• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.19-30
• /
• 2012

사회적 생활 환경이 향상되고 도시개발이 안정화됨에 따라 신규 주택건설공사에 대한 요구는 점진적으로 감소하고 있다. 이에, 신축 보다는 정비를 통해 구조물의 사용수명을 연장시키는 리모델링의 중요성이 강조되고 있으며, 이와 관련된 많은 연구들이 진행중에 있다. 그러나 국내의 경우 리모델링 해체공사를 위한 구조해석 관련 기준이 미흡한 실정이다. 국내 보고된 리모델링 해체 공사도중에 발생한 사고중 슬래브 붕괴사고는 다수를 차지하고 있으며, 대형사고로 발전할 수 있는 위험성을 내포하고 있어 리모델링 해체공사에 적용할 수 있는 구조해석 관련 기준의 개발은 중요하면서도 시급하다. 슬래브의 경우 하중을 직접적으로 저항하기 때문에 균열에 취약해 질수 있고 균열이 발생할 경우 리모델링의 근본취지에 어긋남과 동시에 붕괴사고의 원인이 될 수 있으므로, 초기균열을 억제함은 상당히 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 이 연구는 슬래브 구조물의 초기균열을 억제하기 위한 기준을 마련하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수행되었다. 슬래브 구조물의 구조적 거동과 관련된 주요 요소로는 구조물의 형상과 구조물에 작용하는 하중이 있다. 슬래브 구조물의 형상과 작용하중과의 상호관계를 파악하기 위해 국내 아파트 평면도를 분석하였으며, 해체잔해물의 단위중량, 콘크리트 강도 등과 관련된 자료를 분석하였다. 분석결과를 활용하여 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과 주요 하중요소인 해체잔해물의 적재제한높이 및 적재방법에 대해 검토할 수 있었다. 또한, 소형해체장비의 이동에 따른 슬래브의 구조적 거동을 파악하기 위해 동적, 정적 재하실험을 실시하였으며, 실험결과 이동하중에 따른 충격의 영향을 반영할 수 있는 충격계수를 결정할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제34권5호
• /
• pp.743-767
• /
• 2020

Due to the impressive flexural performance, enhanced compressive strength and more constrained crack propagation, Fibre-reinforced concrete (FRC) have been widely employed in the construction application. Majority of experimental studies have focused on the seismic behavior of FRC columns. Based on the valid experimental data obtained from the previous studies, the current study has evaluated the seismic response and compressive strength of FRC rectangular columns while following hybrid metaheuristic techniques. Due to the non-linearity of seismic data, Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been incorporated with metaheuristic algorithms. 317 different datasets from FRC column tests has been applied as one database in order to determine the most influential factor on the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to the simulated seismic loading. ANFIS has been used with the incorporation of Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic algorithm (GA). For the analysis of the attained results, Extreme learning machine (ELM) as an authentic prediction method has been concurrently used. The variable selection procedure is to choose the most dominant parameters affecting the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to simulated seismic loading. Accordingly, the results have shown that ANFIS-PSO has successfully predicted the seismic lateral load with R² = 0.857 and 0.902 for the test and train phase, respectively, nominated as the lateral load prediction estimator. On the other hand, in case of compressive strength prediction, ELM is to predict the compressive strength with R² = 0.657 and 0.862 for test and train phase, respectively. The results have shown that the seismic lateral force trend is more predictable than the compressive strength of FRC rectangular columns, in which the best results belong to the lateral force prediction. Compressive strength prediction has illustrated a significant deviation above 40 Mpa which could be related to the considerable non-linearity and possible empirical shortcomings. Finally, employing ANFIS-GA and ANFIS-PSO techniques to evaluate the seismic response of FRC are a promising reliable approach to be replaced for high cost and time-consuming experimental tests.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.505-512
• /
• 2016

철근콘크리트 건축물의 대형화 및 고층화에 대응하여 고성능 콘크리트가 개발되어 사용되고 있지만 레올로지 특성평가가 적절히 이뤄지지 않아 시공설계를 위한 수치해석에 소성점도 및 항복값의 책정이 적절하지 못한 실정이며 이로 인해 경화된 콘크리트 품질 안정화에 많은 문제점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분말 혼입 시멘트 페이스트를 대상으로 물분체비 및 치환율을 실험인자로 응결진행하의 시간경과에 따른 컨시스턴시 곡선을 측정하였다. 빙함모델로 가정한 회귀분석을 통해 소성점도 및 항복값을 산출한 결과 물분체비가 작을수록 초결 전후의 변화가 급격한 것을 알 수 있었다. 치환율을 40%까지 상승시키더라도 자유수변화와 고로슬래그 미분말의 불투수성 산화피막 형성에 의한 코팅효과가 상쇄되어 큰 변화로 관찰되지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.755-762
• /
• 2007

노후된 PSC I 거더교에 대한 내하력 평가 방법과 외부 강선으로 보강된 교량의 성능 평가 및 보강 효과 검증 방법은 재하 차량을 이용한 현장 실험이 많이 사용된다. 하지만 재하 차량에 의한 실험은 탄성 범위 내의 사용하중 상태에서 이루어지므로 활하중에 의한 교량의 거동 특성 분석만 유효하며, 균열하중 이후에 나타나는 비선형 거동과 극한 상태에서의 내하력을 평가하는 것은 불가능하다. 이 실험 연구에서는 27년 동안 공용된 PSC I 거더교를 대상으로 여러 가지 재하 시험을 실시하여 사용하중 및 극한하중에 대한 교량의 거동 특성과 내하 능력을 분석하였다 또한 외부 강선 보강 방법의 보강 효과를 검증하기 위하여 기존 교량의 내부 PS 강선을 절단하여 인위적으로 손실을 유도하고 평가하였으며, 절단된 양 만큼을 외부 강선으로 보강하여 보강 전후의 거동 변화를 비교하였다. 이 실험 결과를 이용하면 PSC I 거더교에 외부 강선 보강 방법을 적용할 경우에 요구되는 기존 교량의 내하력, 요구 보강량, 보강 공사시 품질관리 기준 등을 보다 명확하게 결정할 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.797-804
• /
• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.279-286
• /
• 2019

본 연구에서는 기준압축강도 180MPa의 강섬유 보강 초고강도 콘크리트(UHSC)의 인장 특성에 관한 실험 연구를 수행하였다. 부피비 1%의 강섬유를 혼입하여 직접인장강도 시편과 3점 하중재하 휨 실험을 위한 프리즘 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 균열 유도를 위하여 시편 중앙에 노치를 설정하였으며, 각 평가방법에 따라 실험을 수행하였다. 우선, 콘크리트의 균열 후 거동 특성을 파악하기 위하여 직접인장강도 실험을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였으며, 3점 하중재하 휨 실험을 통하여 하중-CMOD 곡선을 얻고, 역해석을 수행하여 응력-변형률 곡선을 분석하였다. 직접인장강도 실험과 3점 하중재하 휨 실험의 인장거동 특성은 유사하게 나타났다. 또한, SC 구조설계지침에서 제시하고 있는 인장응력-변형률 곡선 모델링을 수행하고, 측정값과 예측값의 비교분석을 수행하였다. 재료감소계수가 1.0일 때, 변형률이 0.02일 때까지 예측값은 측정값과 유사하게 나타나지만, 재료감소계수가 0.8일 때, 예측값은 측정값의 최소값에 근접한다. 또한, 변형률이 0.02를 초과하는 구간에서는 SC 구조설계지침에 의한 예측값이 측정값을 과소평가한다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.131-140
• /
• 2001

무근 콘크리트 포장(JCP)과 연속철근 콘크리트 포장(CRCP)간의 우열 논쟁은 추후의 공용성 비교를 위해 중부고속도로(1987년 개통)를 두가지 포장형식으로 절반씩 시공하기에 이르렀다. 개통후 13년이 경과한 현 시점에서 두 포장의 공용성을 직접 비교하는 것은 의미 있는 일이다. 본 연구는 두 포장을 비교하기 위한 기본적 연구로서, 우선 고속도로 기능의 핵심이 피는 평탄성(IRI)을 중부고속도로 전구간(상행선 주행차로)에 대해 자동포장상태조사장비(ARIA)를 이용하여 조사 분석하였다. 중부고속도로 평탄성을 포장 형태별(CRCP, JCP, 부분적 Asphalt)로 비교 분석한 결과, CRCP, JCP, Asphalt의 순서로 우수한 평탄성을 나타내었고, 교량 및 터널 접속부에서는 IRI(Internation Roughness Index)가 5이상으로서 개선의 여지를 가지고 있었다. '99년 한국도로공사에서 실시한 중부고속도로 포장표면 결함조사 자료와의 상관관계를 검토한 결과, JCP의 경우는 균열과 IRI가 서로 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 기타 파손들은 뚜렷한 관계를 나타내지 못하였다. 또한, 미국 LTPP(Long Term Pavement Performance) 자료중 JCP 구간인 GPS-3과 CRCP 구간인 GPS-5 자료를 바탕으로 평탄성 측면을 비교한 결과 중부고속도로가 선진국 콘크리트 포장에 뒤떨어지지 않음을 확인하였다. 토공부에서의 평탄성 저하 구간의 가장 큰 원인은 지하통로 및 배수로 통과 등이었으며, 지하통로가 있는 CRCP 및 JCP 구간을 비교한 결과, CRCP가 역시 좋은 평탄성을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.46-53
• /
• 2023

이 논문에서는 고인성 시멘트 복합체 SHCC와 함께 일반 철근, 초고강도 철근, FRP 보강근으로 보강된 3종류의 철근콘크리트 보(SHCC-RB, SHCC-SB, SHCC-FRP)의 휨 성능을 평가하기 위하여 보 실험체를 제작하고, 4점 재하 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, SHCC로 보강된 모든 실험체가 다수의 미세 균열이 발생하면서 휨 균열 폭이 100 ㎛ 이하로 제어되는 특성을 나타내었다. 이는 1축 인장 하에서 인장변형경화 특성을 보이며, 다중 미세균열 특성을 보이는 SHCC의 재료적 성질에 기인하는 것으로 판단된다. 실험체 SHCC-FRP는 실험체 SHCC-RB에 비하여 초기균열하중과 항복 휨모멘트강도가 낮은 반면, SHCC-FRP의 최대 휨모멘트강도는 SHCC-RC에 비하여 우수하게 나타났는데, 이는 FRP 보강근의 인장강도가 일반 철근에 비하여 더 높기 때문이다. 보 실험체 SHCC-SB의 초기균열 하중은 SHCC-RB와 유사하였으나, 항복 휨모멘트강도 및 최대 휨모멘트강도 측면에서는 SHCC-SB가 가장 우수한 것으로 평가되었다. SHCC와 초고강도 철근을 RC보의 보강에 활용하면 작은 단면적의 추가 배근으로도 효과적인 보강이 가능할 수 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.169-176
• /
• 2011

이 논문에서는 철근의 효과를 고려한 고인성 섬유 보강 콘크리트의 휨 거동을 분석하기 위해 이에 대한 휨 실험을 수행하였다. 실험 결과, 부재의 파괴 시 까지 안정적인 인장 응력을 보여주는 HPFRCC로 인해 휨 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 인장 철근이 항복할 때까지 균열이 국부화되지 않고 고르게 분산되는 것으로 나타났다. 단면 해석을 통해, 직접 인장 실험으로부터 측정된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 R/HPFRCC의 휨 강도를 과대평가하는 것으로 나타난 반면, 인장 강성 실험으로부터 도출된 인장강도를 이용하여 해석할 경우 실험 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 실험 및 이론적 연구를 바탕으로 이 논문에서는 휨 파괴 기준을 단면 상단에서의 콘크리트 압축파괴에 의한 것과 단면 하단부의 인장 파괴에 의한 것으로 구분하였다. 정의된 두 가지 휨 파괴 기준에 근거하여 이 논문에서는 극한 휨 강도를 산정할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안된 식은 R/HPFRCC 부재의 설계 및 해석에 유용할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.178-189
• /
• 2011

본 연구에서는 CFRP 표면부착 공법의 대안으로 최근에 관심을 끌고 있는 NSM(Near Surface Mounted)기법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도를 평가하기 위한 실험과 해석을 수행하였다. 전단철근이 없는 7개의 실험체에 대해 4점 휨실험을 실시하였다. 실험변수로는 CFRP 스트립의 경사($45^{\circ}$, $90^{\circ}$)와 스트립의 간격(250mm, 200mm, 150mm, 100mm)이 고려되었다. 실험적 연구를 통해 NSM공법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도와 파괴모드에 대한 각 실험변수의 영향을 평가하였다. 실험결과는 $45^{\circ}$ 경사로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 파단으로 파괴된 반면, 수직으로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 슬립으로 파괴됨을 보였다. 또한, $45^{\circ}$ 경사 스트립이 수직 스트립보다 전단저항력 증가시킬뿐만 아니라 파괴시의 처짐을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가적으로 RBSN 해석은 NSM기법으로 전단 보강된 RC 부재의 균열형상 및 하중-처짐관계를 적절하게 예측하였다.