• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.643-650
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• 2012

콘크리트구조설계기준에서는 철근콘크리트 기둥에서 주철근의 설계기준항복강도를 550 MPa 이하로 규정하고 있다. 이는 철근콘크리트 기둥에 주철근으로 고강도 철근(high-strength concrete)을 사용할 때 콘크리트가 압축강도에 도달하여도 주철근이 항복변형률에 도달하지 않아 고강도 철근을 효율적으로 사용할 수 없기 때문이다. 철근의 설계기준항복강도 제한의 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 횡구속력(confinement effect)을 가해주는 방법과 콘크리트의 파괴변형률(peak strain)을 증진시켜주는 방법이 있다. 횡구속을 효과적으로 가하는 방법으로서 원형 단면의 철근보다는 판재를 사용하는 것이 바람직하다. 이 연구에서는 가공이 용이한 판재로서 탄소섬유판을 철근콘크리트 기둥에서 횡구속효과를 위한 구조재료로 사용하였을 경우 보강되지 않은 경우보다 증진된 압축강도 및 축압축 파괴변형률을 보였으며, 콘크리트 단면 형상이 원형에 가까울수록, 횡구속 형태가 원형에 가까울수록 횡구속 효과는 더욱 커졌다. 최종적으로 실험 결과를 토대로 철근콘크리트 기둥에서 탄소섬유판에 의한 횡구속 효과와 함께 고강도 철근의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.85-98
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• 2017

일반적으로 철도궤도 상부노반 흙재료는 연속적인 열차의 동적하중을 받게 되어 증가-감소 단계의 응력을 경험하게 된다. 이와 같이 일정한 주기에 따라 반복적으로 재하되는 축차응력(${\sigma}_d$)과 반복재하회수가 증가하게 되어 발생하는 회복변형률(${\varepsilon}_r$)의 비를 이용, 회복탄성계수($M_R$)을 산정할 수 있다. 현재까지 철도궤도하부구조에 적용할 수 있는 통일된 회복탄성계수 측정 시험법이 제시된 바 없어, 본 연구에서는 철도궤도 하부구조에 적용 가능하며, 구속압, 응력조건 및 반복재하회수 등을 종합적으로 고려할 수 있는 반복삼축압축시험에 의한 잠정 회복탄성계수 측정시험법을 제시하였다. 또한 반복삼축압축시험에 의한 잠정 시험법을 통해 산정된 회복탄성계수($M_R$)와 중형공진주시험을 통해 측정한 전단탄성계수(G)와의 상관성분석을 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.160-169
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• 2015

이 연구에서는 순환굵은골재와 고로슬래그미분말을 치환한 콘크리트를 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 위험단면영역에 하이브리드 섬유 (PVA섬유+강섬유)를 적용한 외부 보-기둥 접합부 실험체를 7개 제작하여 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였다. 이 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역에 하이브리드섬유를 보강한 결과 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 하이브리드섬유의 가교역할로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 철근콘크리트 보-기둥 접합부영역에 하이브리드섬유를 보강한 실험체 BCJGPSR 시리즈는 표준실험체 BCJS와 비교하여 최대내력은 1.01~1.04배 증가하였다. 그리고 에너지 소산능력은 1.06~1.29배 증가하였다. 또한 하이브리드섬유 (강섬유+PVA섬유)를 보강한 실험체 $BSJGPSR_1$은 최대강도를 확보한 변위연성 9에서 실험체 BCJS, BCJP, BCJGPR 시리즈 보다 에너지 소산능력이 1.33~1.65배 증가한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.161-168
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• 2006

본 연구에서는 기둥의 축력비 및 횡보강근의 형상을 주요 변수로 현행 규준(ACI Code)의 횡보강근량 산정식이 고축력과 반복횡력을 받는 압축강도 100MPa의 초고강도 RC 기둥의 설계에도 적용가능한지 여부를 실험적 연구를 통하여 평가하였다. 실제 구조물의 보를 이상화한 스터브를 가진 1/2개 층의 기둥을 휨 파괴를 유도하기 위하여 형상비(L/d)를 4로 하여 실제 구조물의 1/3 Scale로 하였고, 실험구간은 접합면으로부터 기둥 깊이의 2.5배(750mm)로 하였으며, 총 8개의 실험체를 제작하였다. 실험 결과 실험체의 파괴양상은 축력비가 증가함에 따라 스터브 접합면에서 좀 더 떨어진 위치에서 파괴구간이 넓게 확산되지 못하고 파괴가 집중되었으며, 횡보강근의 체적비가 증가할수록 휨 균열이 다수 발생하였고 파괴구간도 접합면에 더 가까이 발생하였다. 또한, 축하중의 증가는 기둥의 변형능력을 30%, 누적소산 에너지량을 40% 감소시키고 강도와 강성의 감소를 가속화시켰으며, 연성비를 비교하면 D Type에서는 43%, E Type은 30% 감소한 것으로 나타났다. 그리고 횡보강근의 형상이 원형에 가까운 D Type이 심부 콘크리트 구속효과가 가장 좋은 것으로 나타났는데, 동일한 조건일 때 변형능력 및 연성비가 가장 높고 횡보강근의 체적비 증가에 따른 연성비의 증진효과도 가장 뛰어남을 알 수 있었다. 따라서, 고축력 및 횡보강근 형상 등을 고려하지 않고 있는 현재의 횡보강근량 산정 규준식은 100MPa의 초고강도 콘크리트 기둥 설계에 적용하기 위해서는 횡보강근의 상세(형상, 체적비) 및 축력효과등이 적절히 반영되어야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.763-771
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• 2007

철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.593-601
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• 2001

철근콘크리트구조에서 철근의 인장력이 발휘되기 위해서는 적절한 정착길이 또는 갈고리가 필요하다. 그런데, 접합부와 같이 배근이 집중되는 곳이나 대구경 고강도철근이 필요한 경우 정착을 위한 정착길이나 갈고리의 제작 및 배근작업이 어려우며 콘크리트의 충진성도 저하될 수 있다. 또한 갈고리부분의 과도한 응력집중으로 국부적인 지압파괴나 slip이 발생될 우려도 있다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 정착판을 철근 단부에 부착한 기계적 정착공법이 제안되고 있다. 본 연구는 기계적 정착공법의 기초가 되는 정착장치의 요구성능과 정착설계법을 고찰하고 인발실험를 통해 정착장치의 앵커기능을 확인하고자 한다 인발실험 결과, 본 연구에서 설계된 정착장치는 앵커로써의 기능을 적절히 발휘하여 기존 CCD 이론식과 매우 근접한 내력을 발휘하였다 철근항복내력 이상의 정착내력을 지니는 경우, 항복하중까지 콘크리트에 아무런 손상이 발생되지 않았으며, 정착판 후미에서 콘크리트와의 상대변위는 0.2mm이하로 콘크리트에 손상을 유발시키지 않을 것으로 판단되었다. 따라서, 본 연구의 설계과정으로 제작된 기계적 정착장치를 통해 콘크리트에 유해한 손상 없이 필요한 정착내력을 확보할 수 있다. 그러나, 철근간 간격이 좁아 파괴면이 중첩되는 경우에는 정착내력이 크게 저하되어, 순수한 콘크리트 내력만으로 기계적 정착설계가 이루어지는 경우 상당한 매립깊이가 요구된다. 따라서, 실제 구조물의 정착설계를 위해서는 인접부재와의 골조거동(frame action)에 따른 구속효과와 전단보강근의 영향을 고려할 필요가 있다. 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.25-35
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• 2012

직접 전단력이 작용하는 철근콘크리트 부재는 콘크리트 계면의 전단전달에 의해 외력에 저항한다. 현행 구조설계기준의 전단마찰 관련식은 과거 연구자들의 실험 결과를 바탕으로 유도되었으며, 전단마찰강도는 콘크리트 계면을 가로지르는 철근 단면적의 크기에 비례한다. 이러한 경험식을 통해 구해진 전단마찰강도는 철근비가 큰 콘크리트 부재의 경우 실측값과 비교해서 매우 낮은 값을 나타낸다. 이 연구에서는 2축-응력장 이론을 이용하여 종방향 철근의 항복 이후 콘크리트 경사스트럿의 압축파쇄로 이어지는 일련의 극한 한계상태를 정의하고자 하였다. 2축 응력 상태의 콘크리트 최대 압축강도의 변화를 고려하기 위하여 수정압축장이론, 연화트러스모델의 구성방정식을 사용한 각각의 경우에 대하여 전단마찰 강도를 평가하였다. 타당성 검증을 위하여 과거 연구자들에 의해 수행된 직접 전단강도 실험값들과 2축-응력장 이론을 이용하여 구한 값들을 현행 구조설계기준의 전단마찰식과 함께 비교하였으며, 보통강도 콘크리트로 제작된 비균열 직접 전단 시험체의 경우 산정값과 실측치가 대체적으로 일치함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2497-2504
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• 2013

본 연구는 1975년 서울시 교육위원회에서 발간한 '학교시설 표준설계도'가 중학교 대상 표준도의 초기 사례임에 주목하여 그 계획특성을 살펴보았다. 연구결과를 정리하면 다음과 같다. 첫 째, 평면계획에서는 편복도형 블록플랜이 전형적으로 적용된 가운데 유형별로 복도를 없앤 평면형, 일조조건 개선을 위한 $9.9{\times}6.6m$ 교실 모듈, 수납공간의 적극적 계획 등의 변화도 보인다. 둘 째, 일체의 의장이 배제된, 채광면적의 확보를 우선으로 하는 기능적인 입면계획이 적용되었다. 셋 째, 층고, 천정고, 창틀의 설치 위치 등에서 규준화된 단면 치수들이 적용되었으며 노출 천정 구조, 단열구조의 미비, 초기 유형의 목재 바닥틀 혼용 등과 같은 철근 콘크리트조 교사의 과도기적 특성이 보인다. 넷 째, 체육관 계획에서는 다양한 입면구성과 매스의 조형적 처리로 교사동과 대비되는, 학교건축의 상징성을 표출하고자 하는 의도가 나타난다. 다섯 째, 교사동과 이격 배치를 전제로 하는 화장실과 관리실 등의 별동형 계획에서도 동시대 학교건축으로 전환해 가는 과도기적 특성을 발견할 수 있다. 이와 같은 특성들은 표준도에 의한 과거 학교건축의 전형을 보여주면서도 동시에 당시 학교건축에서 요구되는 조건들에 대한 대응 방식과 변화 과정을 파악할 수 있게 한다. 이는 '75년 서울시 표준도'가 가지는 교육시설사 연구 사료로서의 주요한 가치라고 할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국의류학회지
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• 제30권12호
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• pp.1683-1689
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• 2006

리오셀직물은 면직물보다 강하고 습윤시 치수안정성이 높으며 우수한 드레이프성, 탁월한 광택, 소프트한 촉감 등 우수한 성능을 가지고 있어 최근 각광받고 있는 신소재 중 하나이다. 그러나 리오셀직물에 관한 연구는 섬유의 성질, 가공염색방법에 관한 것이 대부분으로, 적합한 봉제방법, 심지선정 등에 관한 연구는 찾아보기 어렵다. 이에 본 연구에서는 겉감으로 시판 리오셀직물 중 숙녀복 수트용으로 사용되고 있는 100% 텐셀직물과 65/35% 텐셀/면 혼방직물 각각에 대해 20수와 10수 모두 4종류를 선정하고 접착 심지로는 중량과 조직을 달리하는 시판 직물심지 5종류와 부직포심지 1종류를 선정하여, 리오셀 심지접착포의 접착심지와 리오셀겉감의 특성에 따른 외관적 성능과 역학적 특성을 측정한 후, 통계적 분석(t-검정, F-검정)에 의해 검정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 리오셀 심지접착포의 드레이프성과 구김회복성은 접착심지의 구조에 영향을 받고, 강연성은 접착심지의 구조와 리오셀겉감을 구성하는 실의 변수에 영향을 받는다. 2. 리오셀 신지접착포의 인장특성중 WT는 리오셀겉감을 구성하는 실의 번수와 혼용률에 영향을 받고, RT는 리오셀 겉감을 구성하는 실의 번수에 영향을 받는다.