• Advanced Composite Materials
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• 제17권3호
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• pp.277-299
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• 2008

High quality and expedient processing repair methods are necessary to enhance the service life of bridge structures. Deterioration of concrete can occur as a result of structural cracks, corrosion of reinforcement, and freeze.thaw cycles. Cost effective methods with potential for field implementation are necessary to address the issue of the vulnerability of bridge structures and how to repair them. Most infrastructure related applications of fiber-reinforced plastics (FRPs) use traditional hand lay-up technology. The hand lay-up is tedious, labor-intensive and relies upon personnel skill level. An alternative to traditional hand lay-up of FRP for infrastructure applications is Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM). VARTM uses single sided molding technology to infuse resin over fabrics wrapping large structures, such as bridge girders and columns. There is no work currently available in understanding the interface developed, when VARTM processing is adopted to wrap fibers such as carbon and/or glass over concrete structures. This paper investigates the interface formed by carbon fiber processed on to a concrete surface using the VARTM technique. Various surface treatments, including sandblasting, were performed to study the pull-off tensile test to find a potential prepared surface. A single-lap shear test was used to study the bond strength of CFRP fabric/epoxy composite adhered to concrete. Carbon fiber wraps incorporating Sikadur HEX 103C and low viscosity epoxy resin Sikadur 300 were considered in VARTM processing of concrete specimens.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.477-486
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• 2008

탄소섬유시트 보강공법은 콘크리트구조물의 보강에 많이 사용되는 보강공법이다. 이러한 탄소섬유 보강공법에서는 콘크리트와 CFRP시트 사이의 경계면 거동이 전체 보강구조물의 거동을 지배하게 된다. 본 연구에서는 탄소섬유시트 보강공법을 적용한 콘크리트구조물의 경계면 거동에 대한 기존의 연구들을 고찰하고, 이를 바탕으로 경계면 부착거동해석에 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 bond-slip model을 제시하고, 경계면의 부착거동을 해석할 수 있는 해석 기법을 제안하였다. 새롭게 제시된 bond-slip model은 기존의 bilinear bond-slip model을 개선한 것으로서, 전단응력이 증가하는 구간을 2개의 직선구간으로 구성하고, 전단응력이 감소하는 구간을 지수함수로 구성한 것이다. 제안된 bond-slip model은 기존의 부착전단 실험 결과 및 경계면 거동 모델들과의 비교를 통하여 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.1-8
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• 2018

본 연구의 목적은 해석적 방법을 통하여 내화 재료의 특성을 파악하고 섬유 강화 폴리머로 보강된 철근콘크리트의 보의 적절한 내화설계 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해, 내화재료의 가열실험을 실시하고 유한요소해석을 통해 열전도율과 비열을 구하고 또한 고온에서 FRP로 보강된 철근콘크리트 보 실험체에 대한 유한요소 해석을 통해 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 이 과정에서 실험과 해석적 접근의 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 FRP로 보강된 철근콘크리트 보의 열적특성을 제안된 해석 방법으로 분석하고 고온으로 감소된 휨내력을 계산하였다. 최종적으로 제안된 방법을 이용하여 FRP로 보강된 부재에서 고온 노출시 열특성을 반영한 부재의 열전도를 파악하고 이를 이용하여 내력을 산정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 도시과학
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• 제11권2호
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• pp.19-24
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• 2022

Conventional RC beams for crossing small and medium-sized rivers do not have a cross-sectional area, so the floating debris is accumulated and disasters such as damage to bridges occur. To improve this, the PSC method was invented. However, this also had problems such as transverse curvature, increase in dead weight due to cross-sectional shape, and negative moment generated during serialization, so it was necessary to develop a new type of girder. Therefore, it was intended to propose a LIT(Leton Interaction Thrust) girder bridge that is safer and has better performance than the conventional PSC girder with improved section efficiency. Unlike existing girder bridges, the LIT girder has the feature that the change in the strands of the entire girder occurs only in the vertical direction when the first tension is applied because the tendon arrangement is symmetrical by applying the raised portion. In addition, slab continuation generates a secondary moment that is advantageous to the continuous point, effectively controlling the negative moment and preventing the corrosion of the tendon. The dimensions of the cross section were determined, and the arrangement of the strands was designed to conduct structural analysis and detailed analysis. As a result of the structural analysis, the stress of the girder showed results within the allowable compressive stress, and the deflection showed the result within the allowable deflection. showed results. In addition, a detailed analysis was performed to examine the stress distribution around the girder body and the anchorage area and the stress distribution of the embossed portion, and as a result, the stress of the girder body due to the tension force showed a stable level.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.375-391
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• 2022

This paper discussed and analyzed the interfacial stress distribution characteristic of adjacent cracks in Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) plate strengthened concrete slabs. One un-strengthened concrete test beam and four CFRP plate-strengthened concrete test beams were designed to carry out four-point flexural tests. The test data shows that the interfacial shear stress between the interface of CFRP plate and concrete can effectively reduce the crack shrinkage of the tensile concrete and reduces the width of crack. The maximum main crack flexural height in pure bending section of the strengthened specimen is smaller than that of the un-strengthened specimen, the CFRP plate improves the rigidity of specimens without brittle failure. The average ultimate bearing capacity of the CFRP-strengthened specimens was increased by 64.3% compared to that without CFRP-strengthen. This indicites that CFRP enhancement measures can effectively improve the ultimate bearing capacity and delay the occurrence of debonding damage. Based on the derivation of mechanical analysis model, the calculation formula of interfacial shear stress between adjacent cracks is proposed. The distributions characteristics of interfacial shear stress between certain crack widths were given. In the intermediate cracking region of pure bending sections, the length of the interfacial softening near the mid-span cracking position gradually increases as the load increases. The CFRP-concrete interface debonding capacity with the larger adjacent crack spacing is lower than that with the smaller adjacent crack spacing. The theoretical calculation results of interfacial bonding shear stress between adjacent cracks have good agreement with the experimental results. The interfacial debonding failure between adjacent cracks in the intermediate cracking region was mainly caused by the root of the main crack. The larger the spacing between adjacent cracks exists, the easier the interfacial debonding failure occurs.

• 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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• 제21권6호
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• pp.797-804
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• 2009

테두리 보에 의한 휨강성이 확보되지 않은 철근콘크리트 플랫 플레이트의 구조설계는 강도 조건 뿐만 아니라 사용성에 의하여 지배받을 수 있다. 특히, 조기 재령 슬래브의 과하중 작용 및 균열 발생은 시공 중인 플랫 플레이트의 처짐을 크게 증가시키므로, 시공 순서 및 슬래브 처짐에 대한 영향은 플랫 플레이트 시스템 설계의 주요한 요소가 될 수 있다. 이 연구에서는 시공 순서 및 콘크리트 균열 효과를 고려한 슬래브 처짐 산정 과정을 제안한다. 시공단계 및 시공하중이 간편법에 의하여 정의되고, 각 시공단계별로 슬래브 모멘트 및 탄성 처짐, 유효단면2차모멘트가 계산된다. 주열대와 중간대에서의 탄성 처짐은 유효단면2차모멘트 효과에 의해 비탄성 처짐으로 증폭되며, 슬래브 중앙부 처짐은 교차보법에 의하여 산정된다. 제안된 방법은 기존 실험 결과 및 비선형 해석 결과와의 비교를 통하여 검증된다. 또한, 제안법의 적용을 통하여, 시공 중인 플랫 플레이트의 처짐에 대한 시공주기 및 동바리 지지 층 수의 영향이 분석된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.245-256
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• 2000

이 논문에서는 반복하중을 받는 철근콘크리트 보의 거동을 모사하기 위한 모멘트-곡률 관계를 제안하고 있다. 기존의 제안된 모멘트-곡률 관계 모델이나 적층단면법과는 달리 제안된 모델은 부착-슬립관계와 상응하는 평형방정식을 기초로 하여 구성된 단조증가 하중에 대한 모멘트-곡률 관계를 이용하여 부착-슬립에 따른 영향을 고려하고 있다. 또한 대변형 해석시 보다 개선된 결과를 얻기 위해 철근의 응력-변형률 관계에 착안한 곡선화 된 천이곡선을 사용하고 있다. 응력-변형률 관계에 기초하여 단면을 가상의 층상구조로 모사하는 적층단면법과 비교하여 제안된 모델은 단면의 거동을 모멘트-곡률 관계로 표현하는 관계로 대형구조물의 해석시 계산시간과 저장공간을 줄일 수 있는 잇점을 가지고 있다. 나아가 고정단회전과 pinching효과를 고려하기 위한 제안된 기본모델의 수정방안이 소개되고 있다. 마지막으로 제안된 모델식의 타당성을 검증하기 위하여 해석결과와 실험값들의 비교가 이루어졌다. 본 논문은 구조물의 미시적 측면에서 유효평균탄성계수를 결정하기 위한 균질화기법인 점근적 방법을 적용하였고, 탄성값을 조사하기 위하여 유한요소법으로 정식화하였다. 수치 예로서 물성치가 각기 다른 등방성 재료를 적층한 부재의 임의 단면에서 단위요소를 해석영역으로 설정하고 산출된 탄성계수를 기존의 해석방법으로부터 산출된 값과 비교하였다. 균질화기법으로 산출된 탄성계수는 과소평가되어 나타나며, 이는 해석영역을 유한요소정식화하는 과정에서 수정항만큼 차이가 난다는 것을 증명하였다. 기존 해석방법으로는 복합재료의 탄성계수가 단순히 재료의 산술적 평균값으로 계산되는 것과는 달리, 미시적으로 복합재 단위요소의 반복성을 고려함으로써 제안된 해석방법이 보다 유용하다는 것을 보여 주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.43-53
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• 2004

철근콘크리트 부재가 취성적이며 국부적으로 파괴되지 않도록 하기 위하여 각 기준식에서는 철근콘크리트 부재의 최소전단 보강근비를 요구하고 있다. 우리나라에서 현재 사용되고 있는 철근콘크리트 구조설계기준의 최소전단철근비에 대한 기준식과 캐나다 기준식, 유럽 기준식, 일본건축학회 기준식을 비교하면 각 기준식에 의하여 계산된 최소전단보강근비 값에는 많은 차이가 있어 그 신뢰성에 의문을 갖게 한다. 즉, 동일한 콘크리트의 실린더 압축강도에 대하여 각 기준식의 최소전단보강근비 값은 최대 2배 이상의 차이가 있다. 또한, 최소전단보강근비에 영향을 주는 요소가 각 기준식마다 다르며, 이에 대한 연구도 그 중요성에 비하여 극히 적은 실정이다. 이연구에서는 트러스 모델에 근거한 이론적인 방법에 의하여 철근콘크리트 부재의 최소전단보강근비를 예측하였다. 제안식에는 최소전단철근비에 영향을 주는 콘크리트의 압축강도, 전단보강근의 항복응력, 주근비, 전단경간비의 영향이 고려되었다. 제안식에 의하여 계산된 최소전단철근비는 콘크리트 압축강도에 따라 변화하며, ACI 318-02 및 캐나다 규준과 비슷한 분포를 나타냈다. KCI-99 및 ACI 318-02의 최소전단철근비는 주인장철근비에 관계없이 일정하지만 제안식에 의한 최소전단철근비는 주인장철근비가 증가할수록 줄어드는 양상을 보였다. 또한, 전단경간비에 따른 최소전단철근비에 대하여 KCI-99 및 ACI-318-02에 의한 최소전단철근비는 전단경간비에 관계없이 일정한 값을 보였지만 제안식에 의한 최소전단철근비는 전단경간비가 증가할수록 증가하는 양상을 보였다.변화로 인한 resetup의 번거러움을 줄일 수 있었고 환자에게 인위적으로 치료 자세를 유지해야하는 불편함을 해소할 수 있었다. 궁극적으로는 set-up의 재현성을 유지해 보다 정확한 치료를 가능하게 했고 앞으로 이 고정용구를 보완, 개선시켜서 환자의 치료에 활용한다면 더욱더 질적으로 향상된 치료를 제공 할 수 있을 것으로 사료된다.하였다. IV. 결론 Forward IMRT는 2차원적인 치료법에 비하여 PTV에는 균일한 선량분포를 이루면서 정상조직에는 tolerance dose 이하로 선량을 전달 할 수 있는 치료기법이었다. 계속적으로 평가할 필요가 있을 것이다.> 최대 $11.65\%$까지 골조직에 의한 선량감소가 나타나는 것을 알 수가 있다. 또한, Diode detector로 측정한 심부선량 값은 두부, 경부, 대퇴부, 슬관절, 족관절에서 각각 $95.23{\pm}1.18,\;98.33{\pm}0.6,\;93.5{\pm}1.5,\;87.3{\pm}1.5,\;86.90{\pm}1.16$으로 나타났으며, TLD로 측정한 대퇴부, 슬관절, 족관절에서의 표면선량과 비교했을 때 부위에 따라 최소 $4.53\%{\sim}$ 최대 $12.6\%$ 까지 차이를 보였다. 그리고 골조직에 의한 선량감쇄의 영향이 적은 복부(배꼽)에서는 열형광선량계 및 다이로드측정기로 측정한 값이 각각 $101.58{\pm}0.95,\;104.77{\pm}1.18$로 큰 차이가 없었다. IV 결론 전신방사선조사시 표면선량을