• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.131-136
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• 2013

본 연구에서는 탄소섬유판을 콘크리트 표면에 매립하는 표면매립(NSM) 공법을 적용하여 콘크리트 구조물 보강을 수행하고, 콘크리트 내구성 증진 뿐 아니라 구조물 수명을 향상 시킬 수 있는 노후구조물 보수 보강 체계를 구축하고자 하였다. 이를 위하여, 표면매립 탄소섬유판 및 고성능 단면복구 모르터로 보강된 철근 콘크리트 부재를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 에폭시로 탄소섬유판을 매립 부착한 철근콘크리트 부재는 보강되지 않은 부재보다 초기 강성 및 휨강도가 현저하게 증가하는 것으로 나타났다. 탄소섬유판으로 보강된 철근콘크리트 부재는 탄소섬유판의 인장 파괴로 인하여 시작되며, 탄소섬유판의 저항능력은 매우 우수하며, 보강 효율이 우수한 것으로 나타났다. 탄소섬유판을 매립하고 표면부에 고성능 모르터로 단면을 복구하는 보강 방식은 보의 강성 및 내구성을 향상시킬 뿐 아니라 미관이 우수하여 보수와 보강이 혼합된 적절한 보강 방식으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.15-23
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• 2012

이 논문은 철근콘크리트 구조부재의 사용성능 검증을 위한 균열폭과 처짐을 산정할 수 있는 새로운 계산 방법을 제안하고 이를 자동으로 계산할 수 있는 프로그램을 개발한 것이다. 이를 위하여 콘크리트의 재료특성을 포물-사각형 응력-변형률 곡선으로 반영한 철근응력과 피복두께의 영향을 반영한 인장증강 계수를 이용한 곡률을 계산할 수 있는 수치 모델링을 실시하였다. 이와 함께 균열폭과 처짐을 계산하는데 필요한 인장증강효과와 유효인장단면적은 균열이 발생한 휨부재 단면의 인장영역을 인장 현재로 이상화하여 정의하였다. 그리고 수정된 인장증강 계수를 이용하여 유효곡률을 계산하였다. 제안된 균열폭과 처짐 산정 방법을 이용하여 여러 연구자들이 수행한 실험 자료를 계산한 결과, 현행 설계기준들의 규정보다 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.405-416
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• 2006

프리플렉스 보와 같이 강재가 콘크리트에 매입된 형태의 합성거더에서 합성 작용을 확보하기 위한 연결재로 말굽형 전단연결재,각강 전단연결재가 주로 사용된다. 얇은 콘크리트 부분이 강재를 둘러싸고 있기 때문에 콘크리트 덮개 확보를 위한 상세를 고려하면 스터드와 같은 전단연결재 사용이 어렵고 상당히 많은 수준의 합성작용이 부착 및 마찰에 의해 확보된다. 프리플렉스 보와 같이 콘크리트 부분에 많은 프리스트레스를 도입하기 위해 하부 케이싱 콘크리트와 강재단면사이의 소요 수 평전단강도가 높게 전단연결재, 각강 전단연결재에 대한 정적 강도 평가를 실험을 통해 수행하였고 부착의 효과를 보기 위한 실험도 함께 실시하였다. 현재의 허용전단력 설계 기준을 실험을 통해 검토하고 좀 더 일반화된 설계기준을 제시하기 위해서 유로코드의 블록 연 결재의 설계 개념을 채용하여 말굽형과 각강 전단연결재를 위한 설계 기준을 제시하였다. 파괴모드를 지압파괴와 전단파괴로 구분하여 각각에 대한 강도 평가 방안을 제시하고 실험결과와 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.235-244
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• 2016

본 논문에서는 고강도콘크리트와 SD600 철근을 적용한 특수모멘트골조의 최상층 접합부 내진성능을 파악하고자 한다. 실험체 중 K-RC-H는 내진규정에 따라 제작되었으며, K-HPFRC-H에는 횡보강근 간격을 150%로 증가시키면서 대신 강섬유를 부피비 1.0% 혼입하였다. K-RC-H, K-HPFRC-H 실험체 모두 주근이 파단하기 이전까지 내력 저하가 거의 없었고 에너지 소산능력 등에서 우수한 내진성능을 보였다. 접합부내의 U-bar는 보 주근이 휨과 함께 인장력을 받을 때 상부면으로 밀어내려는 현상을 충분히 억제하는 것으로 나타났다. 한편 SD600의 정착길이는 $1.25l_{dt}$가 확보되었는데 슬립거동이 거의 발생하지 않았다. 전반적으로 강섬유의 혼입은 휨강도 증가, 전단변형각 구속력 향상 등에 기여하였고, 강섬유 혼입률 1.0% 혼입함으로써 횡보강근 간격을 1.5배 증가시킬 수 있는 가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.129-139
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• 2016

대형 PC기둥의 양중부하를 줄이고 접합부의 구조일체성을 개선하기 위한 대안으로서, 중공 PC기둥이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PC부의 생산성과 구조일체성을 개선한 새로운 중공 PC기둥을 개발하였다. PC부를 제작하기 위하여 구조용 골형플레이트를 내부영구거푸집과 수평 관통철근을 사용하였다. 제안된 PC기둥의 내진성능을 검증하기 위하여, 1/2 스케일의 기둥 실험체 4개에 대하여 일정 축력에서 반복 횡가력실험을 수행하였다. 실험 변수로는 횡철근 간격, 강섬유 사용여부, 그리고 PC부의 두께가 고려되었다. 실험 결과, 제안된 PC기둥은 외곽 PC부의 취성적인 파괴 없이 우수한 하중재하능력과 변형능력을 보이는 것으로 나타났다. PC부에 횡철근을 촘촘히 배근하거나 강섬유를 사용할 경우, PC 콘크리트의 탈락을 제한하여 변형능력을 증가시킬 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.299-306
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• 2014

콘크리트 구조물의 철근 부식 문제를 해결하기 위하여 코팅철근이 사용된다. 에폭시 코팅 철근에 비해 아연코팅철근의 콘크리트 보의 휨 거동 영향에 대한 자료는 거의 없는 실정이다. 이 연구의 목적은 아연코팅철근이 콘크리트 보의 휨 거동에 미치는 영향을 파악하는 데 있다. 아연코팅철근을 사용한 부재와 일반철근을 사용한 부재의 구조실험을 통하여 휨 거동 특성을 비교하였다. 실험변수로써 철근의 아연코팅 유무, 사용 철근비와 피복 두께를 고려하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 균열패턴, 균열폭, 처짐 및 변형률 특성을 파악하였다. 아연코팅철근 콘크리트 보의 휨강도는 일반철근 콘크리트 보의 휨강도와 거의 차이가 나지 않는다. 철근표면의 아연코팅은 처짐, 균열폭 비교 결과에도 뚜렷한 영향을 미치지 않는다. 또한, 아연코팅철근 보와 일반철근 보의 하중-변형률 곡선은 비슷한 결과를 나타낸다. 따라서, 전반적으로 아연코팅철근의 사용은 일반철근을 사용할 때에 비해 콘크리트 보의 휨 거동에 악영향을 미치지는 않는 것으로 나타난다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.773-784
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• 2008

동의 제련과정에서 생성되는 동슬래그의 건설용 골재 활용이 국내에서도 2004년부터 가능하게 되었으나, 현재까지 장기적인 안정성 즉, 내구성에 대한 충분한 판단자료가 미흡하여 실용화를 저해하는 한 요인으로 작용하고 있다. 본 연구에서는 동슬래그를 천연모래 (잔골재)의 부분 치환재로 사용한 콘크리트의 내구적 특성을 18 MPa 및 27 MPa급 상용 콘크리트에 대해 촉진 및 폭로 실험을 수행하여 규명하고, 이를 통해 동슬래그 콘크리트의 실용화를 가속시키기 위한 토대를 마련하고자 하였다. 실험결과, 동슬래그 30% 치환조건에서는 대부분의 천연모래를 사용한 배합과의 내구특성 차이가 크지 않은 것으로 나타났으며, 부순모래를 사용한 경우는 대체로 50% 치환조건과 유사한 것으로 확인되었다. 특히 8년간 진행된 폭로실험 결과에서도 천연모래만을 사용한 경우와 대비하여 동등한 정도의 내구성을 확보함은 물론, 저품위인 18 MPa 콘크리트의 경우에도 피복두께 20 mm까지 중성화에 도달하는 수명을 50년 이상 확보할 수 있음을 알 수 있었다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권5호
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• pp.511-527
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• 2020

The main aim of the current research is to investigate the flexural behavior of the reinforced concrete (RC) slabs strengthened with strain hardening cementitious composites (SHCC) experimentally and numerically. Seven RC slabs were prepared and tested under four-points loading test. One un-strengthened slab considered as control specimen while six RC slabs were strengthened with reinforced SHCC layers. The SHCC layers had different reinforcement ratios and different thicknesses. The results showed that the proposed strengthening techniques significantly increased the ultimate failure load and the ductility index up to 25% and 22%, respectively, compared to the control RC slab. Moreover, a three dimensional (3D) finite element model was proposed to analyze the strengthened RC slabs. It was found that the results of the proposed numerical model well agreed with the experimental responses. The validated numerical model used to study many parameters of the SHCC layer such as the reinforcement ratios and the different thicknesses. In addition, steel connectors were suggested to adjoin the concrete/SHCC interface to enhance the flexural performance of the strengthened RC slabs. It was noticed that using the SHCC layer with thickness over 40 mm changed the failure mode from the concrete cover separation to the SHCC layer debonding. Also, the steel connectors prevented the debonding failure pattern and enhanced both the ultimate failure load and the ductility index. Furthermore, a theoretical equation was proposed to predict the ultimate load of the tested RC slabs. The theoretical and experimental ultimate loads are seen to be in fairly good agreement.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.102-112
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• 2012

최근 탄소섬유판 매립공법의 콘크리트 구조물의 보강에 적용되고 있다. 그러나 탄소섬유판 표면매립공법은 피복부 콘크리트의 강도 부족과 높이 부족 등으로 인하여 그 적용의 제한이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 이와 같은 이유로 인하여 전단 스터럽을 절단하고 탄소섬유판을 주철근의 위치에 표면매립 보강하는 공법에 대하여 고찰하였다. 일반적인 표면매립공법과 스터럽을 절단하고 표면매립공법을 적용한 보에 대한 휨 실험을 수행하였으며, 결과를 서로 비교하였다. 탄소섬유판의 길이를 실험변수로 하였다. 실험결과에 따르면, 전단 스터럽을 절단한 보강 보의 휨거동은 일반적인 표면매립공법이 적용된 실험체의 거동과 유사한 전형적인 휨 거동을 나타내었으며, 스터럽의 절단으로 인한 구조거동상의 문제는 발생하지 않았다. 따라서, 일반적인 현장 여건에 의하여 탄소섬유판의 적용이 곤란한 경우에는 스터럽을 절단하는 본 공법의 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권4호
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• pp.593-610
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• 2016

In this study, an innovative and smart glass fiber-reinforced polymer (GFRP) hybrid bar was developed for stronger durability of concrete structures. As comparing with the conventional GFRP bar, the smart GFRP Hybrid bar can promise to enhance the modulus of elasticity so that it makes the cracking reduced than the case when the conventional GFRP bar is used. Besides, the GFRP Hybrid bar can effectively resist the corrosion of conventional steel bar by the GFRP outer surface on the steel bar. In order to verify the bond performance of the GFRP hybrid bar for structural reinforcement, uniaxial pull-out test was conducted. The variables were the bar diameter and the number of strands and pitch of the fiber ribs. Tensile tests showed a excellent increase in the modulus of elasticity, 152.1 GPa, as compared to that of the pure GFRP bar (50 GPa). The stress-strain curve was bi-linear, so that the ductile performance could be obtained. For the bond test, the entire GFRP hybrid bar test specimens failed in concrete splitting due to higher shear strength resulting in concrete crushing as a function of bar deformation. Investigation revealed that an increase in the number of strands of fiber ribs enhanced the bond strength, and the pitch guaranteed the bond strength of 19.1 mm diameter hybrid bar with 15.9 mm diameter of core section of deformed steel the ACI 440 1R-15 equation is regarded as more suitable for predicting the bond strength of GFRP hybrid bars, whereas the CSA S806-12 prediction is considered too conservative and is largely influenced by the bar diameter. For further study, various geometrical and material properties such as concrete cover, cross-sectional ratio, and surface treatment should be considered.