하게 하기 위해 2점 가력 방식을 사용하였다. 실험 결과 보강근비의 증가에 따라 극한 하중의 크기가 증가하였다. 파괴 모드는 보강근비에 따라 매우 민감하게 변화하였으며 피복 두께는 인장측의 콘크리트의 탈락에 의해 최대 강도와 처짐량을 결정하는 요인이 되는 것으로 나타났다.

미래학교 수학교실의 교육 방법론에 대한 탐색:비구조화된 문제에서 학생들의 질문 만들기를 중심으로 (Teaching Methodology for Future Mathematics Classroom:Focusing on Students' Generative Question in Ill-Structured Problem)

  • 나미영;조형미;권오남
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제56권3호
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    • pp.301-318
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    • 2017
  • This paper explores students' question generation process and their study in small group discussion. The research is based on Anthropological Theory of the Didactic developed by Chevallard. He argues that the savior (knowledge) we are dealing with at school is based on a paradigm that we prevail over whether we 'learn' or 'study' socially. In other words, we haven't provided students with autonomous research and learning opportunities under 'the dominant paradigm of visiting works'. As an alternative, he suggests that we should move on to a new didactic paradigm for 'questioning the world a question', and proposes the Study and Research Courses (SRC) as its pedagogical structure. This study explores the SRC structure of small group activities in solving ill-structured problems. In order to explore the SRC structure generated in the small group discussion, one middle school teacher and 7 middle school students participated in this study. The students were divided into two groups with 4 students and 3 students. The teacher conducted the lesson with ill-structured problems provided by researchers. We collected students' presentation materials and classroom video records, and then analyzed based on SRC structure. As a result, we have identified that students were able to focus on the valuable information they needed to explore. We found that the nature of the questions generated by students focused on details more than the whole of the problem. In the SRC course, we also found pattern of a small group discussion. In other words, they generated questions relatively personally, but sought answer cooperatively. This study identified the possibility of SRC as a tool to provide a holistic learning mode of small group discussions in small class, which bring about future mathematics classrooms. This study is meaningful to investigate how students develop their own mathematical inquiry process through self-directed learning, learner-specific curriculum are emphasized and the paradigm shift is required.

원형강관 기둥의 구조적인 거동 및 강도에 관한 연구 (A Study on the Structural Behavior and the Strength of Circular Hollow Steel(CHS) Section Columns)

  • 강두원;권영봉
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.505-514
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    • 2009
  • 본 논문에는 압측실험 결과에 근거한 원형강관의 구조적인 거동 및 설계강도에 대하여 기술하였다. 원형강관 기둥의 극한강도는 직경-두께비 및 세장비에 의하여 결정된다. 원형강관의 직경-두께비가 큰 경우 전체좌굴 발생 이전에 탄성 및 비탄성 국부좌굴이 일어나게 되어 기둥강도를 감소시키게 된다. 원형강관의 국부좌굴이 기둥강도에 미치는 영향을 연구하기 위하여 두께 2.8mm, 3.2 mm인 SM400 강판을 용접하여 직경-두께비 45에서 170까지인 원형강관을 제작하여 압축실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면 직경-두께비가 현행 설계기준의 항복한계보다 작은 원형강관의 경우에도 비탄성국부좌굴이 발생하였으나 상당한 크기의 후좌굴강도를 보여 최대응력은 항복강도를 상회하였다. 도로교설계기준(2005)에 의한 허용응력은 실험결과와 비교하여 상당히 안전치로 나타났다. 최근에 개발된 직접강도법을 원형강관에 적용하기 위하여 실험 및 수치해석 결과와 비교한 결과, 제안된 직접강도법은 국부좌굴과 전체좌굴의 혼합 유무와 상관없이 원형강관 기둥의 극한강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

국방 선행연구단계에서 안전분석 기법에 기반한 수행프로세스의 개선 및 수행성숙도 평가를 활용한 위험 관리 (Safety Techniques-Based Improvement of Task Execution Process Followed by Execution Maturity-Based Risk Management in Precedent Research Stage of Defense R&D Programs)

  • 최세근;김영민;이재천
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.89-100
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    • 2018
  • 방위력개선사업의 선행연구는 소요가 결정된 무기체계의 효율적 획득방법 결정을 지원하기 위해 수행되는 사업단계로, 선행연구단계에서 수행되어야할 요소를 식별하기 위해 안전분석 과정에서 활용되는 FTA/FMEA 기법의 수행방안을 착안 및 테일러링을 통해 핵심검토 항목 도출을 위한 방법론을 제시하였었다. 기존의 연구에서 도출한 핵심요소를 보완하기 위해 핵심요소로부터 발생 가능한 다양한 사건들을 추가 보완 및 분석이 필요했으며 이를 위해 타 산업분야에서 안전분석을 위해 수행하는 HAZOP 기법을 활용하여 핵심요소 도출결과를 보완하였다. HAZOP/FTA/FMEA 기법을 연계하여 도출된 선행연구단계의 핵심요소에 대해 입 출력 정보 및 연관관계를 설정하여 수행절차를 분석하고 모델화하였다. 또한 선행연구 수행성과에 대해 수행성숙도를 평가하고 성숙도가 낮은 핵심요소에 대해 관련 핵심요소와의 연동정보를 바탕으로 위험도 기반 대응 매뉴얼을 생성하였다. 본 연구결과를 토대로 방위력개선사업 선행연구단계에서 핵심요소 및 수행절차, 위험관리 대응 매뉴얼 적용을 통해 사업추진간 성능 비용 일정을 충족하고 예상되는 위험을 감소시켜 효율적이고 안정적인 방위력개서사업 추진을 기대할 수 있다.

전면벽체 강성에 따른 쏘일네일링 벽체의 거동특성에 관한 실험적 고찰 (An Experimental Study of the Soil Nailed Wall Behavior with Front Plate Rigidity)

  • Kim, Hong-Taek;Kang, In-Kyu;Kwon, Young-Ho;Park, Si-Sam;Cho, Yong-Hoon
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.87-94
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    • 2002
  • 최근 들어 국내에서는 경제적이고 효율적인 지하굴착공법으로 쏘일네일링 벽체와 지하구조물 외벽을 합벽처리하는 사례가 많아지고 있으며, 이같은 지하외벽 일체식 쏘일네일링 공법은 기존의 지보공법과 비교해 볼 때 굴착면적을 최소화하고 시공성을 개선할 수 있는 특징 이 있다. 또한 지하외벽 일체식 쏘일네일링 공법은 지하외벽의 단면 축소와 지하수에 의한 양압력의 영향에도 대처할 수 있는 장점이 있으나 아직까지는 이에 대한 연구가 미흡하여 보수적으로 설계되고 있는 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 실내모형실험을 통해 전면벽체의 강성에 따른 쏘일네일링 보강토체의 거동 및 네일의 두부에 작용하는 인발력을 분석하여 전면벽체의 강성에 따른 쏘일네일링 벽체의 파괴유형을 규명하고 사용상태 및 한계상태에서의 변위양상 및 네일 두부에서의 인장력 분포를 분석하였다. 또한 전면판의 강성이 쏘일네일링 벽테의 전체 안정성에 미치는 영향을 분석하였으며, 향후 전면벽체의 강성에 따른 지반-네일의 상호작용에 대한 모델개발에 필요한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.

고인성섬유 복합 모르타르 및 고성능 배근상세를 활용한 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능 개선 연구 (A Study on Improvement of Seismic Performance of High Strength Reinforced Concrete Interior Beam-Column Joints Using High Ductile Fiber-Reinforced Mortar and Advanced Reinforcing Detailings)

  • 하기주;이동렬;홍건호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.233-240
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    • 2013
  • 이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강하고 내진성능을 평가하였다. 총 5개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강한 실험체(IJIR, IJIRS, IJIRP)는 재하 전 과정을 통하여 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 표준실험체의 114.2~123.5%, 에너지소산능력은 1.55~1.85배로 표준실험체에 비하여 매우 향상되었다.

섬유시트와 매입형 CFRP Rod를 보강한 R/C 외부 보-기둥 접합부의 내진성능 평가 및 개선 (Improvement and Evaluation of Seismic Performance of Reinforced Concrete Exterior Beam-Column Joints Retrofitting with Fiber Reinforced Polymer Sheets and Embedded CFRP Rods)

  • 하기주;하영주;강현욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.151-159
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    • 2015
  • 본 연구에서는 기존 철근콘크리트 구조물 보-기둥 접합부의 내진성능의 개선을 위해 보-기둥 접합부 영역을 FRP보강재 (탄소섬유시트, 아라미드섬유시트, 매입형 CFRP Rod)를 사용하여 보강한 후 내진성능을 평가하였다. 총 7개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 본 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역을 보강한 결과, 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 보강재의 구속효과로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 매입형 CFRP Rod와 탄소섬유시트를 활용한 R/C 외부 보-기둥 접합부 실험체 LBCJ-CRUS는 표준실험체 LBCJ와 비교하여 변위연성 4, 7에서 각각 최대내력은 1.54배, 에너지소산능력은 2.36배 증가하였다. 그리고 실험체 LBCJ-CS, LBCJ-AF시리즈는 변위연성 7에서 표준실험체 LBCJ 보다 에너지소산능력이 각각 2.04~2.34, 1.63~3.02배 증가하였다.