• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.11-26
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• 1984

본(本) 연구(硏究)는 다제약(多制約) 다설계변수(多設計變數)를 갖는 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 구조해석(構造解析)과 설계과정(設計過程)을 한계상태설계이론(限界狀態設計理論)에 의하여 동시(同時)에 수행(遂行)할 수 있는 종합적(綜合的)인 최적화(最適化)를 시도(試圖)한 것이다. 수학적(數學的) 모델의 변수(變數)로는 플래트 슬라브와 기둥의 단면(斷面)치수 철근단면적(鐵筋斷面積) 등의 설계변수(設計變數)와 휨모우먼트 재분배율(再分配率)의 해석변수(解析變數)로 구성(構成)되어 있다. 최적화(最適化) 문제(問題)의 형성(形成)에서는 목적함수(目的凾數)로 공비함수(工費凾數)를 취(取)하고, 한계상태설계법(限界狀態設計法)을 도입(導入)하고 있는 영국(英國)의 CP 110시방규정(示方規定)에 따라 극한한계상태(極限限界狀態)와 사용한계상태(使用限界狀態)의 제약조건식(制約條件式)을 유도(誘導)하였다. 설계변수(設計變數)와 해석변수(解析變數)의 항(項)으로 유도(誘導)된 목적함수(目的凾數)와 제약조건식(制約條件式)은 일반적(一般的)으로 고차(高次)의 비선형계획문제(非線型計劃問題)가 된다. 본(本) 연구(硏究)에서는 형성(形成)된 비선형최적화(非線型最適化) 문제(問題)를 수차선형계획기법(遂次線型計劃技法)을 도입(導入)하여, 해석(解析)과 설계(設計)를 동시(同時)에 수행(遂行)하면서 전체구조(全體構造)를 종합적(綜合的)으로 최적화(最適化)할 수 있는 최적(最適)알고리즘을 개발(開發)하였다. 개발(開發)된 알고리즘의 타당성(妥當性)과 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)의 최적화(最適化) 가능성(可能性) 등을 확인(確認)하기 위하여 알고리즘을 수종(數種)의 구조체(構造體)에 직접적용(直接適用)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 알고리즘은 철근(鐵筋)콘크리트 플래트 슬라브형(型) 구조체(構造體)에 적용(適用) 가능(可能)하고, 변수(變數)들의 초기가정직(初期假定直)에 관계(關係)없이 수회(數回)(4~6회(回))의 반복시행(反復試行)으로 최적해(最適解)에 수감(收歛)하고, 이렇게 얻어진 결과(結果)는 재래(在來)의 설계(設計)에 비해 경제적(經濟的)인 설계(設計)라는 것을 알았다. 또한 시방서(示方書)에서는 설계자(設計者)가 임의(任意)로 결정(決定)하도록 되어 있는 휨모우먼트 재분배율(再分配率)이 최적단면(最適斷面)의 구성(構成)과 구조(構造)의 경제성(經濟性)에 미치는 영향(影響)이 크므로 설계변수(設計變數)로 택하는 것이 타당(妥當)함을 알았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.391-398
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• 2012

이 연구는 도넛형 중공형성체를 사용한 이방향 중공슬래브의 일방향 전단 성능에 관한 연구이다. 최근 건물의 고층화 및 장경간화로 인하여, 다양한 자중 저감형 슬래브 공법에 대한 연구가 진행되고 있다. 이방향 중공슬래브 시스템은 구조성능 저하를 최소화하면서 자중을 효율적으로 줄일 수 있는 시스템으로 알려져 있다. 하지만 기존 연구에 따르면 이방향 중공슬래브는 일반 RC 슬래브에 비해 낮은 전단강도를 가지고 있으며, 이는 중공형상 및 중공형성체 재료에 의해 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 또한 현재의 설계기준은 이방향 중공슬래브의 일방향 전단강도에 대해 명확한 기준을 제시하지 못하고 있다. 도넛형 이방향 중공슬래브의 일방향 전단강도를 확인하기 위하여, 총 4개의 전단강도 실험체를 제작/실험하였다. 그 중 한 개의 실험체는 기준 RC 실험체이고 나머지는 모두 중공슬래브이다. 변수는 도넛형과 비도넛형 두 가지의 중공형상 및 일반 플라스틱과 유리섬유 강화 플라스틱 중공형성체로 설정하였다. 실험 결과, 중공형상과 재료에 따라 이방향 중공슬래브의 전단강도는 차이를 보임을 확인할 수 있었다. 또한 이 결과를 바탕으로 기존의 구형 중공슬래브의 일방향 전단강도 산정시 사용되는 유효단면 산정법의 도넛형 이방향 중공슬래브 적용에 대한 문제점을 도출하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.677-684
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• 2007

본 연구에서는 유리섬유시트로 휨보강된 RC 보의 파괴 양상을 분석하고, 부착파괴를 방지하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 부착파괴를 방지하기 위한 방법으로 부착길이를 증가시키는 방법과 U형 보강 방법 및 에폭시 전단키 보강 상세에 대하여 검증하였다. 유리섬유시트의 부착길이는 콘크리트 계면과 보강재 사이의 부착강도를 가정하여 계산하였다. U형 보강 방법은 콘크리트 밑면에 부착된 유리섬유시트의 단부 혹은 중앙부를 U형으로 감싸서 보강하였다. 콘크리트 하부에 매립된 전단키는 유리섬유시트의 인장력에 대하여 충분한 부착력을 제공하도록 하였다. 단부 U 보강과 중앙부 U 보강은 부착파괴를 방지하기 위해 기존에 제안된 방법이며, 에폭시 전단키는 본 연구에서 제시된 새로운 방지 상세이다. 유리섬유시트의 부착파괴 방지 상세에 대한 효과를 검증하기 위하여 총 6개의 실험체를 제작 실험하였다. 본 실험 결과에 의하면 부착길이 및 단부 U 보강 상세를 적용하는 방법은 조기 부착파괴를 억제하지 못하는 것으로 나타났다. 반면 중앙부 U 보강 상세는 보강재를 따라 발생하는 박리균열의 진행을 억제시키기 때문에 부착파괴를 지연하는 효과가 있으며, 전단키의 경우는 부착파괴를 충분히 방지하며 유리섬유시트의 파단을 유도하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권3호
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• pp.271-278
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• 2016

국내 철도 및 도로 교량의 대표적 상부구조 형식인 철제 (steel box 또는 H-형강) 거더교와 PSC (Pre-Stressed Concrete) 거더교는 현재 가장 많이 시공되는 교량형식으로 전체 교량의 75%, 시공 금액의 80%를 차지하고 있다. 거더교 상판 콘크리트 타설을 위한 거푸집 공사는 여러 가지 시공의 어려움 때문에 다양한 공법이 개발 및 적용되었다. 그러나 재료 손실 및 인건비 상승으로 인한 원가 상승, 미숙련공에 의한 품질 저하, 복잡한 시공방법으로 인한 공기 증가, 생산성 저하, 고소작업으로 인한 안전사고 발생, 큰 부재로 인한 운송성 저하, 재료 특성으로 인한 유지관리비 증가 등 여러 가지 문제가 부분적으로 해결되지 않았다. 이를 해결하기 위하여 기존 공법을 대체할 수 있는 공법이 필요하다. 따라서 본 연구는 거더교 상판 콘크리트 타설용 시스템 거푸집 (Purlin Hanging System Form)의 개발 연구 및 경제성 분석을 목적으로 한다. 본 연구를 통해 Purlin Hanging System Form이 기존 공법에 비해 60%의 원가절감, 80%의 공기단축 효과가 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.737-749
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• 2007

LRFD 법을 이용하여 3경간 연속 이중합성 박스거더교의 부모멘트를 받는 내측 교각 위 단면을 설계하였다. 3경간 연속교의 최대경간은 80-120m를 고려하였으며 경간비는 1:1.25:1로 가정하였다. 설계 시에는 최대부모멘트를 받는 이중합성거더 단면의 강도한계상태, 사용성한계상태 및 시공성 검토를 고려하였다. 하부 보강콘크리트가 압축플랜지에 합성되기 전에는 압축플랜지의 좌굴을 검토하였으며 합성 후에는 좌굴이 방지된 것으로 가정하였다. 이중합성 박스거더의 하부플랜지 위에 타설하는 콘크리트의 두께에 따른 단면전체의 휨강성과 휨저항강도를 비롯하여 인장플랜지, 압축플랜지 및 복부판의 휨강도를 비교 분석하였다. 상부플랜지와 하부플랜지 단면적비가 이중합성 박스거더의 연성거동 및 휨응력 분포에 미치는 영향을 검토하고 적절한 단면적비를 분석하였다. 하부 보강콘크리트의 유무에 따른 소요 강재량을 비교한 결과, 이중합성 거더의 경우가 기존 단일합성 거더에 비해 15% 내외의 강재량 절감효과가 있는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.573-581
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• 2008

본 연구에서는 무지주 지하합성벽에서 흙막이용 H-말뚝과 콘크리트 벽체의 전단성능을 구명하고 특히 전단 연결재를 폼타이로 대체하였을 경우의 폼타이 직경에 따른 전단성능 평가와 폼타이의 배치 방법에 따른 전단성능을 평가할 수 있는 방안을 제시하고 있다. 지하합성벽의 전단성능을 평가하고자 폼타이의 직경, 배치 방법, 전단연결재를 폼타이로 대체하였을 경우를 주요변수로 선정하여 6개의 실험체를 제작하였다. 폼타이의 직경에 따라서는 전단성능이 효과적인 것으로 나타났으며, 폼타이 배치에 따라서는 거의 유사한 전단성능을 발휘하였으며, 전단연결재를 폼타이로 대체한 경우에서는 전단성능이 10% 정도 크게 나타나 무지주 지하옹벽에 적용가능한 것으로 판단된다. ACI 349-06과 PCI, ACI 318-05, AISC 360-05에서 제시하고 있는 식으로 계산한 결과와 실험 결과를 비교하였을 경우 전단연결재의 전단 강도를 ASIC 식이 가장 유사하게 나타내고 있음을 볼 수 있다. 또한 콘크리트와 철골부재의 접합면에 생기는 마찰력에 추후 연구를 통한 전단내력을 평가할 경우 지하합성벽의 전단내력을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.611-618
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• 2008

CFRP (carbon fiber reinforced polymer) 긴장재는 PS 강연선의 부식문제를 해결하기 위해 대안으로 사용될 수 있다. CFRP 긴장재는 횡방향 압력 및 응력집중에 취약하므로 기존의 PS 강연선에 적용되는 정착시스템의 적용은 조기파괴 등으로 인하여 믿을만한 내하성능을 주지 못한다. 따라서 CFRP 긴장재를 정착하기 위한 알맞은 정착장치의 개발이 필요하다. CFRP 긴장재용 정착구의 주된 형태는 쐐기형, 부착형 및 압착형으로 구분되며 이들 형태는 CFRP 긴장재에서 발생되는 조기파단을 방지하고 국부응력을 적절히 분산시키기 위한 목적으로 개발되고 있다. 본 논문은 CFRP 긴장재를 정착시키기 위해 압착형 정착방식을 적용하여 응력집중을 완화시키기 위해 슬리브 내외경에 변단면을 적용하고, 변단면 길이에 따른 압착형 정착구의 정착성능을 고찰하였다. 실험결과 정착구의 성능은 슬리브 제원과 압착력에 크게 좌우되는 것으로 나타났고, 응력완화구간을 갖는 슬리브는 응력집중을 감소시키는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.427-434
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• 2005

본 연구에서는 실리케이트계 급결제, 알루미네이트계 급결제, 시멘트 광물계 급결제를 사용하여 모르타르의 응결시간과 압축 강도를 실내시험하고, 현장에서 제작된 공시체로 숏크리트의 압축강도, 휨 강도, 휨 인성 및 리바운드율 시험을 시행하여, 급결제가 숏크리트에 미치는 응결, 강도, 시공성을 비교 검토하고, 특히 시멘트광물계 급결제의 성능을 평가하였다 급결제 종류별로 비교한 압축강도의 값은 각 재령별로 숏크리트의 강도 기준에는 적합하였으나 재령 28일의 강도비 $75\%$ 이상의 규정에는 시멘트광물계만이 $87\%$로 규격에 적합하였다. 휨강도시험 결과는 강섬유 숏크리트에 대한 기준에 시멘트광물계는 모든 적합하였으나 알루미네이트계는 재령 28일에서만 기준치에 적합하였으며, 실리케이트계는 모든 기준에 미흡하였으며, 휨 인성 실험결과 한국도로공사 기준에 시멘트광물계와 알루미네이트계는 규정값에 적합하였으나, 실리케이트계는 이기준에 미흡하였다 리바운드율 시험결과는 대체로 $11{\~}19\%$사이였으며, 시멘트광물계 급결제를 사용한 쪽이 알루미네이트계와 실리케이트계 급결제를 사용한 것보다 $2{\~}3\%$ 정도 작게 나타났다. 시멘트광물계 급결제는 초기의 높은 강도와 함께 종래의 급결제가 가지는 장기강도 저감을 극복하고 고강도화 됨으로써 고성능 숏크리트의 품질확보 가능성을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.801-809
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• 2006

기존의 에폭시 수지는 많은 우수한 성질을 갖고 있음에도 불구하고, 주제와 경화제의 2성분 혼합의 복잡성, 높은 폴리머 시멘트비에 따른 경제성 등이 사용성을 제약하고 있다. 여기에서 저자들은 에폭시 수지가 경화제를 첨가하지 않아도 시멘트 모르타르의 수화에 의해 생성되는 알카리 성분에 의해 경화할 수 있다는 것을 알아냈다. 본 연구는 기존의 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르타르의 연구 결과를 기초로 하여 1년간 실내외에 노출하여 내후성을 평가하였다. 다양한 폴리머 시멘트비로 만든 에폭시 시멘트 모르타르를 제작하여, 노출기간 28일, 6개월, 1년에 대한 중량변화율, 휨강도 및 압축강도, 흡수율, 중성화 깊이를 측정하였으며, 세공입경 분포와 내부 미세조직 구조 등을 관찰하였다. 시험 결과, 경화제를 첨가하지 않아도 에폭시 시멘트 모르타르의 내후성은 기존의 경화제를 첨가한 경우에 비해 역학적 성질 및 내구성 면에서 동등 이상으로 우수하였으며, 이상적인 경화제 무첨가 에폭시 시멘트 모르타르의 폴리머 시멘트비는 10% 또는 20%로 제안할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.411-420
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• 2007

본 연구는 반복 수평 하중을 받는 외부 보-기둥 접합부에서 작은 헤드를 사용한 headed bar의 사용성을 검증하기 위해 $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착한 실험체와 headed bar로 정착한 접합부 실험체를 제작하여 각각의 실험 결과를 비교하였다. 또한, headed bar 정착 성능에 영향을 주는 헤드 단면적, 단조 및 반복 가력 여부, 헤드와 보강근의 용접 여부등의 headed bar 인발 성능에 관한 영향을 구명하기 위한 인발실험을 병행하였다. 인발실험의 결과, headed bar의 인발강도는 헤드 면적 증가에 따라 증가하였고, 헤드와 보강근의 용접 유무, 가력 조건 (단조하중 및 반복하중)은 실험 결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 외부 보-기둥 접합부 실험의 결과, $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착한 실험체와 headed bar로 정착한 실험체가 초기 균열, 균열의 발생 등 모두 거의 비슷한 양상이었으나, 최종 파괴 시에는 headed bar로 정착된 실험체가 $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착된 실험체에 비해 최대 강도 도달 이후 연성 거동, 연성비 및 변형 성능, 에너지소산 면적 등에서 우수한 거동을 보여주었다. 따라서 ACI 352 위원회의 설계지침을 따라서 제작된 접합부 상세와 동일한 조건으로 표준갈고리 대신 상대적으로 작은 headed bar를 사용할 수 있을 것으로 판단된다.