• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.299-305
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• 2008

본 연구는 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단거동 특성 및 파괴형상을 구명함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 탄소섬유판의 형상, 섬유판 부착 간격 및 전단보강 철근량 등의 변수를 포함하는 실험 연구가 수행되었다. 본 실험 결과 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단 강성은 보강되지 않은 보에 비해 현저하게 개선되며 최대 전단강도 증진율은 100% 이상인 것으로 나타났다. 또한 탄소섬유판은 전단균열의 발생 및 진전을 억제하며, 적은 량의 탄소섬유판으로 보강했을 경우에도 전단강도의 증진 효과는 매우 좋은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 탄소섬유판에 발생하는 변형률을 기본으로 하여 유효응력을 도출하였으며, 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재의 전단강도를 계산하였다. 이는 실험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권1호
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• pp.17-34
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• 2020

This paper investigates the flexural behavior of concrete beams reinforced longitudinally with either steel bars, molded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) grating mesh or pultruded glass-fiber reinforced polymer (GFRP) grating mesh, under four-point bending. The variables included in this study were the type of concrete (normal weight concrete, perlite concrete and vermiculite concrete), type of the longitudinal reinforcement (steel bars, molded and pultruded GFRP grating mesh) and the longitudinal reinforcement ratio (between 0.007 and 0.035). The influences of these variables on the load-midspan deflection curves, bending stiffness, energy absorption and failure modes were investigated. A total of fifteen beams with a cross-sectional dimension of 160 mm × 210 mm and an overall length of 2400 mm were cast and divided into three groups. The first group was constructed with normal weight concrete and served as a reference concrete. The second and third groups were constructed with perlite concrete and vermiculite concrete, respectively. An innovative type of stirrup was used as shear reinforcement for all beams. The results showed that the ultimate load of the beams reinforced with pultruded GFRP grating mesh ranged between 19% and 38% higher than the ultimate load of the beams reinforced with steel bars. The bending stiffness of all beams was influenced by the longitudinal reinforcement ratio rather than the type of concrete. Failure occurred within the pure bending region which means that the innovative stirrups showed a significant resistance to shear failure. Good agreement between the experimental and the analytical ultimate load was obtained.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.93-100
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• 2021

현재 우리나라에서 설계 및 시공되는 대부분의 철근콘크리트 벽식구조 공동주택은 상부벽체-하부골조 시스템으로 구성되어 있으며 서로 다른 상하부 구조시스템의 결합을 위해 전이보를 이용한다. 상부의 하중을 하부의 기둥 부재에 효율적으로 전달하기 위해 전이보가 큰 강성을 지녀야 하고 이로 인해 부재의 춤이 커져 많은 물량의 투입되고 전반적인 경제성이 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기둥을 벽체요소로 대체하고 일반적인 콘크리트 전이보에 비해 규모가 작은 경계보를 수평 구조요소로 활용한 새로운 경계보-벽체 시스템을 제안한다. 제안된 시스템의 축하중에 대한 성능 평가를 위해 3차원 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 주요 설계변수로 상하부벽체 길이비, 경계보 부재의 전단보강근 간격, 하부벽체로 연속되는 상부벽체 수직근의 꺾임 비율, 슬래브 길이를 설정하고 제안된 시스템의 성능에 얼마나 기여하는지 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.94-101
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• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트(RC) 및 강섬유보강콘크리트(SFRC) 외부 보-기둥 접합부에서 SD700인 확대머리철근의 정착성능을 실험적으로 평가하였다. 실험체는 총 10개로 제작되었으며 강섬유 보강 유무, 정착길이, 보의 유효춤, 스터럽 배근상세 등을 변수로 계획하였다. 실험결과, 실험체는 실험변수에 따라 측면파열파괴, 콘크리트 브레이크아웃파괴, 전단파괴 등이 나타났다. 정착길이를 변수로 한 RC 계열실험체에서 정착길이가 25~80% 증가함에 따라 정착강도는 26.5~42.2% 증가하여 정착길이에 비례하지 않음을 확인하였다. 보의 유효춤이 2배인 JD 계열 실험체는 콘크리트 브레이크아웃파괴가 나타나 기준 실험체에 비하여 31.5~62% 최대내력이 감소하였다. 확대머리철근 주위의 전단보강근 간격이 기준실험체에 비하여 1/2배인 S 계열 실험체는 8.4~ 9.7% 최대내력이 증가하였다. SFRC 실험체 콘크리트 압축강도가 RC 실험체 콘크리트 압축강도에 비하여 29.3% 작게 평가되었지만, 정착강도는 7.3~12.2% 더 크게 증가하였다. 이에 강섬유 보강에 따른 확대머리 철근의 정착성능이 크게 향상됨을 확인하였다. KDS 기준의 정착길이 92%, 110%로 배근된 실험체의 실험 최대내력이 이론내력에 비하여 92%, 99%인 결과를 고려하면 안전율을 더욱 크게 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 정착길이 대비 보의 유효춤을 고려한 설계식 제시가 요구된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.128-138
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• 2014

토목 분야 Building Information Modeling(BIM) 활성화를 위해 시급한 과제 중에 하나가 토목 구조물에 대한 라이브러리(Library)의 구축이다. 라이브러리의 구축을 통해 BIM 모델링의 시간을 단축할 수 뿐 아니라, 정확한 물량산출과 표준화된 모델의 공유가 가능해진다. 그러나, 건축분야에 비해 국내 토목 구조물에 대한 표준화된 라이브러리는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 국토교통부에서 제공하는 2차원 표준도를 기반으로 옹벽 및 암거 구조물을 라이브러리로 구축하였다. 상용 BIM 소프웨어를 사용하여 각각 구조물에 형상과 철근을 모델링하는 방법을 적용하였으며, 특히 라이브러리를 재활용하고 범용적으로 쓸 수 있기 위한 치수 및 물량 파라미터들을 정의하는데 주력하였다. 구축된 라이브러리를 실제 사업에 투입했을 경우, 정확하고 신속한 물량산출이 가능하고 형상정보가 1개의 라이브러리로 통합 관리되어 기존 2D 도면에 비해 관리가 용이하다는 것을 파악 할 수 있다. 또한 콘크리트 형상을 파라미터의 조정으로 쉽게 바꿀 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, 철근의 경우에는 형상 파라미터를 조정함에 따라 스트럽 및 겹이음 철근의 조정이 제대로 되지 않아 아직까지는 수동으로 물량을 조정해야 하는 한계점이 있다. 본 연구의 결과를 통해 토목구조물은 비정형적이고 개별 사업에 따라 단품적으로 생산되기에 라이브러리의 구축이 어렵다는 인식에서 벗어나 국내 토목 시설물 기준 및 시방서에 따른 꾸준한 라이브러리 추적을 통해 BIM 적용 확산을 앞당길 수 있을 것으로 판단된다.