최근, 갑작스런 집중호우로 인하여 자연 및 인공사면의 붕괴가 종종 발생하고 있다. 이를 예방하기 위한 여러 가지 보강공 법들이 개발되어 적용되고 있다. 그 중에서도 쏘일네일링 공법은 시공성과 경제성 등의 이유로 그 활용이 증대되고 있다. 쏘일네일링 공법은 다른 보강공법들과 함께 사용하는 경우도 있으며, 또한 강재와 시멘트그라우팅과의 일종의 복합 구조체로서 지반과 그라우팅사이의 마찰력을 활용하는 공법이다. 본 연구에서는 선단확장형 쏘일네일링 공법을 개발하였으며, 이는 네일 끝단에 앵커체가 부착되어 있다. 이 앵커체는 네일링 작업 중 네일 끝단에서 확개되면서 지반에 정착되게 된다. 본 연구에서는 네일링 시공 후 그라우팅을 하지 않은 상태와 그라우팅 후 양생이 된 경우 각각에 대해 현장인발저항시험을 실시하였다. 시험결과로부터 선단확장형 쏘일네일의 선단쐐기력을 분석하였으며, 거동특성을 종합적으로 고찰하였다.
Background: Pre-lifting of the sternum marked a major turning point in pectus excavatum repair. The author developed the crane technique in 2002 and successfully applied it to more than 2,000 cases using sternal wire stitching. However, blind sternal suturing limited the use of the wire-stitch crane. We propose a novel screw for sternal lifting as a new tool for the crane technique. Methods: We developed a screw system strong enough to withstand the pressure needed for sternum lifting. The screw was designed to have a broader thread to hold the bony tissue securely. The screw's sustaining power was tested using the torsion, driving torque, and axial pull-out tests in a polyurethane block and ex-vivo porcine sternum. Results: The screws were easily driven into the sternum, and the head of the screw was connectable to the table-mounted retractor. In the torsion test, the 2° offset torsional yield was 4.53 N·m (reference value, 1 N·m). In the polyurethane block driving torque test, the maximum torque was 0.98 N·m (reference value, 0.70 N·m). The axial pull-out test was 446 N (reference value, 100 N). The maximum pull-out resistance in the ex-vivo porcine sternum model was 1,516 N. Conclusion: The screw crane was strong enough to sustain the chest wall weight to be lifted. Thus, the screws could effectively replace the sternal wire stitching in crane pre-lifting of the sternum. We expect that application of the screw-crane will be easy and that it will improve the safety and success rate of pectus repair surgery.
본 연구는 순수 Kevlar 직물과 실리카 입자를 포함하는 전단농화유체가 함유된 Kevlar 액체방탄재(STF-Kevlar)에 대한 방탄충격에 의한 파단모드 연구이다. Cal.22 파편탄과 9mm FMJ 볼탄에 의한 방탄시험에 의하여 이 두 재료는 거시적 측면에서 다른 파단모드를 보여주었다. 순수 Kevlar 직물에서는 얀의 뽑힘(Pull-out)이, 그리고 STF-Kevlar 액체방탄재에서는 얀의 파단이 충격에너지를 흡수하는 주 기구로 나타났다. 전자주사현미경에 의한 미시적 관찰에서 Kevlar 섬유 표면의 벗겨짐, 섬유가 여러 가닥으로 갈라지는 스프리트, 그리고 섬유의 절단, 이 세가지 파단 모드가 손상 정도의 차이는 있지만 공통적으로 두 재료에서 관찰되었다. STF-Kevlar에서, 얀 섬유의 파단은 첫째는 실리카 입자로 덮여있는 얀-얀, 직물-직물 사이의 마찰력과, 둘째는 충격시 전단농화 현상의 발생으로 얀의 이동이 강력하게 억제되기 때문인 것으로 보인다.
본 연구의 최종 목표는, 세립분이 비교적 많이 포함된 우리나라에 폭넓게 분포되어 손쉽게 얻을 수 있는 화강풍화토를 뒤채움흙으로 활용하는 토목섬유 보강토벽체 시스템을 체계화하는 데 있다. 이를 위한 단계적 노력의 일환으로, 우선 본 논문에서는, 인장보강 기능이 우수한 지오그리드와 배수기능이 탁월한 부직포 지오텍스타일을 병행하여 포설하는 형태의 토목섬유 복합보강재의 마찰특성 등 상호관련거동에 대한 분석에 초점을 두고, 실내인발시험 및 유한요소 수치모델링 해석 등을 수행하였으며, 또한 지오그리드 하부에 설치되는 부직포의 배수효과를 간접적으로 살펴보기 위한 유한차분 수치모델링 해석을 추가로 시행하였다. 이를 통해 부직포의 배수효과와 더불어, 화강풍화토 뒤채움흙 내부 복합보강재의 경우 전반적으로 비교적 작은 크기의 변위가 유발되는 효과와, 인발에 대한 저항능력도 상대적으로 큰 특징을 확인하였다.
The purpose of this study is to develop for finishing method of concrete structures applying metal spraying system. In the experiments, the pull out tests were conducted using the specimen which was applied by various surface treatment of concrete substrate. As a result, it was confirmed that the adhesion strength of metal spray was effected by surface condition of concrete and the construction of primer or the coarse surface agent to the concrete substrate is very effective to the new finishing method of concrete for the metal spraying system.
An experimental investigation on the reinforcing bar corrosion and relationshid of reinforcing bar and concrete bond strength has been conducted to establish the allowable limit of rust in the construction field. The reinforcing bars used in this study were rusted before embedding in concrete. The first component of this experiment is to make rust of reinforcing bar rust artificially based on Faraday's theory at certain rates such as 2, 4, 6, 8 and 10% of reinforcing bar weight. For estimation of the amount of rust by weight, Clarke's solution and Shot blasting were adopted and compared. Parameters include 240 and 450kg/㎠ of compressive strengths and diameter of reinforcing bar (16, 19 and 25mm) corresponding development length for pull-ort test. And, pull-out tests were carried. out according to KSF 2441 and ASTMC 234 to investigate the effect of the corrosion rate on reinforcing bar-concrete bond behavior. It is found from the test results that the test techniques for corrosion of bar used in this study is relatively effective and correct test method. Results shows that up to 2% of rust increases the bond strength regardless of concrete strength and diameter of reinforcing bar like the existing data. It might be because of the roughness from rust. As expected, the bond strength increases as compressive strength of concrete increases and the diameter of bar decreases.
Fiber reinforced plastic (FRP) rods are used as reinforcement (prestressed or not) to concrete. FRP composites can also be combined with steel to form hybrid reinforcing rods that take advantage of the properties of both materials. In order to effectively utilize these rods, their bond behavior with concrete must be understood. The objective of this study is to characterize and model the bond behavior of hybrid FRP rods made with epoxy-impregnated aramid or poly-vinyl alcohol FRP skins directly braided onto a steel core. The model closely examines the split failure of the concrete by quantifying the relationship between slip of the rods resulting transverse stress field in concrete. The model is used to derive coefficients of friction for these rods and, from these, their development length requirements. More testing is needed to confirm this model, but in the interim, it may serve as a design aide, allowing intelligent decisions regarding concrete cover and development length. As such, this model has helped to explain and predict some experimental data from concentric pull-out tests of hybrid FRP rods.
The mechanical properties and failure behaviour of carbon/phenolic composites were inverstigated by tension and compression. Carbon/phenolic composites were fabricated by infiltration of matrix into 8 harness satin woven fabric of PAN-based carbon fibers. The tensile and compressive tests were performed at 25℃ under air atmosphere and, at 400℃ and 700℃ under N₂ atmosphere. The tensile strengths of carbon/phenolic composites in with-laminar/0° warp direction were about 10 times higher than those in with-laminar/45° warp direction, which was analyzed due to a change of fracture mode from fiber pull-out by shear to tensile fracture of fibers. The fracture of carbon/phenolic composites in with-laminar/45° direction was analyzed due to delamination by buckling. Tensile and compressive strength of carbon/phenolic composites decreased to about 50% at 400℃, and to about 10% at 700℃ compared to that at room temperature. The main reason for the decrease of tensile or compressive strength with increasing temperature was analyzed due to a reduction of bond strength between fibers and matrix resulting from thermal degradation of phenolic resin.
Recently, it has been studied for the application of nano-materials in the concrete. Applied a small amount of nano-materials can achieve the goal of high strength, high performance and high durability. The small addition of nano clay improves strength, thermal stability, and durability of concrete because of the excellent dispersion. The present study has investigated the effectiveness, when varying with the contents of nano clay, influencing the pull-out behavior of macro synthetic fibers in nano materials cement mortar. Pullout tests conducted in accordance with the Japan Concrete Institute (JCI) SF-8 standard for fiber-reinforced concrete test methods were used to evaluate the pullout performance of the different nano clay. Nano clay was added to the 0, 1, 2, 3, 4 and 5 % of cement weight. The experimental results demonstrated that the addition of nano clay led to improve the pull-out properties as of the load-displacement curve in the precracked and debonded zone. Also, the compressive strength, flexural strength and pullout performance and of Mix No. 1 and No. 2 increased up to the point when nano clay used increased by 2 and 3 % contents, respectively, but decreased when the exceeded 3 and 4 %, respectively. It was proved by verifying increase of the scratching phenomenon in macro synthetic fiber surface through the microstructure analysis on the surface of macro synthetic fiber.
철근콘크리트구조물의 거동에서 가장 중요한 요구사항 중의 하나는 철근과 콘크리트 상호간의 합성 거동을 위한 부착 성능의 확보이며, 순환골재 콘크리트를 구조체로 적용하기 위해서는 순환골재와 철근의 부착 거동을 구명하는 것이 매우 중요한 요소로 등장하게 된다. 이러한 분석에 따라 본 연구에서는 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근 상호간의 부착거동을 평가하기 위하여 총 36개의 시험체를 제작하여 압축인발 실험을 수행하였다. 연구를 수행함에 있어 실험에 사용된 변수는 0, 30, 60, 100%의 4가지의 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 방향 및 위치 (상단근, 하단근)로 하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 실험 결과를 종합해 보면, 순환굵은골재를 사용한 콘크리트와 철근간의 부착강도는 실험에 사용된 변수인 철근의 배근방향/위치 및 순환굵은골재 치환율에 따라서 그 영향이 상호 다르게 나타나는 것으로 파악되었다. 즉, 수직배근된 철근의 경우는 순환골재의 치환율에 관계없이 상호 유사한 값을 나타내고 있는 반면, 수평 배근된 시험체의 경우는 순환굵은골재 치환율 및 철근의 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 순환골재의 치환율 변화에 따라 콘크리트 침하량의 차이가 발생되며 추가적으로 상부철근을 통과하지 못한 기포의 영향으로 인해 부착면적이 감소되었기 때문인 것으로 판단되며, 이로 인하여 HU type 시험체의 최대부착응력이 다른 시험체에 비하여 현저히 작은 것으로 나타났다. 따라서 순환골재 콘크리트를 포함하여 철근과 콘크리트의 부착강도 평가를 위한 기존의 규준식에서 철근의 위치에 따른 기여도를 재검토할 필요성이 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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