• 콘크리트학회지
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• 제9권1호
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• pp.105-113
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• 1997

콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 감소현상은 많은 관심을 받아 왔으나, 지금까지도 이에 대해 제시된 모델식이 없는 실정이다. 기존의 연구결과에 의하면 콘크리트의 강도는 부재의 크기가 증가할수록 감소하며 그 파괴거동을 규명하기 위해서는 비선형 파기역학 이론을 적용해야 함을 알 수 있다. 이전의 연구에서 표준형 콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 변화를 파괴역학 이론에 따라 연구하고 실용적인 예측 모델식을 제시한 바 있다. 이 논문에서는 높이/직경의 비가 2/1이 아닌 비표준형 실린더 공시체를 고려하여 보다 일반적인 실린더 압축강도 에측 모델식을 제시하고자 한다. 이를 위하여 최대골재크기가 미소균열영역에 미치는 영향을 이론적으로 고찰하였으며, 특성길이의 개념을 새로이 도입하여 일반화된 크기효과에 대한 모델식을 제시하였다. 이 연구의 결과는 기존 구조물에서 채취한 다양한 크기의 콘크리트 코아 강도 등을 예측하는데도 매우 실용적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.287-297
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• 2022

본 논문에서는 철계형상기억합금(Fe SMA) 스트립으로 능동구속된 콘크리트 기둥의 실험적, 해석적 연구결과를 제시한다. Fe SMA과 탄소섬유보강시트(CFRP)로 각각 구속된 콘크리트 공시체의 압축실험을 통해 형상기억합금 기반 능동구속기법의 효과성을 평가하였다. 실험결과, Fe SMA 스트립으로 구속된 콘크리트 공시체가 낮은 구속력에도 불구하고 CFRP 시트로 구속된 공시체에 비해 더 우수한 변형능력을 가지는 것으로 밝혀졌다. 실험을 통해 얻은 구속된 콘크리트의 압축거동 결과를 이용해 소성힌지 영역이 각각 Fe SMA 스트립과 CFRP 시트로 보강된 콘크리트 기둥의 유한요소모델을 구축하였다. 기존 수행된 콘크리트 기둥의 수평반복가력 실험결과를 바탕으로 구축된 기둥 모델을 검증하였고, 각각의 기둥 모델에 대한 수평반복가력 해석을 수행하였다. 해석결과, Fe SMA 스트립으로 보강된 콘크리트 기둥이 CFRP 시트로 보강된 기둥모델에 비해 변형, 에너지 소산능력 향상에 효과적임을 확인하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제16권3호
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• pp.127-139
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• 2023

In this study, the steel fiber and the polypropylene fiber were used to enhance the mechanical properties of fully recycled coarse aggregate concrete. Natural crushed stone was replaced with recycled coarse aggregate at 100% by volume. The steel fiber and polypropylene fiber were used as additive material by incorporating into the mixture. In this test two parameters were considered: (a) steel fiber volume ratio (i.e., 0%, 1%, 1.5%, 2%), (b) polypropylene fiber volume ratio (i.e., 0%, 0.1%, 0.15%, 0.2%). The results showed that compared with no fiber, the integrity of cubes or cylinders mixed with fibers after failure was better. When the volume ratio of steel fiber was 1~2%, the width of mid-span crack after flexural failure was 5~8 mm. In addition, when the volume ratio of polypropylene fiber was 0.15%, with the increase of steel fiber content, the static elastic modulus and toughness of axial compression first increased and then decreased, and the flexural strength increased, with a range of 6.5%~20.3%. Besides, when the volume ratio of steel fiber was 1.5%, with the increase of polypropylene fiber content, the static elastic modulus decreased, with a range of 7.0%~10.5%. The ratio of axial compression toughness first increased and then decreased, with a range of 2.2%~8.7%. The flexural strength decreased, with a range of 2.7%~12.6%. On the other hand, the calculation formula of static elastic modulus and cube compressive strength of fully recycled coarse aggregate with steel-polypropylene fiber was fitted, and the optimal fiber content within the scope of the test were put forward.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권1호
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• pp.1-9
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• 2017

This paper describes laboratory tests carried out to evaluate the influence of class F fly ash (FA) on fracture toughness of plain concretes, specified at the third model fracture. Composites with the additives of: 0%, 20% and 30% siliceous FA were analysed. Fracture toughness tests were performed on axial torsional machine MTS 809 Axial/Torsional Test System, using the cylindrical specimens with dimensions of 150/300 mm, having an initial circumferential notch made in the half-height of cylinders. The studies examined effect of FA additive on the critical stress intensity factor $K_{IIIc}$. In order to determine the fracture toughness $K_{IIIc}$ a special device was manufactured.The analysis of the results revealed that a 20% FA additive causes increase in $K_{IIIc}$, while a 30% FA additive causes decrease in fracture toughness. Furthermore, it was observed that the results obtained during fracture toughness tests are convergent with the values of the compression strength tests.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.87-94
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• 2014

이 연구에서는 형상기억합금과 강재로 구속된 콘크리트의 부착응력을 외부자켓의 구속비 및 강도비를 이용하여 분석하였다. 이를 위해서 직경 1.0 mm 형상기억합금 와이어와 두께 1.0 mm와 1.5 mm 강판을 사용하여, 구속비 및 강도비의 차이를 유발하여 각 변수의 차이에 따른 부착강도 및 부착거동을 분석하였다. 외부자켓 구속에 의해서 콘크리트의 부착강도는 증가하였으며, 파괴형태도 쪼갬파괴에서 뽑힘파괴로 전환되어 구속효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트 부착강도는 구속비와 강도비가 증가함에 따라 증가하는 현상을 보이지만, 특정 시점부터는 부착강도가 거의 증가하지 않고 일정한 값을 나타내는 결과를 보였다. 그러나 강도비의 증가에 따라 발생하는 원주방향 최대 변형율은 거의 선형적으로 감소하는 결과를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.581-589
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• 2004

본 논문에서는 일정진폭 휨인장 및 쪼갬인장 반복하중을 받는 콘크리트의 피로신뢰성과 모델제안을 위하여 도로포장에 사용되는 콘크리트를 대상으로 연구하였다. 실험데이터는 2-모수 Weibull 확률분포함수를 사용하여 신뢰성 해석을 수행하였고, 적합도 검정을 통하여 이를 기반으로 한 모델을 제시하였다. 피로실험은 $150 mm{\times}75 mm$ 시험체의 쪼갬인장피로 실험방법과 $150 mm{\times}150 mm{\times}550 mm$ 시험체의 휨인장피로 실험방법을 적용였으며 일정 진폭 피로하중에 대하여 수행하였다. 두 가지의 실험방법에 대하여 응력 수준 90, 80, $70\%$로 변화하여 실험하고 이때 적용한 응력비는 0.1, 하중재하속도 20Hz, 정현파(sine)를 적용하였다. 연구결과 콘크리트 피로데이터의 분산성으로 인하여 보다 정확한 해석을 위해 두 가지의 해석 기준을 설정하여 제시하였으며, 그래픽방법, 모멘트방법 및 최우도법에 의해 2-모수 Weibull의 매개변수 $\alpha$와 u를 계산하고 이를 이용하여 확률밀도함수(P.D.F)와 누적분포함수(C.D.F)를 도시하였다. 또한, Weibull의 확률분포함수를 이용한 신뢰성 해석은 Kolmogorov-Smirnov의 방법을 사용하여 $5\%$의 유의수준에서 적합도 검정을 수행한 결과 채택되는 것으로 나타났다. 이러한 해석에 기초하여 쪼갬인장피로실험과 휨인장피로 실험에 대한 피로모델을 제시하고 응력수준에 따른 피로수명과 200만회 및 1,000만회에서의 피로강도를 산정하여 제시하였으며 국외의 주요 피로모델과 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.589-592
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• 2008

최근 구조물 품질관리 중요성이 높아짐에 따라 구조물의 피해 없이 품질평가가 가능한 비파괴시험의 사용이 증가하고 있다. 하지만, 다양한 현장조건에 대한 경험 및 이해가 충분치 않아 아직 실내 연구개발에 중점을 두고 있는 경우가 많다. 본 연구는 초음파 탐사법의 현장 적용성을 평가하기 위하여 현장 제작 후 증기양생 된 PC보에 본 기법을 적용하여 보았다. 현장 조건과 동일한 조건에서 양생된18개의 실린더를 제작하여 재령 60일까지 재료특성 변화를 관찰한 후, 이를 제작 후 인장작업 전의 34개의 PC보에서 측정한 초음파속도와 비교하였다. 측정 결과 현장 타설된 PC보의 압축강도 및 탄성계수를 합리적 범위 내에서 초음파탐사법을 사용하여 추정할 수 있었다. 하지만, 초음파 탐사법의 신뢰도를 높이기 위해서는 현장 조건에 대한 고려가 선행되어야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.341-347
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• 2018

본 연구의 목적은 기존의 콘크리트형 및 강재형 인공어초가 가지고 있는 제작, 설치 및 운용상의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 복합형 인공어초를 개발하고 이에 대한 기본적인 구조 성능을 정적가력 실험을 통하여 평가하는데 있다. 이를 위해 기존에 콘크리트형 및 강재형 인공어초의 장단점을 문헌적으로 평가하고 두 인공어초가 가지고 있는 장점은 최대한 유지하면서 각 인공어초의 문제점을 효율적으로 극복할 수 있는 새로운 형태의 복합형 인공어초를 개발하여 대안으로 제안하였다. 또한 제안된 복합형 인공어초의 제작, 설치시 장점을 현실적으로 평가하기 위해 단위 모듈에 대한 제작 및 설치를 수행하여 제안된 복합형 인공어초의 현장 설치 용이성 및 목표한 장점의 확보 가능성을 확인하였다. 또한 제작, 설치된 단위 모듈을 대상으로 인공어초의 기본적인 구조 성능 평가를 위하여 정적가력실험을 실시하였다. 이상의 연구를 통하여 개발된 복합형 인공어초가 제작, 조립의 용이성을 확보하면서 적절한 구조적 성능이 발현됨을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.47-56
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• 2004

신 구 콘크리트의 부착강도 시험시 두 재료의 계면에서 파괴가 유도되어 순수한 부착강도를 측정할 수 있도록 계면에 원형의 비부착면을 삽입하여 직접인발시험에 의해 부착강도를 측정하는 실험방법을 제시하였다. 먼저, 새로 제안한 실험방법에 의해 계면에서 응력이 집중되는 정도를 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하여 두 재료의 탄성계수비 및 비부착면의 면적 (균열률)에 따른 계면에서의 파괴에너지를 산정하였으며, 부재의 크기 및 하중에 대한 보정을 감안하여 무차원함수로 환산하였다. 그리고 본 연구에서 제시된 부착강도 시험방법의 신뢰성을 입증하기 위해, 3가지 크기의 원형 비부착면(균열률 0.2, 0.4. 0.6)이 삽입된 신 구 콘크리트 복합시편(유황 폴리머 콘크리트+보통 콘크리트)을 사용하여 부착강도를 측정하였고 앞서 전개된 무차원함수로부터 계면 파괴에너지를 역산하였다. 시험결과, 모든 시편이 계면에서 파괴가 유도되었다. 또한 실험 데이터 및 해석결과를 분석하여 균열률이 0.4$\sim$0.6인 경우에 부착강도의 오차가 가장 적게 발생될 수 있음을 파악하였다.